一种音频线头插拔检测直驱电路及方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102843631 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 3 6 3 1 A *CN102843631A* (21)申请号 201110170831.X (22)申请日 2011.06.23 H04R 3/00(2006.01) (71)申请人炬力集成电路设计有限公司 地址 519085 广东省珠海市高新区科技创新 海岸科技四路1号 (72)发明人李谋涛 (74)专利代理机构北京同达信恒知识产权代理 有限公司 11291 代理人黄志华 (54) 发明名称 一种音频线头插拔检测直驱电路及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种音频线头插。

2、拔检测直驱 电路及方法，包括音频线头插孔、上拉电路、下拉 电路、运算放大器，其中，音频线头插孔的两端分 别与上拉电路和下拉电路相连，运算放大器的正 输入端输入参考电压，运算放大器通过负输入端 和输出端连接上拉电路和下拉电路；通过检测运 算放大器负输入端的电压，根据检测出的电压确 定音频线头的插拔状态。本发明提供的音频线 头插拔检测直驱电路简单可靠，不需要占用额外 的GPIO口即可进行检测，节约了Pin资源；并且 运算放大器是否开启不影响检测结果的正确性， 可以减少功耗，同时由于本发明提供的检测直驱 电路采用的元器件数量减少，节约了印刷电路板 (PCB)面积并且降低了成本。 (51)Int.Cl。

3、. 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种音频线头插拔检测直驱电路，其特征在于，包括：音频线头插孔、上拉电路、下 拉电路、运算放大器，其中，音频线头插孔的两个地端分别与上拉电路和下拉电路相连，运 算放大器的正输入端输入参考电压，运算放大器通过负输入端和输出端连接上拉电路和下 拉电路。 2.如权利要求1所述的检测直驱电路，其特征在于，所述上拉电路与运算放大器的负 输入端相连，所述下拉电路与运算放大器的输出端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大 于上拉电路的上拉能力。 。

4、3.如权利要求1所述的检测直驱电路，其特征在于，所述下拉电路与运算放大器的负 输入端相连，所述上拉电路与运算放大器的输出端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大 于下拉电路的下拉能力。 4.如权利要求13任意一项所述的检测直驱电路，其特征在于，所述上拉电路包括电 源和电阻，且电阻的第一端连接电源，电阻的第二端连接运算放大器和音频线头插孔的第 一地端。 5.如权利要求13任意一项所述的检测直驱电路，其特征在于，所述上拉电路包括电 源和MOS管，且MOS管的源端接电源，漏端接运算放大器和音频线头插孔的第一地端。 6.如权利要求13任意一项所述的检测直驱电路，其特征在于，所述下拉电路包含电 阻，且电阻的。

5、第一端接地，电阻的第二端连接运算放大器和音频线头插孔的第二地端。 7.如权利要求13任意一项所述的检测直驱电路，其特征在于，所述下拉电路包含 MOS管，且MOS管的源端接地，漏端接运算放大器和音频线头插孔的第二地端。 8.一种音频线头插拔检测方法，应用音频线头插拔检测直驱电路中，所述音频线头插 拔检测直驱电路包括：音频线头插孔、上拉电路、下拉电路、运算放大器，其中，音频线头插 孔的两个地端分别与上拉电路和下拉电路相连，运算放大器的正输入端输入参考电压，运 算放大器通过负输入端和输出端连接上拉电路和下拉电路；其特征在于，该方法包括： 检测运算放大器负输入端的电压； 根据检测出的电压，确定音频线头。

6、的插拔状态。 9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，上拉电路与运算放大器的负输入端相连，下 拉电路与运算放大器的输出端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能 力；当检测到运算放大器负输入端的电压为高电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放 大器负输入端的电压为低电压信号，判断音频线头拔出。 10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，下拉电路与运算放大器的负输入端相连， 上拉电路与运算放大器的输出端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉 能力；当检测到运算放大器的负输入端的电压为低电压信号，判断音频线头插入，检测到运 算放大器的负输入端的电压为高电压信号，判断音频线头。

7、拔出。 权 利 要 求 书CN 102843631 A 1/5页 3 一种音频线头插拔检测直驱电路及方法 技术领域 0001 本发明涉及检测技术，尤其涉及一种音频线头插拔检测直驱电路及方法。 背景技术 0002 在电子设备应用领域，常需要对音频线头进行插拔检测，并将检测结果上报给终 端产品的控制电路以便进行下一步工作。 0003 图1为常用的音频线头插拔检测直驱电路示意图，直驱电路因为省掉了音频线头 隔直电容而被广泛应用，其作用是节点VRO提供和音频线头插孔输出端OL和OR相同的直 流电压。如图1所示，音频线头的连接端包括左声道L端，右声道R端以及接地端GND，音频 线头插孔的连接端包括与音频。

