[发明专利]用于在移动应用中区别地检测和驱动耳机的装置和方法

说明书

本申请要求于2015年9月11日提交的美国临时申请No.62/217,585以及于2016年3月17日提交的美国临时申请62/309,924的优先权，上述申请的全部内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及移动设备，并且更具体地涉及通过这样的移动设备中的模拟输出端口来驱动耳机。

背景技术

如今，人们使用例如智能电话或其他移动媒体播放器(统称为“智能电话”)的移动设备来听音乐是常见的。用户已经迅速地习惯于通过这样的设备来播放音乐，并且通常用户倾向于使其智能电话与他们一直在一起。这些用户中的至少许多(即使不是绝大多数)用户想要能够听具有高声音品质的音乐。智能电话制造商已经意识到这一点，并且许多智能电话制造商已经引入了“高保真”智能电话，并且甚至使其许多市场策略基于其传送与先前可用的声音再现相比更好的品质的声音再现的能力。

虽然智能电话具有通常用于进行电话呼叫和“扬声电话”呼叫的小扬声器，并且可以交替地连接至一些外部扬声器，但是许多(即使不是绝大多数)用户通过耳机来听来自其智能电话的音乐。要用于智能电话的典型耳机为模拟输出设备，该模拟输出设备包括嵌入智能电话上的模拟端口中的插件以及包含通过来自智能电话的信号来激活并且向用户产生声音的换能器的一个或更多个听筒(earpiece)。术语“耳机(headphones)”包括通常称为“耳机”的耳罩式设备以及通常称为“耳塞(ear buds)”的入耳式设备。

由智能电话中的音频子系统将输出音频信号从智能电话发送至耳机中的听筒并且输出音频信号激活换能器以产生声音，使得用户可以倾听音频输出。模拟端口通常包含在本领域中称为“左”和“右”(并且一般地意在分别通到用户的左耳和右耳)的两个输出声道，以便能够提供立体声音频输出。如果耳机包括两个听筒并且源材料已被记录成立体声格式，则一个声道将通到每个听筒并且用户将听到立体声音频输出。例如一些经典扬声器和放大器的其他设备还可以具有嵌入模拟端口中以接收立体声的输出音频的插件。

虽然当前的智能电话能够再现具有高声音品质的立体声音乐，但是它们通常与往往具有普通的甚至差的品质的内含耳机一起被销售，因此限制了用户的音乐体验。因此新的智能电话的购买者通常不会几乎立即丢弃内含耳机并且购买一套与那些内含耳机相比更高品质的后市耳机以充分利用智能电话播放具有高的声音品质的音乐的能力。

然而，同等的高品质耳机的性能通常受限于从智能电话上的音频输出端口到耳机换能器的连接的性能以及音频信号如何被提供给耳机。

用于从智能电话输出音频的工业标准模拟端口通常具有称为“插口”的接受插入元件的接受器，大多数接受器通常为3.5毫米(mm)“插头”或插件。(不太常见的替选者为接受2.5mm插头的端口)。工作标准插头的一个版本在图1a中示出。插头102具有三个段或者极，所述三个段或者极彼此电隔离并且连接至单独的电线或耳机部件或者被插入到模拟端口中的其他设备。三个极在本领域中通常已知为顶端(Tip)、环(Ring)和套管(Sleeve)。模拟端口插口类似地具有三个段(未示出)，当插头102的三个极被完全插入插口中时所述三个段匹配并且连接至插头102的三个极，所述三个段也彼此电隔离并且连接至智能电话的各个部件。

图2示出了从智能电话的模拟端口输出到三极插头例如图1的三极插头102的立体声信号。特别地，用在标准耳机连接中的插头和插口配置将左信号路径和右信号路径分离到单独的电线上。标记为LP的左声道音频信号通过插头102的顶端部分被馈送，而标记为RP的右声道音频信道通过插头102的环被馈送。

然而，由于插头102仅具有三极连接，并且极中的两个极用于左输出和右输出，因此该配置要求通过插头的套管，然后通过到智能电话的插口连接并且跨内部设备电路板来共享被标记为LGnd和RGnd的针对两个声道的地回路(ground return)信号路径。

声道的该共同接地通过该共享信号地回路的寄生电阻产生串扰和信号损失。虽然存在一些已经尝试以缓解这些问题的具体电路实现，例如其中与插头共同接地点尽可能靠近地取放大器的反馈的电路实现，但是最终不可能避免三极连接器中的左信号回路和右信号回路的共同接地。