中心議題：

• 手機的音頻插孔檢測解決方案

解決方案：

• 比較器和相應的電阻和電容解決方案
• 音頻插孔檢測開關解決方案

音頻插孔已成為智能手機應用的標準配置。用戶可利用音頻插孔插入帶有麥克風的耳機(4 極) 或立體聲耳機(3極)。現有的係統設計允許手機檢測 3 極或 4 極配件，以及檢測Send/End鍵，但這種設計本身存在功耗、檢測錯誤和音頻雜音(爆破音或滴答聲)等問題。這些在功能和音頻質量方麵的問題可能會帶來不良的用戶體驗。而飛兆半導體新推出的音頻插孔檢測開關FSA8008可在音頻插孔、基ji帶dai處chu理li器qi和he麥mai克ke風feng前qian置zhi放fang大da器qi之zhi間jian提ti供gong一yi個ge接jie口kou。新xin器qi件jian能neng夠gou自zi動dong檢jian測ce出chu插cha入ru音yin頻pin插cha孔kong的de是shi何he種zhong設she備bei，並bing解jie決jue相xiang關guan軟ruan件jian問wen題ti。此ci外wai，它ta們men還hai能neng大da幅fu減jian小xiao係xi統tong電dian流liu和hePCB占位空間，並消除麥克風偏置電路所造成的插入爆破音或滴答聲。

現有解決方案：
現有的音頻插孔檢測解決方案采用分立式元件設計
，一般是比較器和相應的電阻和電容 (見圖 1)。這種設計存在一些固有缺陷，而這些缺陷會導致電流浪費及音頻雜音等用戶接口問題。電路中的比較器作用有二：一是在3極(立體聲耳機)或 4極(帶麥克風的耳機)音頻插頭之間進行檢測，二是檢測Send/End鍵的按壓。如果插入的是一個 3 極插頭
，麥克風線被下拉到GND
，比較器輸出一個Low信號給基帶。若連接4 極插頭，麥克風線通常為1.8V， 屬於不按壓Send/End鍵情況。按下Send/End鍵時，麥克風線對地短路
，比較器輸出一個Low信號給基帶。這就帶來一個基本問題――如果連接4 極耳機，同時按下Send/End鍵，基帶記錄下3極插孔，係統可能永遠無法恢複。

此(ci)外(wai)
，這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)還(hai)增(zeng)加(jia)了(le)兩(liang)個(ge)重(zhong)要(yao)部(bu)件(jian)的(de)電(dian)流(liu)消(xiao)耗(hao)。用(yong)來(lai)設(she)置(zhi)比(bi)較(jiao)器(qi)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya)的(de)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)器(qi)與(yu)電(dian)源(yuan)直(zhi)接(jie)相(xiang)連(lian)
，即(ji)使(shi)沒(mei)有(you)音(yin)頻(pin)插(cha)頭(tou)插(cha)入(ru)，也(ye)一(yi)直(zhi)存(cun)在(zai) 28µA的耗電量 (圖 1中的 I2)。麥克風偏置電路並非與係統設置隔離。如果連接4極插頭
，並且不需要麥克風，則麥克風偏置電路經由RMIC 和麥克風消耗的電流超過500uA(圖 1 中的I1)。即使無門控，麥克風偏置電路也會產生插入爆破音或滴答聲等雜音問題。麥克風線一般是音頻插孔的第 4極
，當插頭插入或拔出時
，左、右揚聲器端子刮擦(scrape)麥克風偏置電路，產生插入爆破音或滴答聲。所有這些問題都會增加係統設計與相關軟件開發的複雜性
，並導致用戶體驗不佳。

音頻插孔檢測開關：
隨著手機製造商對用戶體驗的日益關注與努力提升
，一種新的功能器件應運而生：音頻插孔檢測開關。像FSA8008這類檢測開關器件
，可連接音頻插孔、基帶和麥克風前置放大器(圖2)。它們主要是解決現有解決方案存在的問題，同時提供更多的功能特性
，如節省電路板空間、提高ESD性能
、簡單的基帶接口

，以及自動複位。

解決Send/End卡鍵問題：
當用戶插入耳機

，並按住Send/End鍵時
，手機會把4極耳機誤識別為3極ji立li體ti聲sheng耳er機ji。在zai這zhe種zhong模mo式shi下xia，麥mai克ke風feng前qian置zhi放fang大da器qi關guan斷duan，耳er機ji麥mai克ke風feng不bu工gong作zuo。此ci外wai，手shou機ji也ye永yong遠yuan不bu會hui從cong這zhe種zhong狀zhuang態tai中zhong恢hui複fu，從cong而er導dao致zhi用yong戶hu體ti驗yan不bu佳jia。在zai檢jian測ce 3極插頭時，像 FSA8008 這樣的音頻插孔檢測開關可通過不斷監測麥克風偏置電壓來解決此問題。如果檢測到 3 極插頭，FSA8008中的專用電路會在短時間內關斷連接音頻插孔第4極和麥克風偏置電壓的開關。這時
，若麥克風線電壓等於接地電壓，則連接的仍是3極插頭；若麥克風線電壓大於200mV，則插入的是4極耳機。該器件會識別這種變化，並把JPOLE 引yin腳jiao上shang的de更geng新xin信xin號hao輸shu出chu到dao基ji帶dai。於yu是shi，手shou機ji可ke以yi從cong錯cuo誤wu中zhong恢hui複fu
，麥mai克ke風feng將jiang正zheng常chang工gong作zuo。這zhe種zhong解jie決jue方fang案an通tong過guo自zi動dong校xiao正zheng錯cuo誤wu和he更geng新xin係xi統tong，解jie決jue了le用yong戶hu體ti驗yan不bu佳jia的de問wen題ti。

