CN1258682C

CN1258682C - 使用单一位元检测多重插座的网路

Info

Publication number: CN1258682C
Application number: CN 02155289
Authority: CN
Inventors: 谢文龙; 曾志宏
Original assignee: C Media Electronics Inc
Current assignee: C Media Electronics Inc
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: CN1506690A

Abstract

本发明公开了一种使用单一位元检测多重插座的网路，其包含有复数个含弹片开关的插座，复数个通过其分别跟随的插座中弹片开关而串联耦合在一起的电阻，及分压电阻。其中复数个电阻由插座的状态来决定其串联分流与否，并由弹片开关并联该电阻而进行分压。分压电阻通过与并联耦合的电阻分压后得到输出节点的输出电压，以判断插入插座的数目以及确定位置。上述检测多重插座的网路的第一端点连接到第一参考电位，该第一端点是指复数个插座中第一插座与对应电阻的共同端；而检测多重插座的网路的第二端点连接到第二参考电位，该第二端点是指复数个插座中最后插座与对应电阻的共同端。

Description

使用单一位元检测多重插座的网路

技术领域

本发明与一种检测多重插座的装置有关，具体地说，涉及一种使用单一位元来检测多重插座的电阻器网路。

背景技术

目前在与影像、声音相关的电子产品中通常都具备有许多接线端子，供使用者联接到其他外部装置上，以利于互相输入、输出及传递讯号。在这其中，最被广泛采用的是迷你型耳机端子，尤其在电脑系统上。其主要原因在于这种端子体积小，又不占据面板的面积。而为了让电脑系统能够检测到目前在耳机插座上是否有任何插头存在，以利于系统做相关的处理，一般采用一种附带弹片开关的耳机插座。如图1a所示，耳机插座的接脚3和4为两个信号接点，接脚5为刚才所述两个信号接点的共同参考点，而接脚1和2是刚才所述的弹片开关。目前市售产品的弹片开关一般设计成在插头插入时呈开路状态(open)；反之呈短路(close or short)，如图1b所示，即耳机插座在有插头插入时的状况。利用该传统技术，我们可以在开关上加装一个电阻及一个参考电压VDD，如图1a与图1b所示，而从节点“Read back”处得到耳机插座的插入状态。以本例而言，若无插头插入则节点“Read back”因为通过插座1(Jack 1)内的弹片开关而耦合至“地”电位，因此将在节点“Read back”处得到“地”电位；而有插头插入时，则因为弹片开关为开路节点“Read back”通过10KΩ的电阻耦合，将得到“VDD”电位。若换成在有插头插入时呈短路状态的弹片开关，则节点“Read back”上的情形与上述状态相反。；因此系统只要检测节点“Read back”处的电位，便可得知插座1(Jack)目前是否有插头存在。以上的检测方式是每一个耳机插座必须要有一个“Read back”节点，即随着耳机插座数量的增多，节点“Read back”的数量也会随着增加。

如果检测电路被整合在单一的集成电路内，则许多的节点“Read back”都需送入此集成电路内。这将会增加集成电路的接脚数及成本。

为此，如何能提供一种不论有多少个耳机插座需要检测，都只需一个集成电路的接脚是本发明中创作人的研创动机所在。

发明内容

本发明中使用单一位元检测多重插座的网路主要是为了解决现有每一插座必须配有一个“Read back”节点，导致随着插座的增多也增加集成电路接脚数及成本的问题。

本发明中使用单一位元检测多重插座的网路包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

复数个电阻，该复数个电阻通过其分别跟随的所述复数个插座的弹片开关而串联耦合在一起，由上述复数个插座的状态来决定其串联分流与否，上述复数个插座的弹片开关与所述复数个电阻分压并联；

分压电阻，该分压电阻与所述复数个并联耦合的分压电阻再并联分压，并得可判断插入插座的数目及确定位置的输出节点的输出电压；

其中所述检测多重插座的网路的第一端点连接到第一参考电位，该检测多重插座的网路的第一端点是指上述复数个插座中第一插座与复数个电阻中对应电阻的共同端；所述检测多重插座的网路的第二端点连接到第二参考电位，该检测多重插座的网路的第二端点是指复数个插座中最后插座与复数个电阻中对应电阻的共同端。

另外，本发明中使用单一位元检测多重插座的网路也可以包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

复数个电阻，该复数个电阻通过其分别跟随的复数个插座中弹片开关的第一接点而并联耦合在一起，由上述复数个插座的状态来决定其并联分流与否，上述复数个插座的弹片开关与所述复数个电阻分压串联；

分压电阻，该分压电阻与所述复数个串联耦合分压电阻再串联分压，并得可判断插入插座的数目及确定位置的输出节点的输出电压；及

其中上述检测多重插座的网路的分压电阻连接到第一参考电位；

而复数个插座中弹片开关的第二接点连接到第二参考电位。

另外，本发明中使用单一位元检测多重插座的网路可以采用主动式串联电阻网路，其包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

