本申請(qǐng)要求于2015年9月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/217,585以及于2016年3月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/309,924的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用合并到本文中。

本發(fā)明總體上涉及移動(dòng)設(shè)備，并且更具體地涉及通過這樣的移動(dòng)設(shè)備中的模擬輸出端口來驅(qū)動(dòng)耳機(jī)。

背景技術(shù)：

如今，人們使用例如智能電話或其他移動(dòng)媒體播放器(統(tǒng)稱為“智能電話”)的移動(dòng)設(shè)備來聽音樂是常見的。用戶已經(jīng)迅速地習(xí)慣于通過這樣的設(shè)備來播放音樂，并且通常用戶傾向于使其智能電話與他們一直在一起。這些用戶中的至少許多(即使不是絕大多數(shù))用戶想要能夠聽具有高聲音品質(zhì)的音樂。智能電話制造商已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，并且許多智能電話制造商已經(jīng)引入了“高保真”智能電話，并且甚至使其許多市場(chǎng)策略基于其傳送與先前可用的聲音再現(xiàn)相比更好的品質(zhì)的聲音再現(xiàn)的能力。

雖然智能電話具有通常用于進(jìn)行電話呼叫和“揚(yáng)聲電話”呼叫的小揚(yáng)聲器，并且可以交替地連接至一些外部揚(yáng)聲器，但是許多(即使不是絕大多數(shù))用戶通過耳機(jī)來聽來自其智能電話的音樂。要用于智能電話的典型耳機(jī)為模擬輸出設(shè)備，該模擬輸出設(shè)備包括嵌入智能電話上的模擬端口中的插件以及包含通過來自智能電話的信號(hào)來激活并且向用戶產(chǎn)生聲音的換能器的一個(gè)或更多個(gè)聽筒(earpiece)。術(shù)語(yǔ)“耳機(jī)(headphones)”包括通常稱為“耳機(jī)”的耳罩式設(shè)備以及通常稱為“耳塞(earbuds)”的入耳式設(shè)備。

由智能電話中的音頻子系統(tǒng)將輸出音頻信號(hào)從智能電話發(fā)送至耳機(jī)中的聽筒并且輸出音頻信號(hào)激活換能器以產(chǎn)生聲音，使得用戶可以傾聽音頻輸出。模擬端口通常包含在本領(lǐng)域中稱為“左”和“右”(并且一般地意在分別通到用戶的左耳和右耳)的兩個(gè)輸出聲道，以便能夠提供立體聲音頻輸出。如果耳機(jī)包括兩個(gè)聽筒并且源材料已被記錄成立體聲格式，則一個(gè)聲道將通到每個(gè)聽筒并且用戶將聽到立體聲音頻輸出。例如一些經(jīng)典揚(yáng)聲器和放大器的其他設(shè)備還可以具有嵌入模擬端口中以接收立體聲的輸出音頻的插件。

雖然當(dāng)前的智能電話能夠再現(xiàn)具有高聲音品質(zhì)的立體聲音樂，但是它們通常與往往具有普通的甚至差的品質(zhì)的內(nèi)含耳機(jī)一起被銷售，因此限制了用戶的音樂體驗(yàn)。因此新的智能電話的購(gòu)買者通常不會(huì)幾乎立即丟棄內(nèi)含耳機(jī)并且購(gòu)買一套與那些內(nèi)含耳機(jī)相比更高品質(zhì)的后市耳機(jī)以充分利用智能電話播放具有高的聲音品質(zhì)的音樂的能力。

然而，同等的高品質(zhì)耳機(jī)的性能通常受限于從智能電話上的音頻輸出端口到耳機(jī)換能器的連接的性能以及音頻信號(hào)如何被提供給耳機(jī)。

用于從智能電話輸出音頻的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模擬端口通常具有稱為“插口”的接受插入元件的接受器，大多數(shù)接受器通常為3.5毫米(mm)“插頭”或插件。(不太常見的替選者為接受2.5mm插頭的端口)。工作標(biāo)準(zhǔn)插頭的一個(gè)版本在圖1a中示出。插頭102具有三個(gè)段或者極，所述三個(gè)段或者極彼此電隔離并且連接至單獨(dú)的電線或耳機(jī)部件或者被插入到模擬端口中的其他設(shè)備。三個(gè)極在本領(lǐng)域中通常已知為頂端(tip)、環(huán)(ring)和套管(sleeve)。模擬端口插口類似地具有三個(gè)段(未示出)，當(dāng)插頭102的三個(gè)極被完全插入插口中時(shí)所述三個(gè)段匹配并且連接至插頭102的三個(gè)極，所述三個(gè)段也彼此電隔離并且連接至智能電話的各個(gè)部件。

圖2示出了從智能電話的模擬端口輸出到三極插頭例如圖1的三極插頭102的立體聲信號(hào)。特別地，用在標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)連接中的插頭和插口配置將左信號(hào)路徑和右信號(hào)路徑分離到單獨(dú)的電線上。標(biāo)記為lp的左聲道音頻信號(hào)通過插頭102的頂端部分被饋送，而標(biāo)記為rp的右聲道音頻信道通過插頭102的環(huán)被饋送。

然而，由于插頭102僅具有三極連接，并且極中的兩個(gè)極用于左輸出和右輸出，因此該配置要求通過插頭的套管，然后通過到智能電話的插口連接并且跨內(nèi)部設(shè)備電路板來共享被標(biāo)記為lgnd和rgnd的針對(duì)兩個(gè)聲道的地回路(groundreturn)信號(hào)路徑。