減小係統電流：
現有的係統設計不是一種低功耗解決方案

，這表現在兩個方麵。一是因設置比較器基準電壓(圖 1 中的I2 = 28µA ) 而帶來的漏電流，另一個是當連接耳機並且不需要麥克風時 (圖 1 中的I1 大於 500µA)的漏電流。而新的檢測開關把比較器、基準電壓
、開關及邏輯電路都整合在一個器件中，從而可大大減少係統電流。在現有解決方案 (圖 1)中，僅比較器和基準電壓的耗電量就達48µA (比較器 = 20µA + 基準電壓 = 28µA)。而即使在最壞情況下，FSA8008這樣的檢測開關的最大耗電量也隻有25µA，節省了至少一半的耗電量。此外，檢測開關還可以檢測到音頻插頭何時插入或拔出；若插頭拔出
，檢測開關會自動進入低功耗狀態，這時最大耗電量隻有 3µA。

了解手機的電流工作情況有助於進一步降低電流。例如

，在MP3模式中，Send/End鍵可用於播放和暫停(Play and Pause)，但不需要麥克風。在現有解決方案中，需要麥克風偏置電路來識別Send/End鍵的按壓。麥克風偏置電路經由 RMIC 和麥克風產生大於 500µA 的泄漏電流。音頻插孔檢測開關則可以監測Send/End鍵的按壓來減小這一電流。像Send/End鍵這樣的人機接口
，輸入精度隻有幾百毫秒。這樣
，檢測開關隻需在短時間內對Send/End鍵進行監測。為了監測Send/End鍵，內部開關關斷
，然後利用麥克風偏置電路識別Send/End鍵按下與否。如果檢測到鍵被按下，Send/End鍵恢複

，並通知基帶。如果沒有檢測到鍵按下
，則打開內部開關。這種監測的占空比為 90 / 10
，相比現有解決方案，可為係統節能 90%。

消除麥克風偏置電路帶來的插入爆破音或滴答聲雜音：
根據設計的不同，麥克風線可以連接到音頻插孔的第3極或第4極ji。在zai這zhe兩liang種zhong情qing況kuang下xia，如ru果guo在zai音yin頻pin插cha頭tou插cha入ru或huo拔ba出chu時shi存cun在zai麥mai克ke風feng偏pian置zhi電dian壓ya，就jiu會hui聽ting到dao插cha入ru爆bao破po音yin或huo滴di答da聲sheng，影ying響xiang用yong戶hu體ti驗yan。左zuo和he右you揚yang聲sheng器qi分fen別bie連lian接jie到dao 第1極和第2極
，當插入或拔出插頭時，這些極針會刮擦麥克風偏置電路，產生插入爆破音或滴答聲。像 FSA8008 這樣的音頻插孔檢測開關整合了能夠完全解決這個問題的全部組件。該器件包含一個音頻插頭插入或拔出檢測引腳 (J_DET)，用來隔離麥克風偏置電路的開關，以及按鍵恢複電路。插入音頻插頭時，J_DET 引yin腳jiao檢jian測ce其qi連lian接jie，內nei部bu邏luo輯ji電dian路lu恢hui複fu手shou動dong連lian接jie。恢hui複fu工gong作zuo完wan成cheng之zhi後hou，通tong知zhi基ji帶dai已yi連lian接jie，內nei部bu開kai關guan可ke以yi關guan斷duan。當dang音yin頻pin插cha頭tou被bei拔ba出chu時shi，檢jian測ce開kai關guan必bi須xu迅xun速su響xiang應ying，在zaiR SPKR (右揚聲器)接觸到音頻插孔內部的GND之zhi前qian隔ge離li麥mai克ke風feng偏pian置zhi電dian路lu。這zhe時shi，檢jian測ce開kai關guan可ke識shi別bie出chu音yin頻pin插cha頭tou已yi拔ba出chu，迅xun速su恢hui複fu連lian接jie，並bing打da開kai開kai關guan。檢jian測ce開kai關guan中zhong集ji成cheng了le這zhe三san個ge特te性xing，從cong而er能neng夠gou完wan全quan解jie決jue麥mai克ke風feng偏pian置zhi電dian路lu產chan生sheng的de雜za音yin問wen題ti。

這些新型的音頻插孔檢測器件可解決現有解決方案的固有問題。它們可以消除插入爆破音或滴答聲
、 降低泄漏電流
，並避免檢測錯誤
，從而提升用戶體驗和係統設計。