可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控制盒优化电路

摘要

本发明涉及耳机电路领域的可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控制盒优化电路，包括3.5mm插头、苹果IC、三键控制按钮、场效应晶体管和麦克风模块，电路还包括转换开关、电阻网转换模块和二极管D7，当转换开关切换至苹果模式切换端时，通过苹果IC产生信号控制场效应晶体管打开，同时苹果IC产生的电压偏置电平传送至苹果设备可识别的麦克风正极端，使安卓模式及苹果模式均共用同一个场效应晶体管和麦克风正极端。结合两种不同电路结构的三按键内置麦克风控制盒，使本发明的电路同时支持安卓和苹果设备;通过电阻网转换模块的转换使电路整体只需要设置一个电阻网，由于苹果电阻网属于整个安卓电阻网的一部分，使实现此目的电器元件更少。

说明书

技术领域

本发明涉及耳机电路领域，具体涉及可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控制盒 优化电路。

背景技术

有线入耳式或头带式耳机，具有内置麦克风及三个按钮的控制盒，存在两种不同 类型的电路，分别适用于苹果或安卓智慧设备，包括移动电话和平板电脑。

苹果或安卓智慧设备的耳机或耳麦，通常需要带麦克风的三个按钮控制盒。在大 多数情况下，这三个按钮为“音量增大（VolumeUp）”、“音量减小（VolumeDown）”和“多功能 按钮（MFB）”。“音量增大”和“音量减小”按钮用于提高和降低耳机的音量，而MFB具有多种功 能，例如音乐播放/暂停或接听电话等，内置麦克风将有语音模式双向沟通之用途。

苹果公司有其自己的标准电路，每个制造商必须遵从，它是苹果开发者文件所推 荐。当耳机或耳麦是根据苹果标准设计，且将由认可的实验室认证，产品必须通过苹果的所 有测试和要求。经苹果公司批准后，该产品才能获得MFi（为iPhone/iPod制造）认证。符合 了上述这些要求，每个制造商生产的三按钮控制盒MFi均是相同的，只要它们获得MFI认证， 就保证了不同品牌或制造商的耳机的相容性。

如图3所示，苹果控制盒有其自己规定的协议，以允许手机识别所按下控制盒上的 按钮。按钮识别是由苹果IC完成，它会产生特定的音频单调，通过麦克风正极传送到苹果设 备，这意味着苹果IC充当按钮与苹果设备之间的翻译，iOS设备会与苹果IC交谈以提供适当 的回应，具体如下：1）MFB按钮造成麦克风正极信号管脚短路;2）苹果IC通过定义的电阻网 感应“音量增大”或“音量减小”按钮,每次按下这两个按钮中的一个时,识别记忆体会在这 个管脚上检测到不同的阻抗。根据苹果IC应用电路，如果按下“音量增大”按钮，REM会检测 到2.61千欧+6.81千欧=9.42千欧的阻抗;如果“音量减小”按钮按下，REM会检测到6.81千欧 的阻抗，在检测到按钮后，苹果IC将产生特定的音调发送到苹果设备，然后苹果设备将知道 按下的是哪个按钮并提供适当的回应;3）在语音沟通模式中，通过MicPWR管脚驱动FET，苹 果IC还会打开麦克风，详情参见《苹果附件介面规范说明R20版》件第31.3部分按钮检测电 路使用。

如图4所示，与苹果不同的是，安卓设备是一个对所有制造商开放的平台，内置麦 克风三个按钮的入线控制盒也包括“音量增大（VolumeUp）”按钮、“音量减小（Volume Down）”按钮和MFB按钮。然而，安卓的按键检测机制与苹果的检测机制完全不同，安卓智慧 设备与三个按钮控制盒之间不需要任何IC。安卓设备的基本按键检测机制如下：1）MFB与苹 果设备相同，按键引起麦克风正极信号管脚短路;按下“音量增大”和“音量减小”按钮会导 致置麦克风正极信号管脚的不同偏压，偏压通过载入不同的电阻网到麦克风正极信号管脚 来实现的，电阻网包括两个电阻R1（220欧姆）和R2（390欧姆）;3）不同于苹果设备的是，在大 多数情况下，安卓手机通过从麦克风正极信号管直接打开麦克风电路。

