CN106973341B - 基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法 - Google Patents

基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法，该装置包括麦克接口、麦克***检测电路、CPU处理器、麦克信号拾音电路、音效处理及音频功效电路，麦克接口的第一端连接麦克信号拾音电路的第一端，麦克接口的第二端分别与麦克信号拾音电路的第二端、地连接，CPU处理器通过I2C与音效处理及音频功放电路通信，麦克信号拾音电路的输出端连接音效处理及音频功放电路的第一端，麦克***检测电路连接于麦克接口与CPU处理器之间，该麦克***检测电路用于检测麦克风***状态。该装置无需麦克风增加引脚即可实现***状态检测，并实现了麦克风与***音频的自动切换。

Description

基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法
技术领域
本发明涉及麦克风***检测领域，特别涉及一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法。
背景技术
随着多媒体车载终端的发展，车载收音机、音乐已经成为车载娱乐的重要组成部分。与此同时，旅游客车还要求车载多媒体具有有麦克风功能，方便导游随时与游客保持沟通与交流。这时，就存在一个问题，当麦克风***到车载终端时，需要人工去关闭多媒体音乐或者收音机，切换到麦克风的通道，当麦克风拔出或关闭时，又需要人工切换到音频播放通道，这样使用起来不方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法，实现在麦克风开关开启时，多媒体终端自动关闭音乐和收音机，切换到麦克音频通道工作；在麦克风拔出或者关闭电源时，多媒体恢复音乐或者收音机播放。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，包括：
麦克接口，麦克风被***并连接到其上；
麦克信号拾音电路，与所述麦克接口连接，完成声音信号到电信号转换；
CPU处理器：控制***音频和动圈式麦克风音频的自动切换；
音效处理及音频功效电路，与所述CPU处理器连接，并接受CPU处理器控制，同时与所述麦克信号拾音电路连接，接收来自麦克信号拾音电路的信号，对音频信号进行放大，使其功率增加并输出；
还包括麦克***检测电路，连接于所述麦克接口与所述CPU处理器之间，用于检测麦克风***状态并输出到CPU处理器；
所述麦克***检测电路包括第一外部电源输出端口、第二外部电源输出端口、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻，所述第一电阻连接于所述第一外部电源输出端口与所述第一三极管的集电极之间，所述第三电阻与第四电阻串联后连接于所述麦克接口第一端与第一三极管的基极之间，所述第五电阻连接于所述麦克接口第一端与第二三极管的基极之间，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第六电阻连接于所述第二三极管的基极与发射极之间，所述第一三极管的集电极与所述CPU处理器的第一端连接，所述第三电阻与第四电阻之间的节点通过第二电阻连接到所述第二外部电源输出端口，所述第一及第二三极管的发射极、所述第六电阻的第二端、所述麦克接口第二端均接地。
所述第一三极管和所述第二三极管均为NPN三极管。
一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测方法，其特征在于，包括如上所述的基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，该方法包括：
1)所述CPU处理器检测第一端口的输入；
所述麦克风接口中未***麦克风时，麦克风的阻抗无穷大，所述第二三极管导通，所述第一三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平；
所述麦克风接口中***麦克风但关闭时，麦克风阻抗为0，所述第一三极管、第二三极管均截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平；
所述麦克风接口中***麦克风且开启时，麦克风阻抗为正常工作阻抗，所述第一三极管导通，所述第二三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为低电平。
2)当所述CPU处理器检测到第一端口输入低电平时，判断麦克风为有效状态，通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路，音效处理及音频功效电路将***音频通道换到麦克音频通道；
3)当所述CPU处理器检测到第一端口输入高电平时，判断麦克风为无效状态，通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路，音效处理及音频功效电路恢复***默认音频播放通道。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：动圈式麦克风只需要两个引脚，无需在结构上增加引脚即可实现***状态检测；无需人工干预即可实现麦克风与***音频的自动切换，克服了手动切换的繁琐；采用电阻、三极管组成检测电路，电路简单且成本低。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置及方法不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明装置的麦克风***检测电路的具体电路图；
