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[FAQ] TI 的自主音频附件检测和配置开关 IC(TS3A225E、TS3A226AE 和 TS3A227E)如何检测音频附件类型?

Other Parts Discussed in Thread: TS3A227E, TS3A225E, TS3A226AE

TI 的自主附件检测 IC 系列是很有用的器件,可根据检测到的附件类型自动路由 3 或 4 极音频附件。不过,在系统中实施这些器件时,务必了解附件如何工作以更大限度地提高器件的实用性,同时防止在以次优配置实施器件时遇到设计障碍。

自主附件检测 IC 系列中的所有三款器件(TS3A227E、TS3A226AE 和 TS3A225E)使用相同的检测方案。通过软件或物理激励(例如插入附件)触发检测事件后,IC 将实施一个延迟周期,227E 的延迟周期默认为 90ms,225E 和 226AE 的延迟周期默认为 120ms。在 225E 和 227E 中可以更改该延迟。有关从检测事件到开关路由的事件链,请参阅下图。

 在延迟之后,会在 TIP 引脚上生成一个信号,该信号传输至 IC 上连接了一个 3 位 ADC 的 RING2 和 SLEEVE 引脚,然后用于测量 TIP 和 RING2 以及 TIP 和 SLEEVE 之间的阻抗。3.5mm 插孔具有以下结构以及不同附件类型的通用阻抗范围。

数据表中显示的 3.5mm 插孔配置可能会使人感觉器件实际上要检查附件类型是否具有所示的阻抗。但事实并非如此。器件不关心阻抗值是多少,因为器件关心的是哪个阻抗更大,是 TIP 到 SLEEVE 的阻抗还是 TIP 到 RING2 的阻抗。根据对该问题的回答,可以得出以下结果:

  1. SLEEVE_Z = RING2_Z à 路由至 3 极附件
  2. SLEEVE_Z > RING2_Z à 路由至标准 4 极附件
  3. SLEEVE_Z < RING2_Z à 路由至 OMTP 4 极附件

 

开关之所以通过比较这两个值来进行路由,是因为这些协议据此连接 3.5mm 插头的不同元件。

 在 3 极器件中,RING2 不存在 – 但仍然提供 RING2 连接,不过是连接到插头的 SLEEVE。这意味着 RING2 和 SLEEVE 短接在一起,并且应该具有相同的阻抗。

在标准 4 极器件中,3.5mm 插头的 TIP 通过标称值为 16Ω - 2KΩ 的电阻直接连接到 RING2。  然后,RING2 通过 600Ω - 4kΩ 的标称阻抗连接到 SLEEVE。因为来自 TIP 的信号只需通过一个阻抗即可到达 RING2,而它必须通过两个阻抗才能到达 SLEEVE。理想情况下,这会强制 TIP 到 SLEEVE 的阻抗始终显示为大于 TIP 到 RING2 的阻抗。

在 OMTP 4 极器件中,情况与标准实现相反,因此 TIP 通过一个阻抗连接到 SLEEVE,而通过 2 个阻抗连接到 RING2,因此理想情况下,TIP 到 RING2 的电阻将始终较大。

由于内部 ADC 的低分辨率(3 位),该 ADC 的精度不像设计人员最初假设的那样准确,这可能会限制检测。这些值基于 TS3A225E 数据表中列出的以下范围 – 不过这适用于该产品系列中的所有三款器件。

SLEEVE_Z 是 TIP 到 SLEEVE 的阻抗,RING2_Z 是从 TIP 到 RING2_Z 的阻抗。低分辨率有两个主要影响。首先,0b000 至 0b110 范围内的每个值表示 400Ω 的范围,这意味着这些值可能相互相差 399Ω,但仍然显示为相同的值。例如,1600Ω 和 1999Ω 的阻抗将显示为与 0b100 的阻抗值相同。第二个缺点是 ADC 在电阻大于 2800Ω 时会饱和,因此所有大于 2800Ω 的值都将被显示为一个值 0b111。  更极端的示例是当阻抗将 ADC 置于饱和输出时,这可能会导致 3000Ω 和 100KΩ 的阻抗被显示为同一个值 0b111。务必了解计划与该器件一起使用的附件阻抗,以判断 IC 是否支持该器件。

即使列出了阻抗范围,该器件实际上也不会检查器件是否适合电阻范围。该器件仅比较路径阻抗 - 如果该器件能够准确地比较阻抗,则会正确地路由开关。例如,如果您的器件采用 OMTP 布局,但 TIP 到 SEEVE 的阻抗为 2400Ω,TIP 到 RING2 的阻抗为 100KΩ,则器件仍将正确路由。因为该器件会将 2400Ω 显示为 0b110,将100KΩ 显示为 0b111,TIP 到 RING2 的阻抗大于 TIP 到 SLEEVE 的阻抗。不过,如果在最后一个示例中 TIP 到 SLEEVE 的阻抗为 3000Ω,则该器件不会正确路由,因为该器件会考虑两个阻抗 0b111(超过了 2800Ω)。

三个自主 3.5mm 附件检测器件 TS3A225E、TS3A226AE 和 TS3A227E 都使用相同的检测方案,该方案将 TIP 到 RING2 路径的阻抗和 TIP 到 SLEEVE 路径的阻抗进行比较,以判断插入了何种设备。在检测触发器被激活再加上设备中的去抖延迟时间后开始进行检测。为了帮助进行检测,请确保所有 TIP、SLEEVE 和 RING2 引脚的布局都采用低阻抗宽引线,并且尽可能靠近音频插孔。此外,建议不要在这些线路上添加其他元件,因为这可能会影响检测。