现有技术中为解决上述问题，直接在同一控制盒内安装两种不同的电路，包括安 卓电路及苹果电路，组合形成双模式控制盒，即可达到存在两种不同类型的电路的方案，这 种方案也是解决上述问题中最显而易见的方案。然而，这种直接的组合结构导致需要体积 较大的电路板，因而需要设计出更大的控制盒。显然，这种控制盒的积体要比单模式设计的 控制盒大得多，这种设计不仅会影响整体控制盒的美观性，还不符合商业需求。这种双模式 控制盒设想的最明显的实施是：在同一印刷电路板（PCB）上设置两个电路（苹果电路和安卓 电路），使用一个开关来启动任一电路。专利公开号为“CN204616061U”的中国专利是一个明 显的实例,简而言之，可通过简单的等式来实现该设想:“双模式控制盒=安卓电路+苹果电 路+隔离开关”。然而，该专利无法解决麦克风控制问题，且它需要在同一块PCB上有安卓和 苹果电路。

发明内容

本发明的目的是解决以个缺陷，提供可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控制盒 优化电路，其可通过电阻网转换模块将苹果电阻网转换为适合安卓使用的电阻网,确保耳 机与苹果或安卓设备之间的相容性。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控制盒优化电路，包括3.5mm插头、苹果IC、三键 控制按钮、场效应晶体管和麦克风模块，3.5mm插头、场效应晶体管与三键控制按钮均接地， 3.5mm插头的麦克风正极端分别与苹果IC及麦克风模块的一端进行连接，麦克风模块的另 一端与场效应晶体管的一端进行连接，苹果IC包括麦克风电源端和内存识别端，麦克风电 源端与场效应晶体管的另一端进行连接，三键控制按钮包括音量增大按钮、音量减小按钮 和多功能按钮，音量增大按钮、音量减小按钮及多功能按钮的一端均与麦克风正极端进行 连接，音量减小按钮的另一端通过电阻R1与内存识别端进行连接，音量增大按钮的另一端 通过电阻R5与电阻R1进行连接，使电阻R5与电阻R1串联后再与内存识别端进行连接。

本发明的电路还包括转换开关、电阻网转换模块和二极管D7，转换开关包括开关 输入端、苹果模式切换端和安卓模式切换端，开关输入端与麦克风正极端进行连接，苹果模 式切换端与苹果IC进行连接，安卓模式切换端与二极管D7的一端及电阻网转换模块进行连 接，二极管D7的另一端与场效应晶体管的另一端进行连接，形成二极管D7控制路径，电阻网 转换模块分别与音量增大按钮及音量减小按钮进行连接，当转换开关切换至安卓模式切换 端时，二极管D7控制路径将打开场效应晶体管，电阻网转换模块用于产生适当的电压偏置 电平，并通过三键控制按钮传送至安卓设备可识别的麦克风正极端，当转换开关切换至苹 果模式切换端时，通过苹果IC产生信号控制场效应晶体管打开，同时苹果IC产生的电压偏 置电平通过三键控制按钮传送至苹果设备可识别的麦克风正极端，使安卓模式及苹果模式 均共用同一个场效应晶体管和麦克风正极端。

本发明的方案将苹果电路转换为安卓相容的电路，选用一个转换开关，用户可按 需要来切换控制盒上的开关，选择苹果或安卓模式，当开关切换至苹果模式位置时，电路结 构符合苹果的要求，这个设想也可以通过一个简单的等式来表示：“本发明的双模式控制盒 =苹果电路+转换开关+电阻网转换模块”。

永久打开苹果麦克风场效应晶体管的控制路径，使用麦克风正极端电压，通过二 极体D7打开苹果麦克风场效应晶体管，从而实施控制路径，通过这样做，场效应晶体管将导 通，苹果麦克风被打开作为安卓麦克风,不要求额外的安卓麦克风。

上述说明中，作为优选的方案，所述电阻网转换模块包括二极管D5、二极管D6、电 阻R9、电阻R10和电阻R11，二极管D5与电阻R10串联，二极管D6与电阻R9串联后再与二极管 D5及电阻R10并联，二极管D5及二极管D6的输入端与安卓模式切换端进行连接，电阻R9的输 出端分别与电阻R1、电阻R5及音量减小按钮进行连接，电阻R10分别与电阻R5及音量增大按 钮进行连接，电阻R11的一端与安卓模式切换端进行连接，电阻R11的另一端接地，电阻R11 用于抑制二极管D5和二极管D6的电压，同时可防止来自场效应晶体管会部分接通二极管D5 和二极管D6的漏电压，电阻R9、电阻R10、电阻R11、二极管D5及二极管D6组合形成用于从苹 果模式转换到安卓模式控制的电阻网。

