在移動市場，音頻保真度和功能不斷推動創(chuàng)新，滿足聽音樂、看電影或打電話需求。因此，半導體供應商一直面臨挑戰(zhàn)，需要創(chuàng)造音頻解決方案來滿足音頻端口和耳機的這些要求。本文將介紹一些新的解決方案，包括減少各種類型的咔嚓聲和爆音并滿足耳機的不同世界標準。

過去幾年，Bose、Sennheiser、Ultimate Ears、Monster和Harman Kardon等耳機制造商已與各大智能手機制造商（包括HTC、三星和蘋果）結成聯(lián)盟，屢推新品。產(chǎn)品多樣化已將過去的基本耳機擴展為可幫助智能手機實現(xiàn)接聽電話、增加/減小音量、播放/暫停功能和麥克風功能的耳機。

下一代耳機現(xiàn)在包括可通過噪聲降低和消除等特性提高音頻保真度的有源驅(qū)動裝置。智能手機制造商必須確保順暢自如的客戶體驗，允許各家供應商出品的不同耳機用于每臺設備。為滿足這一客戶需求，制造商與半導體供應商攜手合作，幫助應用這些耳機附件。

另一具挑戰(zhàn)性的方面是，不同的智能手機型號可能有完全不同的音頻編解碼器解決方案。例如，如果拆卸Samsung Galaxy SII GT-i9100智能手機的iSuppli和iFixit,您會發(fā)現(xiàn)一種類型的音頻編解碼器，而在Samsung Galaxy S III中，您又會發(fā)現(xiàn)另一種音頻編解碼器。這兩種音頻編解碼器的特性各異，包括降噪、參數(shù)化均衡和集成耳機電容等。盡管這些是不同的音頻編解碼器設備，但其必須適用于所有之前的耳機，且性能“相對”相同。因此，許多智能手機制造商必須采用補充音頻插孔檢測設備，允許使用音頻附件并保持相同的性能。

從3.5mm音頻插孔和所附耳機的角度進一步分析該問題，顯然，用戶需要將非原配耳機或OEM耳機插入移動設備。此時，由于正在插入耳機，耳機插頭的左側或右側接口上不能有任何信號瞬變。這會產(chǎn)生可聽的咔嚓聲和爆音，也稱為插入式咔嚓聲和爆音。一旦連接耳機，在應用合適的音頻和控制信號之前，手機必須執(zhí)行耳機檢測過程。檢測包括驗證3極或4極耳機、有源或無源耳機以及GND和MIC插頭極性。在此特定檢測階段，不能有任何有聲咔嚓聲或爆音。確定插頭后，將通知音頻編解碼器或基帶，然后可向耳機應用音頻和控制信號。在工作模式下，檢測模式不能降低音頻保真度。

插頭插入和拔除

插入或拔除音頻插頭時，在兩個音頻放大器有效時由于存在MIC偏置可能導致爆音或咔嚓聲。這通常是由于不正確的隔離計時或偏置門控導致。插入或拔除插頭時，端子刮過這些偏置，從而產(chǎn)生爆音和咔嚓聲。實施更先進的插孔檢測電路可解決這兩個問題。傳統(tǒng)插孔檢測電路在具有上拉電阻的插孔中使用N/O（常開）或N/C（常閉）機制開關到基帶GPIO（通用輸入輸出）。例如，采用未插入插頭的N/O機制開關，邏輯電平為高電平；而當插入插頭時，接地路徑連接到上拉電阻，從而產(chǎn)生低邏輯電平。 為對此電路進行去抖，使用并聯(lián)電容創(chuàng)建RC（電阻電容）電路。

通常，此RC去抖時間約為500ms,而這正在問題所在。設定的去抖時間不為緩慢插頭插入提供靈活性，并且插頭的去除去抖時間與插入計時相同。通常實施更先進的檢測電路，如飛兆的FSA8008音頻插孔檢測和配置開關，可解決這些問題。此器件在插孔的機械開關和其他邏輯中使用0.5μA上拉電流源以解決這些問題。在插入插頭的過程中，器件實施去抖邏輯，如果任何時候插孔檢測邏輯由于緩慢或部分插入而造成干擾，將重置去抖時間（見圖1）。在激活MIC偏壓和放大器之前，這可確保插頭完全插入。

圖1 在由于緩慢/部分插頭插入造成干擾時插孔檢測重置去抖

而且，F(xiàn)SA8008使用開關隔離MIC偏壓，確保插孔上沒有MIC電勢直至完全插入插頭。插頭拔除時間與插入計時一樣重要。在這種情況下，拔除計時必須比插入時間快很多。 通過確定插孔的基準特性，可確定所需的正確計時。例如，在拔除插頭時，正確的插頭端子可連接到插孔的GND端子之前，我們確定一個插扎的特性所需的時間小于100us。

對于額外容限，F(xiàn)SA8008實施30μs的拔除時間，使器件適用于許多插孔類型。拔下插頭時，插孔檢測觸發(fā)并且器件快速打開MIC開關，隔離MIC偏壓并與基帶通信以禁用音頻放大器。通過實施更先進的插孔檢測和門控或隔離，適時的MIC偏壓和音頻放大器可消除插頭插入和拔下產(chǎn)生的爆音和咔嚓聲。

開放移動終端平臺（OMPTP）與 蜂窩電話產(chǎn)業(yè)協(xié)會（CTIA）音頻插頭標準

圖2 交叉開關緩慢導通時間解決了咔嚓聲和爆音

當今耳機的一個主要趨勢是在OMTP（開放移動終端平臺）和CT IA（蜂窩電話產(chǎn)業(yè)協(xié)會）插頭標準之間的選擇。這兩個標準切換了第三個和第四個終端。為允許移動設備采用任一標準操作，像飛兆的FSA8049器件等交叉開關在插孔的M I C和G N D端子間路由是必需的。如果未實施緩慢導通時間，此解決方案可能導致爆音和咔嚓聲。在端子間切換時，如果音頻放大器仍處于激活狀態(tài)并且接地，放大器將產(chǎn)生電流尖峰，從而使揚聲器發(fā)出咔嚓聲和爆音。通過在開關中實施緩慢導通時間，或使用具有可調(diào)導通時間的FSA8049交叉開關，揚聲器上的d i/d t可能顯著降低，從而消除爆音和咔嚓聲。當音頻插孔由兩個不同的源驅(qū)動時，可使用任何音頻插孔。激活開關并且從源A切換至源B時，如果信號不符，瞬變將導致有聲咔嚓聲和爆音。有方法可解決這種情況, 一種是在轉換前允許信號匹配的專有SignalWise TM技術。在圖2中，我們可以再次看到源A和B,但這次轉換是在其相等的情況下發(fā)生的，這就不會有瞬變導致咔嚓聲和爆音。

結論

隨著耳機制造商繼續(xù)將其產(chǎn)品推向全球，我們會不斷看到3.5m m插孔增加其他特性。插孔必須識別并適應所有不同標準的市售附件以便提供一致的用戶體驗。半導體供應商創(chuàng)建了多種解決方案來處理咔嚓聲和爆音等問題，以保持音頻保真度。