复数个电阻，该复数个电阻通过其分别跟随的复数个插座中弹片开关的第一接点而并联耦合在一起，并由上述复数个插座的状态来决定其并联分流与否；

分压电阻，上述复数个电阻的共同端连接至该分压电阻的第一端；

一反相放大器OPA，该反相放大器OPA的OP端连接到所述分压电阻的第二端；及

其中所述各弹片开关的共同端点连接到第一参考电位，所述反相放大器OPA的IP端连接到第二参考电位，该反相放大器OPA的IN端连接到复数个电阻的共同端点，并在该网路中各弹片开关的共同端点测量输出电压。

另外，本发明中使用单一位元检测多重插座的网路还可采用主动式并联电阻网路，其包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

由上述可知，本发明中使用单一位元检测多重插座的电阻器网路不论有多少个插座需要检测，都只需要一个集成电路的脚位即可检测判断出哪个插座有插头插入，从而可减少集成电路的接脚数量，降低成本。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。

图1a是传统技术中插座电路的结构示意图；

图1b是图1a中所示电路在插入插头时的结构示意图；

图2是本发明中使用单一位元检测多重插座的网路电路示意图；

图3是本发明中使用单一位元检测多重插座网路的真值表示意图；

图4是本发明中使用单一位元检测多重插座的网路另一实施例图；

图5a是本发明使用单一位元检测多重插座网路的主动式串联电阻网路示意图；

图5b是本发明使用单一位元检测多重插座网路的主动式并联电阻网路示意图，在该图中示出了输出电压呈线性变化的状态效果。

具体实施方式

在上述传统技术中描述的电路，每一个插座必须要有一个“Readback”节点，换言之，具有多重插座时，节点“Read back”的数量也随着增加，从而相对增加了接脚的数量及成本。本发明则是提供了一种接线方式与结构，利用该接线结构与方式，不论有多少个插座需要检测，在原则上只需要一个集成电路的接脚即可。

如图2所示，本发明中使用单一位元检测多重插座的网路包含有四个插座，必须注意的是，该插座的数目可以根据需求任意配置。而在本实施例中所列举的数目只做一说明，并非用于限定本发明。并且在该实施例中采用弹片开关并联电阻来进行分压。在该电路中电阻R1、R2、R3、R4是通过其分别跟随的四个耳机插座的弹片开关而串联耦合在一起，由耳机插座的状态来决定其串联分流与否，再与并联耦合的电阻R5进行分压，从而得到分压节点“Read back”的输出电压。

如图2所示，每一插座均包含有弹片开关的接脚1、2，耳机插座的接脚3、4为两个信号接点，接脚5为信号的共同参考点。每一插座的接脚1、2并联有一电阻，如R1、R2、R3和R4。该四个插座与四个电阻构成一多重插座网路，多重插座网路的第一端N1是指第一插座第一接脚与相对应电阻R1的共同端，该第一端连接到第一参考电位，如VDD。多重插座网路的第二端N2是指第四插座的第二接脚与相对应电阻R4的共同端。另有一第二参考电位，如“地”电位，在该“地”电位与第二端点N2之间连接有一第五电阻R5。通过与R5的电压分配可知节点“Read back”的电压值，以提供判断插入插座的数目以及确定位置。

在本实施例中，一共有四个耳机插座，如果依据需求，还可以任意扩充或减少插座数目，此外上述实施例中一共有五个电阻，该五个电阻的阻值相同。值得注意的是，在图2中若将VDD换接成“地”电位，而将原来的“地”电位换接至VDD，则仍符合原电路的设计理念。假设所有的插座都无插头插入，则因为节点“Read back”将通过四个串联的弹片开关耦合到电源VDD去，由电路原理可知，节点“Read back”的电位为VDD(若反接，则为“地”电位)。若有任何一个插座插入了插头，则节点“Read back”不再是直接耦合到电源VDD。而是经过电阻R1、R2、R3、或R4中的一个。因为本实施例采用的电阻具有相同的阻抗，所以通过与R5的电压分配可知节点“Read back”的电压是VDD/2。当然也可以依据需要采用不同的阻抗。

假设不只一个插头插入此四个耳机插座之中，则由电路原理可知“Read back”的电压将比VDD/2再低。将此点电压送入集成电路后，只需要一个简单的“比较器”(Comparator)，即可分辨出其电压值是VDD或1/2VDD以下，从而可得知是否有任何插头插入插座，以及插入插座的数量。

在本实施例中只需一个“Read back”节点即可检测到多个耳机插座的插入状态，但是不能分辨出各个插座的状态，即哪些插座有插头插入。然而，我们可以进一步调整个别耳机插座所搭配的电阻的阻值，使得个别插座在插入了插头时会出现不同的状况，以产生不同的“Read back”节点电压，供检测电路分辨。甚至，在多重插入情况之下仍旧提供不同的资讯给检测电路。虽然只有一个“Read back”节点来提供资讯，但其提供的资讯量与多个“Read back”节点所提供的没有不同。