上述说明中，作为优选的方案，所述麦克风模块包括麦克风、电阻R7、电阻R4和电 容C3，麦克风包括电源电压端、麦克风输出端和接地端，电源电压端与麦克风正极端进行连 接,电阻R7与电阻R4并联后分别连接至接地端和麦克风输出端，电容C3分别与电阻R7及电 阻R4进行连接。

上述说明中，作为优选的方案，所述电阻R1为6.81千欧，电阻R5为2.61千欧。

上述说明中，作为优选的方案，所述二极管D7串联有电阻R8。

上述说明中，作为优选的方案，所述转换开关为电子开关或者机械开关。

本发明所产生的有益效果如下：

1）结合两种不同电路结构的三按键内置麦克风控制盒，使本发明的电路同时支持安卓 和苹果设备，确保耳机与苹果或安卓设备之间的相容性;

2）在苹果模式下，电路与要求符合苹果MFi要求的苹果电路相同，通过转换开关及电阻 网转换模块直接转换至安卓模式，在安卓模式下，另一个控制路径将打开场效应晶体管且 不需要额外的场效应晶体管或额外的麦克风即可实现，此时，苹果电阻网将成为安卓电阻 网的一部分，帮助向麦克风正极端产生适当的偏压;

3）通过电阻网转换模块的转换使电路整体只需要设置一个电阻网，重复使用苹果电阻 网有助于最大限度地减少用于实现双模式电路的部件数量，由于苹果电阻网属于整个安卓 电阻网的一部分，与传统的的安卓电阻网明显不同;

4）由于采用电阻网转换的结构，使实现此目的电器元件更少，双模式控制盒PCB的尺寸 可最大限度地减小，因此，与传统的信号模式设计相比，采用本发明的电路结构制作的三键 耳机控制盒的整体外壳结构可设计更小巧，不受PCB的尺寸的大小限制。

附图说明

图1为本发明实施例的电路框架示意图;

图2为本发明实施例的电路图;

图3为背景技术中苹果控制盒的电路图;

图4为背景技术中安卓控制盒的电路图;

图1和图2中，Q1为场效应晶体管，MicPWR为麦克风电源端，REM为内存识别端，SW1为音 量减小按钮，SW2为音量增大按钮，SW0为多功能按钮，TONE为音调端，VSHUNT为电压调节端， MIC为麦克风输入端，SW3-A为转换开关，MICOUT为麦克风输出端，MIC1为麦克风，3.5mm PLUG为3.5mm插头。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本实施例，参照图1和图2，其具体实施的可切换安卓或者苹果系统的三键耳机控 制盒优化电路包括3.5mm插头、苹果IC、三键控制按钮、场效应晶体管Q1和麦克风模块， 3.5mm插头、场效应晶体管Q1与三键控制按钮均接地，3.5mm插头的麦克风正极端分别与苹 果IC及麦克风模块的一端进行连接，3.5mm插头包括左声道和右声道，麦克风模块的另一端 与场效应晶体管Q1的一端进行连接。苹果IC包括麦克风电源端和内存识别端，麦克风电源 端与场效应晶体管Q1的另一端进行连接。三键控制按钮包括音量增大按钮、音量减小按钮 和多功能按钮，音量增大按钮、音量减小按钮及多功能按钮的一端均与麦克风正极端进行 连接，音量减小按钮的另一端通过电阻R1与内存识别端进行连接，音量增大按钮的另一端 通过电阻R5与电阻R1进行连接，使电阻R5与电阻R1串联后再与内存识别端进行连接，图中， 电阻R1为6.81千欧，电阻R5为2.61千欧。

为使苹果电阻网直接转换为安卓电阻网，用以安卓手机控制的目的，本实施例的 电路还包括转换开关、电阻网转换模块和二极管D7。转换开关包括开关输入端、苹果模式切 换端和安卓模式切换端，开关输入端与麦克风正极端进行连接，苹果模式切换端与苹果IC 进行连接，安卓模式切换端与二极管D7的一端及电阻网转换模块进行连接，二极管D7的另 一端与场效应晶体管Q1的另一端进行连接，形成二极管D7控制路径，二极管还D7串联有电 阻R8，图中电阻R8为887千欧，电阻网转换模块分别与音量增大按钮及音量减小按钮进行连 接。