图2为本发明方法的***音频通道和麦克音频通道自动切换的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，包括麦克接口1、麦克***检测电路2、CPU处理器3、麦克信号拾音电路4、音效处理及音频功效电路5，所述麦克接口1的第一端连接所述麦克信号拾音电路4的1端，所述麦克接口1的第二端分别与所述麦克信号拾音电路4的2端、地连接，所述CPU处理器3通过I2C与所述音效处理及音频功放电路5连接，所述麦克信号拾音电路4的输出端连接所述音效处理及音频功放电路5，所述麦克***检测电路2连接于所述麦克接口1和所述CPU处理器3之间。
如上所述的各部分功能如下：
麦克接口1，麦克风被***并连接到其上；
麦克信号拾音电路4，与麦克接口1两端连接，完成声音信号到电信号转换；
CPU处理器3：控制***音频和动圈式麦克风音频的自动切换；
音效处理及音频功效电路5，与所述CPU处理器3连接，并接受CPU处理器3控制，同时与所述麦克信号拾音电路4连接，接收来自麦克信号拾音电路4的信号，对音频信号进行放大，使其功率增加并输出；
麦克***检测电路2，连接于所述麦克接口1与所述CPU处理器之间，用于检测麦克风***状态并输出到CPU处理器；
所述麦克***检测电路2包括第一外部电源输出端口V1、第二外部电源输出端口V2、第一NPN三极管Q1、第二NPN三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6，所述第一电阻R1连接于所述第一外部电源输出端口V1与所述第一NPN三极管Q1的集电极之间，所述第三电阻R3与第四电阻R4串联后连接于所述麦克接口1第一端与第一NPN三极管Q1的基极之间，所述第五电阻R5连接于所述麦克接口1第一端与第二NPN三极管Q2的基极之间，所述第一NPN三极管Q1的基极与所述第二NPN三极管Q2的集电极连接，所述第一NPN三极管Q1的集电极与所述CPU处理器3的第1端连接，所述第三电阻R3与第四电阻R4之间的节点通过第二电阻R2连接到所述第二外部电源的输出端口V2，所述第六电阻R6连接于所述第二NPN三极管Q2的基极与发射极之间，所述第一NPN三极管Q1的发射极、第二NPN三极管Q2的发射极、所述第六电阻R6的第二端、所述麦克接口1第二端均接地。
麦克风有三种状态，未***状态、***但处于关闭状态、***且开启状态。具体的，不同状态下R7的阻抗是不一样的，***且关闭状态时，R7的阻抗为0；麦克风未***时，R7的阻抗无穷大；麦克风正常工作时，阻抗R7为动圈麦克风内部阻抗。
结合图1，以下具体分析一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置的工作过程。其中，名词定义如下：
V3：表示麦克风的直流偏置电压；
V4：电阻R3与R4连接点的电压；
MIC_DET：表示检测麦克风***状态的引脚。
图1中，优选的，第一外部电源输出端口和第二外部电源输出端口的直流电源分别为8V、3.3V，V1通过电阻R1接三极管Q1的集电极，保证三极管Q1的集电结反向偏置，R6为基极偏置电阻。
本实施例中，当麦克风未***时，麦克接口1处于悬空状态，因此电阻R7的阻抗无穷大，此时：
Figure BDA0000905911440000041
对于三极管Q2，发射结正向偏置，经偏置电阻R6分压后，基极与集电极之间的电压Ube大于三极管Q2的导通电压0.6V，三极管Q2导通；由于电阻R7阻抗无穷大，三极管Q1截止，则CPU处理器3检测MIC_DET引脚为高电平；
当麦克风***但处于关闭状态时，动圈式麦克风内部短路，因此电阻R7阻抗为0，此时：
Figure BDA0000905911440000042
V3为0V，三极管Q2截止；V4为0.42V，经电阻R4分压后，基极与集电极之间的电压Ube小于三极管Q1的导通电压0.6V，三极管Q1截止，则CPU处理器检测到MIC_DET引脚为高电平；
当麦克风***且处于开启状态时，R7为动圈麦克风内部阻抗，优选的，R7＝500Ω，此时
Figure BDA0000905911440000043
V3为0.36V，经电阻R6分压后基极与集电极之间的电压Ube小于三极管Q2的导通电压0.6V，三极管Q2截止；V4为0.77V，经电阻R4分压后基极与集电极之间的电压Ube大于三极管Q1的导通电压0.6V，三极管Q1导通，则CPU检测MIC_DET引脚为低电平。
具体的，当CPU处理器3检测到MIC_DET引脚为高电平时，判断麦克风为无效状态，多媒体车载终端无需切换音频通道，继续播放收音机或者***导航/音乐音频；当CPU处理器3检测到MIC_DET引脚为低电平时，则判断麦克风为有效状态，通过音效选择芯片将***音频通道切换到麦克音频通道。
图2为根据上述麦克***检测电路2输出的MIC_DET状态来实现***音频和动圈式麦克风音频通道自动切换的流程图，具体的，包括如下步骤：
步骤S201：CPU处理器检测MIC_DET引脚是否有低电平触发；
具体的，如果MIC_DET引脚变为低电平，执行步骤S202，如果MIC_DET引脚为高电平，执行步骤204。
具体检测方法如下：
所述麦克风接口中未***麦克风时，麦克风的阻抗无穷大，所述第二三极管导通，所述第一三极管截止，则MIC_DET引脚为高电平；
所述麦克风接口中******麦克风但关闭时，麦克风阻抗为0，所述第一三极管、第二三极管均截止，则MIC_DET引脚为高电平；