8、线头插头相适配的左声道输出端OL端，右声道输出端OR端 以及两个地端G，其中音频线头插孔的一个地端连接运算放大器，另一个地端通过电阻连接 到晶体管的控制端。 0004 当音频线头插入后，音频线头插孔的OL端与音频线头的左声道L端连接，音频线 头插孔的OR端与音频线头的右声道R端连接，音频线头插孔的地端G的电压为VRO(VROS)， 并且通过电阻R1连接到晶体管的控制端。VRO电压让晶体管开启，拉低了GPIO口的电压， 由于未插入音频线头时GPIO口的电压被上拉，因此系统根据GPIO口的电压由高变低，可判 定插入了音频线头；反之，音频线头拔出后，晶体管关闭，GPIO口的电压由低变高，可判定 拔出。

9、了音频线头。根据GPIO口的检测信号，判断插入音频线头时，关闭外部扬声器，打开音 频线头连接的扬声器；根据检测信号判断拔出音频线头时，打开外部扬声器，关闭音频线头 连接的扬声器。 0005 采用上述检测电路需要额外的GPIO口来提供检测信号，占用了Pin资源，并且运 算放大器需要持续开启以保证VRO电压等于参考电压，增大了功耗。 发明内容 0006 本发明提供一种音频线头插拔检测直驱电路及方法，用以解决现有技术中需要占 用额外的GPIO口来检测音频线头插拔，并且需要持续开启运算放大器的问题。 0007 本发明提供一种音频线头插拔检测直驱电路，包括：音频线头插孔、上拉电路、下 拉电路、运算放大器。

10、，其中，音频线头插孔的两个地端分别与上拉电路和下拉电路相连，运 算放大器的正输入端输入参考电压，运算放大器通过负输入端和输出端连接上拉电路和下 拉电路。 0008 优选的，所述上拉电路与运算放大器的负输入端相连，所述下拉电路与运算放大 器的输出端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能力。 0009 优选的，所述下拉电路与运算放大器的负输入端相连，所述上拉电路与运算放大 器的输出端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉能力。 0010 优选的，上拉电路与运算放大器的负输入端相连，下拉电路与运算放大器的输出 端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能力；当检测。

11、到运算放大器负 说 明 书CN 102843631 A 2/5页 4 输入端的电压为高电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器负输入端的电压为低 电压信号，判断音频线头拔出。 0011 优选的，下拉电路与运算放大器的负输入端相连，上拉电路与运算放大器的输出 端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉能力；当检测到运算放大器的 负输入端的电压为低电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器的负输入端的电压 为高电压信号，判断音频线头拔出。 0012 所述上拉电路包括电源和电阻，且电阻的第一端连接电源，电阻的第二端连接运 算放大器和音频线头插孔的第一地端。 0013 所述上拉电路包括。

12、电源和MOS管，且MOS管的源端接电源，漏端接运算放大器和音 频线头插孔的第一地端。 0014 所述下拉电路包含电阻，且电阻的第一端接地，电阻的第二端连接运算放大器和 音频线头插孔的第二地端。 0015 所述下拉电路包含MOS管，且MOS管的源端接地，漏端接运算放大器和音频线头插 孔的第二地端。 0016 一种音频线头插拔检测方法，应用音频线头插拔检测直驱电路中，所述音频线头 插拔检测直驱电路包括：音频线头插孔、上拉电路、下拉电路、运算放大器，其中，音频线头 插孔的两个地端分别与上拉电路和下拉电路相连，运算放大器的正输入端输入参考电压， 运算放大器通过负输入端和输出端连接上拉电路和下拉电路；包。

13、括： 0017 检测运算放大器负输入端的电压； 0018 根据检测出的电压，确定音频线头的插拔状态。 0019 优选的，上拉电路与运算放大器的负输入端相连，下拉电路与运算放大器的输出 端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能力；当检测到运算放大器负 输入端的电压为高电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器负输入端的电压为低 电压信号，判断音频线头拔出。 0020 下拉电路与运算放大器的负输入端相连，上拉电路与运算放大器的输出端相连， 并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉能力；当检测到运算放大器的负输入端 的电压为低电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器的负输入端。

14、的电压为高电压 信号，判断音频线头拔出。 0021 本发明中，运算放大器可以是开启的，也可以是关闭的，不影响检测结果。 0022 本发明提供的音频线头插拔检测直驱电路与方法简单可靠，不需要占用额外的 GPIO口即可进行检测，节约了Pin资源；并且运算放大器是否开启不影响检测结果的正确 性，因此可以减少功耗，另外由于本发明提供的检测直驱电路采用的元器件数量减少，节约 了PCB面积并且降低了成本。 附图说明 0023 图1为现有技术中音频线头插拔检测直驱电路原理图； 0024 图2为本发明实施例所述的音频线头插拔检测方法流程图； 0025 图3为本发明实施例所述的一种音频线头插拔检测直驱电路原理图。

