音頻插孔是一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器，除了可提供基本音頻連接外，還有很多潛在用途。通過了解各種可用配置，包括芯數(shù)和開關(guān)選擇，設(shè)計(jì)人員能夠充分利用好這種熟悉、小巧且可靠的互連解決方案。

2.5 mm 或 3.5 mm 音頻插孔在智能手機(jī)、媒體播放器、高保真音響設(shè)備及其他許多設(shè)備中都很常見。對于富有想象力的設(shè)計(jì)人員來說，它不僅可用于方便地連接外部揚(yáng)聲器或耳機(jī)，還可用來連接各種配件以控制設(shè)備的其他功能。其中一個(gè)示例就是配備相機(jī)快門釋放按鈕的智能手機(jī)自拍桿。要了解如何充分利用這種構(gòu)造簡單但功能多樣的端口，首先要詳細(xì)了解其內(nèi)部信號(hào)連接和開關(guān)機(jī)構(gòu)。

音頻插孔可作為簡單的無開關(guān)連接器使用，也可包含一個(gè)或多個(gè)通過插入插頭來觸發(fā)的開關(guān)。開關(guān)式連接器適用于多種用途，例如在插入耳機(jī)時(shí)斷開內(nèi)部揚(yáng)聲器的連接、檢測配件的插入，或使用調(diào)音臺(tái)等。如果使用的是無開關(guān)連接器，則可以使用專用音頻插孔開關(guān) IC 實(shí)現(xiàn)配件檢測。雖然這類 IC 會(huì)增加物料清單和開發(fā)成本，但可以提供更多的功能，如開關(guān)去抖和按鈕按下檢測。

音頻插孔規(guī)格書提供了可用的導(dǎo)線與開關(guān)組合，并說明了如何搭配。

基本音頻插孔連接

圖 1 所示為無開關(guān)型三芯基本插孔。想象一下，將插頭由左向右插入插孔，完全插入后，頭、環(huán)和筒與插孔中的相應(yīng)觸頭對齊。

圖 1：無開關(guān)型三芯基本音頻插孔。

圖 2 顯示了如何在 2 號(hào)端子位置添加開關(guān)，并通過插頭尖頭激活。規(guī)格書中將其稱為尖頭開關(guān)。此外，也可以在環(huán)端子位置布置類似的開關(guān)。稍后將說明多環(huán)插孔如何支持復(fù)雜的開關(guān)陣列。

圖 2：帶尖頭開關(guān)的三芯音頻插孔。

參考圖 2，沒有插入插頭時(shí)，端子 2 和端子 10 連通，因此該開關(guān)屬于常閉型。當(dāng)插頭完全插入而且尖頭與端子 2 接合時(shí)，彈簧連接器受擠壓，端子 10 與 2 之間的電路斷開。

更復(fù)雜的配置

圖 3 顯示了如何布置更多芯數(shù)和開關(guān)。顯然，插頭上環(huán)形導(dǎo)體的數(shù)量和位置，必須與插口中的觸頭相匹配，以便根據(jù)預(yù)期的順序觸發(fā)開關(guān)。

圖 3：帶一個(gè)尖頭和兩個(gè)環(huán)開關(guān)的四芯插頭和插口。

到目前為止，我們介紹的開關(guān)都是簡單的常閉型。不過，還有其他可用配置，例如常開、單刀雙擲 （SPDT） 和雙刀雙擲 （DPDT）（圖 4）。這些開關(guān)可以與音頻信號(hào)隔離，因而可用于控制其他各種電路。

圖 4：其他開關(guān)配置。

一些實(shí)例

不同的連接器可用配置讓設(shè)計(jì)人員擁有多種選擇，以實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)切換、插入檢測和系統(tǒng)控制功能。主要的示例包括揚(yáng)聲器與耳機(jī)之間的音頻切換（如圖 5 所示）、插頭插入檢測以及電路中其他部分（與音頻信號(hào)無關(guān)）的控制。

圖 5：揚(yáng)聲器與耳機(jī)之間的音頻切換。

在圖 5 的第一個(gè)示意圖中，當(dāng)沒有插入耳機(jī)插頭時(shí)，音頻通過內(nèi)置揚(yáng)聲器播放。該連接器包含尖頭開關(guān)和環(huán)開關(guān)，插頭插入后就會(huì)斷開，如第二個(gè)示意圖所示。這將斷開音頻信源與揚(yáng)聲器的連接，同時(shí)將耳機(jī)接入到電路中。

圖 6 顯示了如何使用常閉型尖頭開關(guān)來檢測插頭插入并激活警告指示燈。

圖 6：使用尖頭開關(guān)檢測插頭插入。

圖 7 所示為包含 SPDT 開關(guān)的連接器，通過插入或拔出插頭，使設(shè)備在兩種工作模式之間切換。該連接器包含普通的尖頭觸頭和環(huán)觸頭，但是端子 4-6 與端子 1-3 的音頻信號(hào)相隔離。未插入插頭時(shí)，端子 4 與 5 連通。插入插頭后，端子 4 與 5 斷開，而端子 5 與 6 連通。這種切換可實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)在不同工作模式之間的切換。

圖 7：通過音頻插孔使設(shè)備在不同工作模式之間切換。

總結(jié)

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)音頻插孔尺寸小巧、功能多樣，不僅實(shí)用可靠，而且對于設(shè)計(jì)人員和設(shè)備用戶而言也簡單易懂。設(shè)計(jì)人員只需對各種可用功能稍加了解，即可利用這種插孔來支持新產(chǎn)品中的各種新增功能。不然，則需要添加更多分立開關(guān)或配件端口。因此，巧妙地使用音頻插孔可以縮減物料清單成本，簡化硬件設(shè)計(jì)，并加快產(chǎn)品功能更新的上市速度。
責(zé)任編輯人：ＣＣ