聲道的該共同接地通過該共享信號(hào)地回路的寄生電阻產(chǎn)生串?dāng)_和信號(hào)損失。雖然存在一些已經(jīng)嘗試以緩解這些問題的具體電路實(shí)現(xiàn)，例如其中與插頭共同接地點(diǎn)盡可能靠近地取放大器的反饋的電路實(shí)現(xiàn)，但是最終不可能避免三極連接器中的左信號(hào)回路和右信號(hào)回路的共同接地。

返回圖1b，示出了工作標(biāo)準(zhǔn)插頭的另一版本，在該版本中，插頭104當(dāng)前包含4個(gè)極。極中的兩個(gè)極以與圖1a的三極插頭102中的那兩個(gè)極，即頂端和套管相同的方式被指定。稱為三極插頭中的環(huán)的第三極現(xiàn)在稱為環(huán)1以將其與第四極區(qū)分開，第四極位于環(huán)1與套管之間并且在本領(lǐng)域中稱為環(huán)2。模擬端口插口(未示出)類似地包含第四段，第四段與環(huán)2對(duì)應(yīng)并且在插頭102完全被插入到插口中時(shí)與環(huán)2連接。

在例如智能電話的大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備中，標(biāo)準(zhǔn)3.5mm插頭上的額外極以及插口的相應(yīng)部分用于支持耳麥中的麥克風(fēng)的連接以用于語(yǔ)音通信。包括麥克風(fēng)的耳機(jī)有時(shí)稱為“耳麥(headset)”，如本文所使用的，“耳機(jī)”包括耳麥。如本領(lǐng)域中公知的，許多耳麥包括有時(shí)稱為“接收器(dongle)”的設(shè)備，該接收器包括一個(gè)或更多個(gè)按鈕，用戶可以按下所述一個(gè)或更多個(gè)按鈕以從智能電話中的音頻子系統(tǒng)選擇某些功能，例如應(yīng)答電話呼叫、暫停或播放音頻或者增大或減小耳麥中的換能器的音量。該設(shè)備通常位于從耳機(jī)的聽筒到插頭的繩上。

將明顯的是，雖然插頭和插口布置現(xiàn)在為四極插頭，但是仍只有一個(gè)極可用于左音頻聲道和右音頻聲道的地回路信號(hào)并且現(xiàn)在也用于麥克風(fēng)。

存在當(dāng)前用于智能電話的四極插頭的兩個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配置。圖3是一個(gè)配置的四極插頭302的圖。該配置稱為用于采用該配置的組織(原本稱為蜂窩電話工業(yè)協(xié)會(huì))的ctia標(biāo)準(zhǔn)，或者為美國(guó)耳機(jī)插頭(ahj)標(biāo)準(zhǔn)。

在ctia標(biāo)準(zhǔn)中，與圖2的三極配置一樣，左音頻聲道信號(hào)lp和右音頻聲道信號(hào)rp分別通過插頭302的頂端和環(huán)1被傳遞至耳機(jī)。另外，未出現(xiàn)在三極配置中的麥克風(fēng)輸出通過插頭302的套管部分傳遞。針對(duì)左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)的地連接器現(xiàn)在還包括麥克風(fēng)信號(hào)并且連接至環(huán)2。

第二常用配置為omtp標(biāo)準(zhǔn)(來自開放移動(dòng)終端平臺(tái))。圖4是該配置的四極插頭402的圖。與ctia配置和三極配置一樣，左音頻聲道信號(hào)lp和右音頻聲道信號(hào)rp分別通過插頭402的頂端和環(huán)1傳遞至耳機(jī)。

然而，與ctia配置相比，omtp配置將麥克風(fēng)和地的連接顛倒，使得再次用于兩個(gè)音頻聲道的地信號(hào)回路以及麥克風(fēng)信號(hào)通過套管，同時(shí)麥克風(fēng)信號(hào)通過環(huán)2傳遞至耳機(jī)。

然而，與其中使用四極插頭的圖2的三極插頭202一樣，不論四極插頭是使用ctia標(biāo)準(zhǔn)還是使用omtp標(biāo)準(zhǔn)，在每種情況下，音頻品質(zhì)的水平受限于針對(duì)左聲道信號(hào)回路和右聲道信號(hào)回路使用共同的地以及在存在麥克風(fēng)的情況下的麥克風(fēng)信號(hào)。因此，以上三極插頭102的串?dāng)_和信號(hào)損失問題仍然存在，并且實(shí)際上上述問題由于共同地信號(hào)回路現(xiàn)在包括麥克風(fēng)信號(hào)以及左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)這一事實(shí)而被加劇。

所有的已知智能電話或其他移動(dòng)音頻設(shè)備使用被配置成接受工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三極插頭或者ctia或omtp四極插頭的音頻輸出插口。因此，所有這樣的已知設(shè)備提供共同地信號(hào)回路，并且因此也承受所描述的那些音頻信號(hào)品質(zhì)問題。將會(huì)有利的是，能夠以使得避免對(duì)左聲道音頻信號(hào)和右聲道音頻信道的公共地回路的需求的方式來將高品質(zhì)耳機(jī)連接至移動(dòng)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了一種裝置和方法，借此，在保持完全遵從遺留的插頭連接和傳統(tǒng)耳機(jī)的同時(shí)，根據(jù)移動(dòng)“高保真”播放設(shè)備通過經(jīng)由設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸耳機(jī)連接器以“平衡”或“差分”模式驅(qū)動(dòng)兼容耳機(jī)來實(shí)現(xiàn)改善的聲音質(zhì)量。還描述了用于確定連接至播放設(shè)備的耳機(jī)或其他再現(xiàn)設(shè)備的類型并且對(duì)播放設(shè)備進(jìn)行配置以產(chǎn)生適合于所連接的設(shè)備的音頻輸出的裝置和方法。