15、； 0026 图4为图3所示的电路图对应的音频线头插拔检测关系图； 说 明 书CN 102843631 A 3/5页 5 0027 图5为本发明实施例所述的另一种音频线头插拔检测直驱电路原理图； 0028 图6为图5所示的电路图对应的音频线头插拔检测关系图。 具体实施方式 0029 针对现有技术中需要占用额外的GPIO口来检测音频线头的插拔，并且需要持续 开启运算放大器的问题，本发明提供一种音频线头插拔检测直驱电路，包括：音频线头插 孔、上拉电路、下拉电路、运算放大器，其中，音频线头插孔的两个地端分别与上拉电路和下 拉电路相连，运算放大器的正输入端输入参考电压，运算放大器通过负输入端和输出端连。

16、 接上拉电路和下拉电路。 0030 作为一种具体连接方式，所述上拉电路与运算放大器的负输入端相连，所述下拉 电路与运算放大器的输出端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能 力。 0031 作为另一种具体连接方式，所述下拉电路与运算放大器的负输入端相连，所述上 拉电路与运算放大器的输出端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉能 力。 0032 具体的，所述上拉电路可以包括电源和电阻，且电阻的第一端连接电源，电阻的第 二端连接运算放大器和音频线头插孔的第一地端。 0033 具体的，所述上拉电路还可以包括电源和MOS管，且MOS管的源端接电源，漏端接 运算放大器和音频线头插。

17、孔的第一地端。 0034 具体的，所述下拉电路中可以包含电阻，且电阻的第一端接地，电阻的第二端连接 运算放大器和音频线头插孔的第二地端。 0035 具体的，所述下拉电路中包含MOS管，且MOS管的源端接地，漏端接运算放大器和 音频线头插孔的第二地端。 0036 需要说明的是，第一地端和第二地端用于区分音频线头插孔两个不同的地端，并 不是用于限定地端中特定的一个接口。 0037 本发明还提供一种利用上述检测直驱电路进行音频线头插拔检测的方法，如图2 所示，该方法包括： 0038 步骤201：检测运算放大器负输入端的电压； 0039 步骤202：根据检测出的电压，确定音频线头的插拔状态。 0040。

18、 作为第一种检测方法，上拉电路与运算放大器的负输入端相连，下拉电路与运算 放大器的输出端相连，并且所述下拉电路的下拉能力大于上拉电路的上拉能力；当检测到 运算放大器负输入端的电压为高电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器负输入 端的电压为低电压信号，判断音频线头拔出。 0041 作为第二种检测方法，下拉电路与运算放大器的负输入端相连，上拉电路与运算 放大器的输出端相连，并且所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路的下拉能力；当检测到 运算放大器的负输入端的电压为低电压信号，判断音频线头插入，检测到运算放大器的负 输入端的电压为高电压信号，判断音频线头拔出。 0042 本发明提供的音频线头插拔检。

19、测直驱电路及方法中所述的音频线头可以为耳机 插头，或者其他的音频线头，比如线路输入(Line in)。下面结合附图对本发明的具体实施 说 明 书CN 102843631 A 4/5页 6 例进行说明。 0043 作为本发明提供的第一实施例，如图3所示为一种音频线头插拔检测直驱电路原 理图，包括：音频线头插孔、上拉电路、下拉电路、运算放大器，其中，音频线头插孔的两个地 端分别与上拉电路和下拉电路相连，其中可以将一个地端称为第一地端，将另一个地端称 为第二地端，VROS为音频线头插孔与上拉电路连接的地端的电压，运算放大器的正输入端 输入的电压为参考电压，其输出端连接下拉电路，所述下拉电路的下拉能力。

20、大于上拉电路 的上拉能力。 0044 具体的，所述上拉电路中采用的上拉元器件可以是电阻，也可以是MOS管等，本实 施例中采用电阻R3，R3的一端与电源VCC相连，R3的另一端连接音频线头插孔的第一地端 以及运算放大器的负输入端。 0045 具体的，所述下拉电路采用的下拉元器件可以是电阻，也可以是MOS管等，本实施 例中采用电阻R4，R4的一端接地，R4的另一端与音频线头插孔的第二地端以及运算放大器 的输出端相连，并且R4R3。 0046 当音频线头插入后，音频线头的左声道L端与音频线头插孔的OL端相连，音频线 头的右声道R端与音频线头插孔的OR端相连，音频线头的GND端与音频线头插孔的地端相 。