所述麦克风接口中******麦克风且开启时，麦克风阻抗为正常工作阻抗，所述第一三极管导通，所述第二三极管截止，则MIC_DET引脚为低电平。
步骤S202：CPU处理器通过I2C通信切换音效开关，将通道切换到麦克音频通道；
具体的，通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路，通过音效选择芯片将音频通道切换到麦克风音频通道。
步骤S203：CPU处理器检测MIC_DET引脚是否变为高电平；
具体的，如果MIC_DET引脚变为高电平，进入步骤S204，如果MIC_DET引脚为低电平，返回步骤202，具体检测方法参见步骤S201中的描述。
步骤S204：恢复***默认音频播放通道，进行收音机/音乐播放；
具体的，CPU处理器通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路切换音效开关，通过音效选择芯片将音频通道恢复到***默认音频播放通道。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：动圈式麦克风只需要两个引脚，无需在结构上增加引脚即可实现***状态检测；无需人工干预即可实现麦克风与***音频的自动切换，克服了手动切换的繁琐；采用电阻、三极管组成检测电路，电路简单且成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，包括：
麦克接口，麦克风被***并连接到其上；
麦克信号拾音电路，与所述麦克接口连接，完成声音信号到电信号转换；
CPU处理器：控制***音频和动圈式麦克风音频的自动切换；
音效处理及音频功效电路，与所述CPU处理器连接，并接受CPU处理器控制，同时与所述麦克信号拾音电路连接，接收来自麦克信号拾音电路的信号，对音频信号进行放大，使其功率增加并输出；
其特征在于，
还包括麦克***检测电路，连接于所述麦克接口与所述CPU处理器之间，用于检测麦克风***状态并输出到CPU处理器；
所述麦克***检测电路包括第一外部电源输出端口、第二外部电源输出端口、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻，所述第一电阻连接于所述第一外部电源输出端口与所述第一三极管的集电极之间，所述第三电阻与第四电阻串联后连接于所述麦克接口第一端与第一三极管的基极之间，所述第五电阻连接于所述麦克接口第一端与第二三极管的基极之间，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第六电阻连接于所述第二三极管的基极与发射极之间，所述第一三极管的集电极与所述CPU处理器的第一端口连接，所述第三电阻与第四电阻之间的节点通过第二电阻连接到所述第二外部电源输出端口，所述第一及第二三极管的发射极、所述第六电阻的第二端、所述麦克接口第二端均接地；
所述麦克风接口中未***麦克风时，麦克风的阻抗无穷大，所述第二三极管导通，所述第一三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平，所述CPU处理器判断麦克风为无效状态；
所述麦克风接口中***麦克风但关闭时，麦克风阻抗为0，所述第一三极管、第二三极管均截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平，所述CPU处理器判断麦克风为无效状态；
所述麦克风接口中***麦克风且开启时，麦克风阻抗为正常工作阻抗，所述第一三极管导通，所述第二三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为低电平，所述CPU处理器判断麦克风为有效状态。
2.根据权利要求1所述的基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，其特征在于：
所述第一三极管和所述第二三极管均为NPN三极管。
3.一种基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测方法，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测装置，该方法包括：
1)所述CPU处理器检测第一端口的输入；
2)当所述CPU处理器检测到第一端口输入低电平时，判断麦克风为有效状态，通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路，音效处理及音频功效电路将***音频通道换到麦克音频通道；
3)当所述CPU处理器检测到第一端口输入高电平时，判断麦克风为无效状态，通过I2C通信控制音效处理及音频功效电路，音效处理及音频功效电路恢复***默认音频播放通道。
4.根据权利要求3所述的基于车载多媒体的动圈式麦克风***检测方法，其特征在于，所述CPU处理器检测第一端口的输入包括：
所述麦克风接口中未***麦克风时，麦克风的阻抗无穷大，所述第二三极管导通，所述第一三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平；
所述麦克风接口中***麦克风但关闭时，麦克风阻抗为0，所述第一三极管、第二三极管均截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为高电平；
所述麦克风接口中***麦克风且开启时，麦克风阻抗为正常工作阻抗，所述第一三极管导通，所述第二三极管截止，所述CPU处理器检测到第一端口的输入为低电平。
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