一個(gè)實(shí)施方式公開了一種用于產(chǎn)生平衡立體聲信號(hào)的移動(dòng)音頻設(shè)備，包括：模擬音頻輸出插座，其具有四個(gè)極并且被配置成容納對(duì)應(yīng)于ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)的四極插頭；第一放大器，其用于向輸出插座的對(duì)應(yīng)于插頭的頂端的第一極提供左聲道音頻信號(hào)；第二放大器，其用于向輸出插座的對(duì)應(yīng)于插頭的環(huán)1的第二極提供右聲道音頻信號(hào)；第三放大器，其用于向輸出插座的第三極提供與左聲道音頻信號(hào)反相的反相左聲道音頻信號(hào)；以及第四放大器，其用于向輸出插座的第四極提供與右聲道音頻信號(hào)反相的反相右聲道音頻信號(hào)。

另一實(shí)施方式公開了一種根據(jù)具有模擬音頻輸出插座的移動(dòng)音頻設(shè)備來產(chǎn)生平衡立體聲信號(hào)的方法，其中模擬音頻輸出插座具有四個(gè)極并且被配置成容納對(duì)應(yīng)于ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)的四極插頭，該方法包括：向輸出插座的與插頭的頂端相對(duì)應(yīng)的第一極提供左聲道音頻信號(hào)；向輸出插座的與插頭的環(huán)1相對(duì)應(yīng)的第二極提供右聲道音頻信號(hào)；向輸出插座的第三極提供與左聲道音頻信號(hào)反相的反相左聲道音頻信號(hào)；以及向輸出插座的第四極提供與右聲道音頻信號(hào)反相的反相右聲道音頻信號(hào)。

另一實(shí)施方式公開了一種用于產(chǎn)生平衡立體聲信號(hào)的移動(dòng)音頻設(shè)備，包括：模擬音頻輸出插座，其具有四個(gè)極并且被配置成容納對(duì)應(yīng)于ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)的四極插頭；第一放大器，其用于提供左聲道音頻信號(hào)；第二放大器，其用于提供右聲道音頻信號(hào)；第三放大器，其用于提供與左聲道音頻信號(hào)反相的反相左聲道音頻信號(hào)；第四放大器，其用于提供與右聲道音頻信號(hào)反相的反相右聲道音頻信號(hào)；以及控制器，其被配置成：測(cè)量插座的第一極與插座的第二極之間的阻抗、第一極與插座第三極之間的阻抗、插座的第四極與第二極之間的阻抗以及第四極與第三極之間的阻抗；將測(cè)量的阻抗與使用三極插頭的設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較、與使用與ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的四極插頭的設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較以及與使用四極插頭的能夠接收平衡立體聲信號(hào)的設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較；確定設(shè)備中的哪個(gè)由測(cè)量的阻抗指示，并且如果設(shè)備為能夠接收平衡立體聲信號(hào)的設(shè)備，則使得左聲道音頻信號(hào)被提供至輸出插座的與插頭的頂端對(duì)應(yīng)的第一極、使得右聲道音頻信號(hào)被提供至輸出插座的與插頭的環(huán)1對(duì)應(yīng)的第二極、使得反相左聲道音頻信號(hào)被提供至輸出插座的第三極并且使得反相右聲道音頻信號(hào)被提供至輸出插座的第四極。

又一實(shí)施方式公開了一種根據(jù)具有模擬音頻輸出插座的移動(dòng)音頻設(shè)備來產(chǎn)生平衡立體聲信號(hào)的方法，其中模擬音頻輸出插座具有四個(gè)極并且被配置成容納三極插頭或者與ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的四極插頭，該方法包括：測(cè)量插座的第一極與插座的第二極之間的阻抗、第一極與插座的第三極之間的阻抗、插座的第四極與第二極之間的阻抗以及第四極與第三極之間的阻抗；將測(cè)量的阻抗與附接的使用三極插頭的聲音再現(xiàn)設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較、與使用對(duì)應(yīng)于ctia或omtp標(biāo)準(zhǔn)的四極插頭的設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較以及與使用四極插頭的能夠接收平衡立體聲信號(hào)的設(shè)備的預(yù)期值進(jìn)行比較；確定哪個(gè)附接的聲音再現(xiàn)設(shè)備由測(cè)量的阻抗指示，并且如果附接的聲音再現(xiàn)設(shè)備為能夠接收平衡立體聲信號(hào)的設(shè)備，則：向插座的與插頭的頂端對(duì)應(yīng)的第一極提供左聲道音頻信號(hào)；向插座的與插頭的環(huán)1對(duì)應(yīng)的第二極提供右聲道音頻信號(hào)；向插座的第三極提供與左聲道音頻信號(hào)反相的反相左聲道音頻信號(hào)；以及向插座的第四極提供與右聲道音頻信號(hào)反相的反相右聲道音頻信號(hào)。