当转换开关切换至安卓模式切换端时，二极管D7控制路径将打开场效应晶体管 Q1，电阻网转换模块用于产生适当的电压偏置电平，并通过三键控制按钮传送至安卓设备 可识别的麦克风正极端，当转换开关切换至苹果模式切换端时，通过苹果IC产生信号控制 场效应晶体管Q1打开，同时苹果IC产生的电压偏置电平通过三键控制按钮传送至苹果设备 可识别的麦克风正极端，使安卓模式及苹果模式均共用同一个场效应晶体管Q1和麦克风正 极端。

如图2所示，电阻网转换模块包括二极管D5、二极管D6、电阻R9、电阻R10和电阻 R11，图中电阻R10为22欧姆，电阻R9为220欧姆，电阻R11为680千欧。二极管D5与电阻R10串 联，二极管D6与电阻R9串联后再与二极管D5及电阻R10并联，二极管D5及二极管D6的输入端 与安卓模式切换端进行连接，电阻R9的输出端分别与电阻R1、电阻R5及音量减小按钮进行 连接，电阻R10分别与电阻R5及音量增大按钮进行连接，电阻R11的一端与安卓模式切换端 进行连接，电阻R11的另一端接地，电阻R11用于抑制二极管D5和二极管D6的电压，同时可防 止来自场效应晶体管Q1会部分接通二极管D5和二极管D6的漏电压，电阻R9、电阻R10、电阻 R11、二极管D5及二极管D6组合形成用于从苹果模式转换到安卓模式控制的电阻网。

当转换开关切换至苹果模式切换端时，通过麦克风正极端将关闭二极管D5和二极 管D6，当二极管D5和二极管D6关闭时，苹果电路在苹果模式下正常运行;当转换开关切换至 安卓模式切换端时,电阻网转换模块将被启动，而转换开关将断开苹果IC的电源，苹果IC与 麦克风正极端断开后，麦克风正极端将接通二极管D5和二极管D6，当二极管D5和二极管D6 打开时，电阻R11、二极管D5、二极管D6以及电阻R9、电阻R10、电阻R1和电阻R5的电压将合在 一起，当按下音量增大按钮或者音量减小按钮并使用正常设计的电阻R9和电阻R10时，整个 电阻网转换模块向麦克风正极端生成一个适当偏压，用以安卓手机控制之目的，这个电阻 网转换模块就是整个电路的核心，这种转换网将转换最初连接到苹果IC的“REM”的电阻R1 和电阻R5到安卓电阻网的一部分。

如图2所示，麦克风模块包括麦克风、电阻R7、电阻R4和电容C3，图中电阻R7为17.4 千欧，电阻R4为1.2千欧，电容C3为1微法，麦克风包括电源电压端、麦克风输出端和接地端， 电源电压端与麦克风正极端进行连接,电阻R7与电阻R4并联后分别连接至接地端和麦克风 输出端，电容C3分别与电阻R7及电阻R4进行连接。苹果IC还包括麦克风输入端、电压调节端 和音调端，麦克风输入端与苹果模式切换端进行连接，麦克风输入端与苹果模式切换端之 间串联有电阻R6，图中电阻R6为49.9欧姆，苹果模式切换端另外还连接有电阻R2，并串联有 电容C1，电容C1的另一端接地，图中电阻R2为2千欧，电容C1为1微法，音调端与苹果模式切 换端进行连接，音调端与苹果模式切换端之间串联有电阻R3和电容C2，图中电阻R3为1.2千 欧，容C2为220皮法。

结合两种不同电路结构的三按键内置麦克风控制盒，使本发明的电路同时支持安 卓和苹果设备，确保耳机与苹果或安卓设备之间的相容性;在苹果模式下，电路与要求符合 苹果MFi要求的苹果电路相同，通过转换开关及电阻网转换模块直接转换至安卓模式，在安 卓模式下，另一个控制路径将打开场效应晶体管Q1且不需要额外的场效应晶体管Q1或额外 的麦克风即可实现，此时，苹果电阻网将成为安卓电阻网的一部分，帮助向麦克风正极端产 生适当的偏压;通过电阻网转换模块的转换使电路整体只需要设置一个电阻网，重复使用 苹果电阻网有助于最大限度地减少用于实现双模式电路的部件数量，由于苹果电阻网属于 整个安卓电阻网的一部分，与传统的的安卓电阻网明显不同;由于采用电阻网转换的结构， 使实现此目的电器元件更少，双模式控制盒PCB的尺寸可最大限度地减小，因此，与传统的 信号模式设计相比，采用本发明的电路结构制作的三键耳机控制盒的整体外壳结构可设计 更小巧，不受PCB的尺寸的大小限制。

以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本 发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不 脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。