21、连，因此，音频线头插入后，VROS从高变低，当音频线头拔出时，VROS由低变高，由此可以根 据VROS的电压变化来检测音频线头插入拔出。 0047 图4为图3所示电路对应的音频线头插拔检测关系图。 0048 参见图4所示，本实施例检测到音频线头插拔的具体过程如下： 0049 步骤401：检测VROS，如果检测到VROS为高电平，音频插孔内未插有音频线头；如 果检测到VROS位低电平，音频插孔内插有音频线头；执行步骤403； 0050 步骤402：继续检测VROS，当检测到VROS由高电平变为低电平时，则判定音频线头 插入，结束； 0051 步骤403：继续检测VROS，当检测到VROS由低电平。

22、变为高电平时，则判定音频线头 拔出，结束。 0052 图4所示实施例中，VROS为高电平，确定音频线头插孔中没有插入音频线头时，当 出现以下情况时确定音频线头插入音频线头插孔： 0053 (1)当运算放大器关闭，由于上下拉电阻的作用，VROS被拉低，系统可根据VROS由 高电平变成低电平，判定插入了音频线头。 0054 (2)当运算放大器开启，使得VRO为参考电压，当音频线头插入后VROS也为参考电 压，由于参考电压远小于未插入音频线头时VROS，故可根据VROS由高变低的变化，判定插 入了音频线头。 0055 无论产生VRO的运算放大器是否开启，VROS被上拉，都可以根据VROS的电压由低 。

23、变高判定拔出了音频线头。 0056 作为本发明提供的第二实施例，如图5所示为一种音频线头插拔检测直驱电路原 理图，包括：音频线头插孔、上拉电路、下拉电路、运算放大器，其中，音频线头插孔的两个地 端分别与上拉电路和下拉电路相连，所述运算放大器的负输入端与下拉电路相连，其正输 入端输入参考电压VR，其输出端与上拉电路相连，所述上拉电路的上拉能力大于下拉电路 的下拉能力。 说 明 书CN 102843631 A 5/5页 7 0057 具体的，所述下拉电路可以是下拉元器件接地，所述下拉元器件可以是电阻，也可 以是MOS管等，本实施例中采用电阻R5，R5的一端接地，R5的另一端与运算放大器的负输 入端。

24、及音频线头插孔的第一地端相连。 0058 具体的，所述上拉电路可以是上拉元器件与电源VCC相连，所述上拉元器件可以 是电阻，也可以是MOS管等，本实施例中采用电阻R6，R6的一端与电源VCC相连，R6的另一 端与音频线头插孔的第二地端及运算放大器的输出端相连，并且R6R5。 0059 当音频线头插入后，音频线头的左声道L与音频线头插孔的OL端相连，音频线头 插头的右声道R与音频线头插孔的OR端相连，音频线头的接地端GND与音频线头插孔的G 端相连。 0060 图6为图5所示电路对应的音频线头插拔检测关系图。 0061 参见图6所示，本实施例检测到音频线头插入的具体过程如下： 0062 步骤60。

25、1：检测VROS，如果VROS为高电平，则确定音频插孔内插有音频线头，执行 步骤602，如果VROS位低电平，音频插孔内未插有音频线头；执行步骤603； 0063 步骤602：继续检测VROS，当检测到VROS由高电平变为低电平时，则判定音频线头 拔出，结束； 0064 步骤603：继续检测VROS，当检测到VROS由低电平变为高电平时，则判定音频线头 插入，结束。 0065 图6所示实施例中，VROS为低电平，音频线头插孔中没有插入音频线头时，当出现 以下情况时确定音频线头插入音频线头插孔： 0066 (1)当运算放大器关闭，VROS被拉高，系统可根据VROS由低电平变成高的变化，判 定插入。

26、了音频线头。 0067 (2)当运算放大器开启，使得VRO的电压等于参考电压，故当音频线头插入后VROS 为参考电压，远大于未插入音频线头时的电压，因此可根据VROS由低变高的变化，判定插 入了音频线头。 0068 同理，无论其中的运算放大器是否开启，由于运算放大器的负输入端和运算放大 器的输出端之间的连接被断开，因此，VROS的电压被下拉，根据VROS的电压由高变低判定 拔出了音频线头。 0069 本发明提供的音频线头插拔检测直驱电路与检测方法简单可靠，不需要占用额外 的GPIO口即可进行检测，节约了Pin资源；并且产生VRO的运算放大器是否开启不影响检 测结果的正确性，因此可以减少功耗，另外由于本发明提供的检测直驱电路采用的元器件 数量减少，节约了PCB面积并且降低了成本。 0070 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 说 明 书CN 102843631 A 1/3页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102843631 A 2/3页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102843631 A 3/3页 10 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102843631 A 10 。