附圖說明

圖1a和圖1b為用于移動(dòng)設(shè)備例如智能電話上的標(biāo)準(zhǔn)模擬端口的現(xiàn)有技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三極和四極插頭的配置的圖示。

圖2為關(guān)于信號(hào)如何通過用于移動(dòng)設(shè)備上的模擬端口的現(xiàn)有技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三極插頭的圖示。

圖3為關(guān)于信號(hào)如何通過用于移動(dòng)設(shè)備上的模擬端口的使用ctia標(biāo)準(zhǔn)配置的現(xiàn)有技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四極插頭的圖。

圖4為關(guān)于信號(hào)如何通過用于移動(dòng)設(shè)備上的模擬端口的使用omtp標(biāo)準(zhǔn)配置的現(xiàn)有技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四極插頭的圖。

圖5示出在使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的四極插頭的同時(shí)能夠向高質(zhì)量耳機(jī)產(chǎn)生平衡輸出的智能電話的音頻子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的一些部件。

圖6示出其中圖5所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)可以用于向具有ctia配置的耳機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)四極插頭提供音頻的實(shí)施方式。

圖7示出其中圖5所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)可以用于向具有omtp配置的耳機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)四極插頭提供音頻的實(shí)施方式。

圖8示出其中圖5所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)可以用于向沒有麥克風(fēng)的耳機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)三極插頭提供音頻的實(shí)施方式。

圖9為用于操作根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的能夠支持平衡耳機(jī)的智能電話的音頻子系統(tǒng)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本文描述了一種設(shè)備及方法，通過該設(shè)備及方法，可以通過以下述方式驅(qū)動(dòng)兼容的耳機(jī)來由移動(dòng)“高保真”播放設(shè)備實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的聲音質(zhì)量，該方式為：左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)經(jīng)由設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)大小耳機(jī)連接器而具有分開的地回路徑，而非具有公共的地回路徑，同時(shí)保留與傳統(tǒng)插頭連接和傳統(tǒng)耳機(jī)的完全符合。連接至播放設(shè)備的耳機(jī)或其他再現(xiàn)設(shè)備的類型可以由控制器來確定，并且播放設(shè)備可以被配置成產(chǎn)生適合于所連接的設(shè)備的音頻輸出。

用于除移動(dòng)設(shè)備以外的應(yīng)用的一些高質(zhì)量耳機(jī)具有分開的左聲道信號(hào)返回路徑和右聲道信號(hào)返回路徑而非如在移動(dòng)設(shè)備中被共同地連接。音頻裝備專業(yè)人士通常將分開的信號(hào)返回路徑的使用稱為“平衡”或“差分”連接；本文中將這樣的具有分開的信號(hào)返回路徑的高質(zhì)量耳機(jī)稱為“平衡耳機(jī)”。

平衡耳機(jī)通過消除由如上所述的公共信號(hào)返回路徑引起的串?dāng)_和信號(hào)損失來為用戶提高聲音質(zhì)量。此外，可以以與左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)相反的相位來主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)返回信號(hào)；有時(shí)也將這稱為“全平衡”連接，僅為了與分開的信號(hào)返回路徑區(qū)分。如本文中所使用的那樣，平衡連接也包括全平衡連接。

這樣的現(xiàn)有技術(shù)平衡耳機(jī)意在用于非便攜式立體聲系統(tǒng)并且使用稱為xlr式連接器的裝置。然而，在第一實(shí)例中，xlr連接器與智能電話(或其他移動(dòng)設(shè)備)物理不兼容。此外，用于平衡耳機(jī)的插座專用于該目的，并且不提供ctia或omtp耳機(jī)使用的信號(hào)或者不從ctia或omtp耳機(jī)接收麥克風(fēng)信號(hào)。

從而可以看出，將平衡耳機(jī)連接至能夠提供分開的信號(hào)返回路徑的移動(dòng)設(shè)備可以為用戶提高聲音質(zhì)量。此外，然而所需信號(hào)與被設(shè)計(jì)用于移動(dòng)設(shè)備的傳統(tǒng)耳機(jī)所使用的信號(hào)不同并且至少部分地不兼容。

因?yàn)樗臉O插頭根據(jù)定義具有四個(gè)可用的分開的信號(hào)路徑，所以這樣的插頭可以以下述方式被配置：將期望的“平衡”左右信號(hào)對(duì)完全分開地驅(qū)動(dòng)至耳機(jī)，從而與傳統(tǒng)ctia或omtp配置相比提供更高質(zhì)量的聲音。為了支持該連接，耳機(jī)必須包括匹配的四極插頭。因?yàn)榇嬖谒膫€(gè)極，所以3.5mm和2.5mm的四極插頭和插座配置均能夠支持該連接，盡管在傳統(tǒng)ctia或omtp配置中不可以。

圖5示出了在使用標(biāo)準(zhǔn)大小4極插頭502時(shí)能夠向高質(zhì)量耳機(jī)產(chǎn)生平衡輸出的智能電話的音頻子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的一些部件。如以上論述的現(xiàn)有技術(shù)中那樣，左音頻聲道信號(hào)lp連接至插頭502的頂端，以及右音頻聲道信號(hào)rp連接至環(huán)1。以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式產(chǎn)生這些音頻聲道信號(hào)lp和rp。

此外，智能電話中的音頻產(chǎn)生子系統(tǒng)還具有反相器504，反相器504使左音頻聲道信號(hào)lp和右音頻聲道信號(hào)rp反相，并且產(chǎn)生“反相的”左聲道音頻信號(hào)ln和右聲道音頻信號(hào)rn，即分別具有與左音頻聲道信號(hào)lp和右音頻聲道信號(hào)rp相反相位的信號(hào)。反相的左音頻聲道信號(hào)ln連接至插頭502的環(huán)2，以及反相的右音頻聲道信號(hào)rn連接至套管。

反相器504通過開關(guān)506連接至環(huán)2和套管，在圖5中看不到開關(guān)506，因?yàn)樗鼈兾挥陂]合位置。以下將進(jìn)一步說明它們的功能。

在如上所述的圖5的“全平衡”配置中，反相的音頻聲道信號(hào)ln和rn還用作分開的左聲道信號(hào)lp通過環(huán)2的地回路和右聲道rp通過套管的地回路。由此，可以看出，盡管圖5的插頭502的配置允許標(biāo)準(zhǔn)4極插頭和插座的使用，然而音頻源和耳機(jī)均不是以ctia或omtp配置被設(shè)計(jì)或操作，而是以所描述的平衡配置被設(shè)計(jì)或操作。

在所示出的實(shí)施方式中，開關(guān)508和510如下文描述的那樣被設(shè)置以供使用。當(dāng)使用平衡耳機(jī)并且產(chǎn)生音頻輸出時(shí)，開關(guān)508和510如所示出的那樣斷開，使得反相的音頻聲道信號(hào)ln和rn不連接至地，而是如以上所描述的那樣傳遞至插頭502。

注意，盡管圖5的配置保留左聲道音頻信號(hào)lp至頂端以及右聲道音頻信號(hào)rp至環(huán)1的標(biāo)準(zhǔn)連接，但是反相的左聲道信號(hào)ln連接至環(huán)2和反相的右聲道信號(hào)rn連接至套管或者反相的左聲道信號(hào)ln連接至套管和反相的右聲道信號(hào)rn連接至環(huán)2是任意的。如所示，圖5示出了“l(fā)rlr”配置，這是因?yàn)樽舐暤佬盘?hào)和右聲道信號(hào)沿插頭502交替。清楚的是，切換反相的左聲道信號(hào)ln至套管的連接和反相的右聲道信號(hào)rn至環(huán)2的連接將以相同方式起作用；這樣的配置可以認(rèn)為是“l(fā)rrl”配置，這是因?yàn)閮蓚€(gè)右聲道信號(hào)將位于插頭的相鄰環(huán)1和環(huán)2部分上。

正如非智能電話應(yīng)用中使用的平衡耳機(jī)，將這些音頻信號(hào)從智能電話提供至平衡耳機(jī)將引起與傳統(tǒng)耳機(jī)提供的音頻質(zhì)量相比對(duì)于用戶更佳的音頻質(zhì)量。如上，這是由于消除了因上文論述的寄生電阻而導(dǎo)致的串?dāng)_和信號(hào)損失。

然而，即使智能電話被制造成具有提供平衡音頻信號(hào)的能力，也預(yù)期一些用戶將選擇使用傳統(tǒng)耳機(jī)而非高質(zhì)量平衡耳機(jī)。這可能由于與傳統(tǒng)耳機(jī)相比平衡耳機(jī)增加的成本，或者替選地由于平衡耳機(jī)不支持麥克風(fēng)的事實(shí)。

由此，明顯的是，還會(huì)期望制造出能夠提供平衡音頻信號(hào)并且還能夠與其他標(biāo)準(zhǔn)、非平衡耳機(jī)按照以上所述的傳統(tǒng)方式操作的智能電話。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，智能電話的音頻產(chǎn)生子系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成通過配置到插座的連接以向每個(gè)不同類型的耳機(jī)反饋合適的信號(hào)來允許與任何標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/p>

圖6示出了圖5中所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)的部件可以用于向標(biāo)準(zhǔn)4極插頭602和具有以上圖3中所示的ctia配置的耳機(jī)提供音頻的實(shí)施方式。如圖3的配置中那樣，在圖6中，如以上描述的現(xiàn)有技術(shù)中那樣，左音頻聲道信號(hào)lp連接至插頭602的頂端，以及右音頻聲道信號(hào)rp連接至環(huán)1。

在該實(shí)例中，然而，開關(guān)506斷開，使得來自反相器504的反相的信號(hào)不被分別提供至環(huán)2和套管，因?yàn)榉聪嗟男盘?hào)并非由ctia耳機(jī)使用。而是，如圖3中所示的標(biāo)準(zhǔn)ctia配置中那樣，通過套管提供麥克風(fēng)信號(hào)mic，以及用于左右音頻聲道二者以及麥克風(fēng)的回地信號(hào)通過環(huán)2被傳遞并且通過閉合的開關(guān)508被傳遞至地。開關(guān)510斷開，使得麥克風(fēng)信號(hào)連接至套管而非連接至地。

以這種方式，圖6的連接允許具有向高質(zhì)量耳機(jī)產(chǎn)生平衡信號(hào)的能力的智能電話還能夠提供適于耳機(jī)的信號(hào)，包括如以上ctia標(biāo)準(zhǔn)中闡述的麥克風(fēng)的使用。

圖7示出了如圖5中所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)可以類似地用于向標(biāo)準(zhǔn)4極插頭702和具有以上圖4中所示的omtp配置的耳機(jī)提供音頻的實(shí)施方式。如圖4的omtp配置中那樣，在圖7中，仍如上文論述的現(xiàn)有技術(shù)中那樣，左音頻聲道信號(hào)lp連接至插頭702的頂端，以及右音頻聲道信號(hào)rp連接至環(huán)1。

正如圖6中所示的ctia耳機(jī)和插頭的使用，開關(guān)506斷開，使得無來自反相器504的反相的信號(hào)被分別提供至環(huán)2和套管。現(xiàn)在，如圖4中所示的標(biāo)準(zhǔn)omtp配置中那樣，通過環(huán)2提供了麥克風(fēng)信號(hào)mic，以及針對(duì)左音頻聲道和右音頻聲道和麥克風(fēng)的回地信號(hào)通過套管被傳遞并且通過閉合的開關(guān)510被傳遞至地。開關(guān)508斷開，使得麥克風(fēng)信號(hào)連接至環(huán)2而非連接至地。

以這種方式，圖7的連接允許具有向高質(zhì)量耳機(jī)產(chǎn)生平衡信號(hào)的能力的智能電話還能夠提供適于耳機(jī)的信號(hào)，包括如以上omtp標(biāo)準(zhǔn)中闡述的麥克風(fēng)的使用。

正如以上圖3和圖4的ctia配置和omtp配置，將看出圖6和圖7的配置類似，其中至環(huán)2和套管的連接被對(duì)換，以及對(duì)應(yīng)的開關(guān)視情況而定斷開而非閉合，反之亦然。

圖8示出了圖5所示的智能電話的音頻子系統(tǒng)可以類似地用于向標(biāo)準(zhǔn)3極插頭802以及不具有麥克風(fēng)的相應(yīng)耳機(jī)提供音頻的實(shí)施方式。如在圖3的現(xiàn)有技術(shù)配置中那樣，在圖8中左音頻聲道信號(hào)lp連接至插頭802的頂端，并且右音頻聲道信號(hào)rp連接至環(huán)1。

與使用上面的現(xiàn)有技術(shù)ctia和omtp耳機(jī)那樣，斷開開關(guān)506，使得無來自反相器504的反向的信號(hào)被分別提供給環(huán)2和套管。由于僅存在3極插頭802，左聲道地回信號(hào)和右聲道地回信號(hào)二者穿過插頭802的套管，由此開關(guān)508和510都閉合以提供這兩種信號(hào)到地的連接。

以該方式，圖8的連接允許具有向高質(zhì)量耳機(jī)提供平衡信號(hào)的能力智能電話還提供適用于不包括麥克風(fēng)的3極耳機(jī)的信號(hào)。

因此可以看出，智能電話中的適當(dāng)設(shè)計(jì)的音頻子系統(tǒng)能夠經(jīng)由設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸耳機(jī)連接器以“平衡”或“差分”模式來驅(qū)動(dòng)兼容耳機(jī)，以及與傳統(tǒng)的插頭連接和常規(guī)耳機(jī)保持完全兼容并且向這樣的耳機(jī)提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)。

期望用戶能夠?qū)⑷魏味鷻C(jī)插入智能電話的音頻端口插座，并且在用戶未對(duì)所連接的耳機(jī)的類型進(jìn)行任何選擇的情況下收聽音頻輸出。因此，優(yōu)選地音頻子系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)檢測(cè)插頭已插入插座，并且確定已連接什么類型的耳機(jī)。

音頻子系統(tǒng)首先必須能夠檢測(cè)耳機(jī)已經(jīng)連接，即插頭已插入音頻輸出插座。該檢測(cè)是現(xiàn)有技術(shù)已知的，并且通常是通過使用一個(gè)或更多個(gè)“插頭檢測(cè)插腳”完成的。插頭檢測(cè)插腳是插座內(nèi)的額外接觸件，其用作開關(guān)。插腳僅感測(cè)插頭被插入，并且不意在用于音頻信號(hào)。

當(dāng)不存在插頭時(shí)，插頭檢測(cè)插腳或開關(guān)是閉合的；當(dāng)插頭被插入時(shí)，插頭使插頭檢測(cè)插腳中的一些彎曲，并且它們斷開與其他插頭檢測(cè)插腳的接觸，使得斷開開關(guān)。系統(tǒng)取決于插頭檢測(cè)插腳的機(jī)械變形以斷開插頭檢測(cè)插腳之間的連接并且斷開開關(guān)。因此，例如，3.5mm塑料棒可以被插入插座且仍斷開接觸件，并且智能電話會(huì)認(rèn)為耳機(jī)被插入。

當(dāng)檢測(cè)到插頭的插入時(shí)，如上所述，存在智能電話優(yōu)選地能夠檢測(cè)的若干類型的設(shè)備。本領(lǐng)域公知的檢測(cè)所連接的設(shè)備的一種方式是通過測(cè)量連接至插頭的插座的各個(gè)部分之間的阻抗。這可以通過以下方式來實(shí)現(xiàn)：使用檢測(cè)插腳(未示出)將已知電壓的信號(hào)施加至插座的各個(gè)部分并且測(cè)量響應(yīng)于該信號(hào)流動(dòng)的電流。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，如果信號(hào)處于低于或高于人類聽力的正常范圍的頻率，則該信號(hào)對(duì)于用戶而言是不可聽的。

第一類型的設(shè)備是如上所述使用3極插頭的標(biāo)準(zhǔn)立體式耳機(jī)。這些設(shè)備通常具有從頂端到套管處于6歐姆與600歐姆之間的阻抗，并且從環(huán)1至套管也是如此。此外，在3極插頭中不存在單獨(dú)的環(huán)2，試圖測(cè)量從頂端或環(huán)1至環(huán)2的阻抗將導(dǎo)致測(cè)量從頂端或環(huán)1至套管的阻抗，并且再次為6歐姆至600歐姆的值。這樣的耳機(jī)的通常阻抗為32歐姆。

第二類型的設(shè)備是具有使用處于標(biāo)準(zhǔn)ctia配置或omtp配置下的4極插頭的麥克風(fēng)(即，耳麥)的耳機(jī)。再次，從頂端至地以及從環(huán)1至地的阻抗通常處于6歐姆與600歐姆之間，而從麥克風(fēng)接觸件至地的阻抗通常處于1000歐姆與5000歐姆之間。如上所述，麥克風(fēng)和地中的哪個(gè)連接至環(huán)2以及哪個(gè)連接至套管取決于耳機(jī)是使用ctia配置還是使用omtp配置。

因此，在環(huán)2是地連接的ctia配置下，從頂端(左聲道)至環(huán)2(地)的阻抗和從環(huán)1(右聲道)至環(huán)2(地)的阻抗將為6歐姆至600歐姆。由于麥克風(fēng)連接至套管而不是接地，因此從頂端至套管和從環(huán)1至套管的阻抗看起來像斷開開關(guān)，并且因此為高(實(shí)際無限)阻抗。

在omtp配置下，再次將麥克風(fēng)和地連接顛倒，因此從頂端至套管(現(xiàn)在為地)的阻抗和從環(huán)1至套管的阻抗將為6歐姆至600歐姆，而從頂端至環(huán)2(現(xiàn)在為麥克風(fēng))的阻抗以及從環(huán)1至環(huán)2的阻抗將為高或斷開。

要檢測(cè)的第三類型的設(shè)備是平衡耳機(jī)。在圖5所示的本申請(qǐng)的“l(fā)rlr”實(shí)施方式中，各聲道信號(hào)與其返回信號(hào)地之間的阻抗，即頂端至環(huán)2以及環(huán)1至套管之間的阻抗將類似地處于6歐姆至600歐姆之間。頂端與套管以及環(huán)1和環(huán)2之間的其他阻抗將為高或斷開。(將看出，如果環(huán)2和套管連接被顛倒使得插頭的連接處于上述“l(fā)rrl”配置下，則阻抗測(cè)量將類似地被顛倒。)

因此，可以看出，通過測(cè)量這些阻抗，即頂端至環(huán)2、頂端至套管、環(huán)1至環(huán)2以及環(huán)1至套管的阻抗，可以區(qū)分開這些各種類型的耳機(jī)。表1概述了何種測(cè)量指示何種耳機(jī)(hiz表示高阻抗或開路)：

表1

當(dāng)前智能電話能夠通過并入對(duì)插頭的各個(gè)部分之間的各種阻抗進(jìn)行測(cè)量的電路在常規(guī)3極插頭和4極插頭及其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備之間以及在ctia設(shè)備和omtp設(shè)備之間進(jìn)行區(qū)分。具有可以并入到智能電話中的這樣的能力的商業(yè)產(chǎn)品的一個(gè)示例是來自得克薩斯儀器公司的ts3a227e自動(dòng)音頻輔助件檢測(cè)和配置開關(guān)。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，如何修改得克薩斯儀器公司的芯片的電路以檢測(cè)不同的阻抗也將確定平衡耳機(jī)是否連接至模擬端口插座，以及現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)3極和4極ctia與omtp插頭。以相同的方式測(cè)量阻抗，但是當(dāng)如上進(jìn)行阻抗測(cè)量時(shí)檢測(cè)平衡耳機(jī)而不是常規(guī)耳機(jī)。

圖9是對(duì)可以支持如上所述的平衡耳機(jī)的智能電話的音頻子系統(tǒng)進(jìn)行操作的方法的簡(jiǎn)化流程圖。最初，音頻子系統(tǒng)的輸出端口插座是空閑的(idle)。(注意，例如，如果用戶在沒有耳機(jī)的情況下正在打電話但插座未被激活直至插頭被插入，則智能電話的揚(yáng)聲器可能正在使用中。)

在步驟902處，音頻子系統(tǒng)通常通過使用如上所述的插頭檢測(cè)插腳來確定插頭是否已被插入輸出端口插座。

當(dāng)檢測(cè)到插頭時(shí)，在步驟904處，音頻子系統(tǒng)對(duì)如上所述的插頭的部分之間的阻抗進(jìn)行測(cè)量。此外，通過使用低于或高于人類聽覺的標(biāo)稱頻率極限的信號(hào)驅(qū)動(dòng)連接來完成上述測(cè)量，以使得如果用戶佩戴著耳機(jī)則用戶不會(huì)聽到測(cè)試信號(hào)。

當(dāng)阻抗已知時(shí)，在步驟906處，音頻子系統(tǒng)進(jìn)行檢查以查看耳機(jī)的類型是否已被確定。這可以通過對(duì)所測(cè)量的阻抗與如上面的表1中所示的每種類型的期望值進(jìn)行比較來完成。期望值例如可以被存儲(chǔ)在查找表中。

如果未找到與所測(cè)量的阻抗的匹配，則音頻子系統(tǒng)返回至插頭檢測(cè)步驟902(或者可替選地返回至測(cè)量阻抗步驟904)以再次嘗試對(duì)已被插入插座中的插頭的類型進(jìn)行識(shí)別。

如果存在匹配并且被連接的耳機(jī)的類型已被識(shí)別出，則在步驟908處，分別取決于耳機(jī)是否是平衡耳機(jī)、ctia頭戴式耳機(jī)、omtp耳機(jī)或具有3極插頭的立體聲耳機(jī)，音頻子系統(tǒng)通過如達(dá)到上面的圖5、圖6、圖7或圖8所示的適當(dāng)配置所需要的那樣斷開和/或閉合開關(guān)來配置開關(guān)。

在步驟910處，音頻子系統(tǒng)確定是否檢測(cè)到麥克風(fēng)，即耳機(jī)是否是包括麥克風(fēng)的ctia或omtp耳機(jī)。如果檢測(cè)到麥克風(fēng)，則在步驟912處，啟動(dòng)音頻子系統(tǒng)的下述部分(未示出)：該部分對(duì)來自可以包括在耳機(jī)線中的設(shè)備或“接收器(dongle)”的任何信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。這在本領(lǐng)域中是公知的并且通常通過感測(cè)麥克風(fēng)阻抗的改變來完成，麥克風(fēng)阻抗的改變是通過在按鈕被按下時(shí)對(duì)附加的負(fù)載電阻器的切換引起的。

在步驟914處，音頻子系統(tǒng)確定用戶是否已經(jīng)選擇期望的音頻輸出。期望的音頻輸出可以具有下述形式：電話呼叫、存儲(chǔ)在智能電話上(或是類似地存儲(chǔ)的視頻的一部分)的音樂、或來自互聯(lián)網(wǎng)的音頻流。如果已經(jīng)做出音頻選擇，則在步驟916處，音頻子系統(tǒng)向耳機(jī)傳送所選音頻；如果未做出音頻選擇，則音頻子系統(tǒng)等待選擇。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，實(shí)踐中的圖9的方法的所描述的步驟中的某些步驟實(shí)際上可能需要要在智能電話中實(shí)現(xiàn)的多個(gè)子步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，在各種實(shí)施方式中，所描述的步驟可以按稍微不同的順序來執(zhí)行或在一些情況下同時(shí)地執(zhí)行。

上面參照若干實(shí)施方式說明了所公開的系統(tǒng)和方法。其他實(shí)施方式根據(jù)本公開內(nèi)容對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的?？梢允褂门c上面的實(shí)施方式中所描述的配置或步驟不同的配置或步驟或者結(jié)合與上述的元件不同或除上述的元件以外的元件來容易地實(shí)現(xiàn)所描述的方法和設(shè)備的某些方面。

例如，所描述的發(fā)明還可以與usb-c連接器一起使用。如本領(lǐng)域已知的，usb-c連接器(未示出)使用2行×12插腳配置的24個(gè)插腳，并且支持使用usb3.1協(xié)議或usb2.0協(xié)議的數(shù)字接口的連接，以及包括電力供給連接。連接器被設(shè)計(jì)為可逆的，以使得每行中的插腳具有成對(duì)角線地被設(shè)置在另一行中的相應(yīng)的復(fù)制件。usb連接器的中央的四個(gè)插腳用于音頻信號(hào)，其中被指定為a6和b6的插腳二者承載右音頻聲道，而插腳a7和b7二者承載左音頻聲道。如同其他現(xiàn)有技術(shù)的連接器，針對(duì)兩個(gè)聲道的返回路徑是常見的接地路徑。

根據(jù)本文中的教導(dǎo)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，因?yàn)榇嬖诔休d音頻信號(hào)的四個(gè)插腳而不是具有各自承載重復(fù)信號(hào)的兩個(gè)插腳的兩對(duì)插腳，所以可替選地，兩個(gè)插腳可以承載正常的左音頻聲道信號(hào)和右音頻聲道信號(hào)，而另外兩個(gè)插腳可以承載如上所述的相反相的左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)。在這種情況下，連接器將不是完全可逆的，但使連接器可逆將會(huì)僅引起在相方面相反的所有四個(gè)音頻信號(hào)，這是很少的用戶能夠注意到的。

在其他實(shí)施方式中，智能電話的模擬輸出端口還可以連接至另一設(shè)備例如外部立體聲系統(tǒng)的放大器的線路輸入。在這種情況下，針對(duì)左聲道信號(hào)和右聲道信號(hào)的負(fù)載阻抗通常可以是從大約10000歐姆至100000歐姆，其中22000歐姆是常見的。類似地，連接的耳機(jī)可以是降噪耳機(jī)，在該情況下連接將與上面所討論的3極或4極ctia或omtp耳機(jī)的連接相同，但左聲道和右聲道的負(fù)載阻抗由于被集成在耳機(jī)中的放大器為更高，通常為10000歐姆。

在如元件被示出為連接的情況下，在一些實(shí)施方式中，元件可以通過另一元件或部件彼此耦接。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解的是，如何取決于智能電話或移動(dòng)設(shè)備中的其他部件來確定部件的參數(shù)。

根據(jù)實(shí)施方式的這些變體和其他變體旨在被本公開內(nèi)容覆蓋，并且根據(jù)實(shí)施方式的這些變體和其他變體僅由所附權(quán)利要求來限制。