如图3所示，列出上述实施例中经过调整的电阻值，与图2中所示网路对照可知，图3中所示电阻R1的阻值为8R(即原先的8倍)；R2的阻值为4R；R3的阻值为2R，而R4以及R5不变。通过上述安排，当插头插入插座(Jack)4时，由于R1、R2、R3被插座1、2、3内的弹片开关短路，所以通过R4与R5的电压分配，使节点“Read back”的电压为VDD/2。若将插头改插在插座(Jack)3中，此时R1、R2、R4被Jack1、Jack 2、和Jack4内的弹片开关短路，所以节点“Read back”的电压经由R3与R5的电压分配可得VDD/3。即产生了前述个别插座在插入插头之下出现不同状况的现象。即使在Jack3与Jack4中同时插上插头，此网路也可得到R3+R4＝3R与R5的分压节点“Read back”电压VDD/4，从而可分辨出目前是在Jack3与Jack4中同时插上了插头。

在图3中列出了电阻的真值表，依据上述原理列出了四个耳机插座在所有均被插入的情况下，节点“Read back”的电压均不重复。只要将此电压送入集成电路内利用一个简单的ADC来分辨输入的大致电压范围，即可仅用一个集成电路的接脚来判断出外面四个插座的状态。附带一提的是，图3中电阻值的分配方式只是一个例子，也可改用其他分配方式。甚至，调整R5的电阻值也能提高节点“Read back”电压的变化量，有利于ADC来分辨其差异。例如R5改用4R，则Jack4被插上插头时，节点“Read back”的电压会从1/2VDD变为4/5VDD，而Jack1、Jack2、Jack3、Jack4都被插上插头时，节点“Read back”的电压会从1/16VDD变为4/19VDD。从而用来分辨只有Jack4被插上插头，与Jack1、Jack2、Jack3、Jack4都被插上插头这两种情况时的电压变化量提高了约35％。以上对图3中网路的说明是针对前述“有插头插入时呈开路状，否则为短路”的弹片开关而言。换言之，成反过来操作的弹片开关时，本实施例仍然有效，只不过图3中所列出的电阻值需做适当的调整。此外如前述，图3中所示的网路只是本发明中的一个具有四个插座的实施例，在理论上插座的数量并无限制。另外，图3中所示网路是采用串联不同电阻值的电阻来分压，以分辨不同的耳机插座。若是采用并联不同电阻值的电阻来分流，仍属于本发明的设计精神。

图4是一个并联电阻分流的实施例。由电路原理可以理解，在该电路中电阻R1、R2、R3、R4是通过其分别跟随的四个耳机插座的弹片开关而并联耦合在一起。由耳机插座的状态决定其并联分流与否，再与串联耦合的电阻R5进行分压，从而可得节点“Read back”的电压。

由以上实施例可知，在插头插入插座时的不同组合下，其电阻分压或分流网路的输出变化情形，可以由图3中所示的真值表看出，并非呈线性变化，这将增加检测电路内ADC对节点“Read back”电压值辨别的困难度及成本。例如一个只有四个耳机插座的系统，就最多有16种插入组合，但是却不能采用一个只有4-Bit解析度的ADC；以上例而言，ADC的解析度需要到达到8-Bit。为此可改采用主动式(Active)电阻网路来实施。

如图5a所示，在采用主动网路来实施时，其包含有复数个插座，该插座也包含有弹片开关及接脚1、2，耳机插座的接脚3、4为两个信号接点，接脚5为信号的共同参考点，如图2所示，但在图5中省略，而没有加以显示。但其电路结构与图2中相似，其不同之处在于第五电阻R5连接在第一参考电位(“VDC”)与多重插座网路第一端点N1之间。第一端N1指的是多重插座网路第一插座第一接脚与相对应电阻R4的共同端。在该实施例中包含有一反相放大器OPA，该反向放大器OPA的第一端点I N与上述第一端N1连接，反相放大器OPA的第二端点IP与第二参考电位如“地”电位连接。该反相放大器OPA的第三端点则与多重插座网路的第二端点N2连接，第二端N2指的是多重插座网路第四插座第二接脚与相对应电阻R1的共同端。在多重插座网路第二端点N2测量输出电压“Read back”。

其中直流电压“VDC”的目的是使实施例中呈“反相放大器”组态的OPA能够产生一个不同于“地”电位的输出电压。由电路原理可以理解，在上例中位于OPA的IN接脚与OP接脚之间的串联电阻网路的总电阻值是由各插座的插头插入组合决定，而插头插入的组合与电阻网路的总电阻值之间又是呈线性变化关系。因此OPA反相放大器的输出电压“Read back”也将随着插头插入插座时不同的组合而呈线性变化。如此一来即可只用4-Bit的ADC来分辨四个耳机插座的系统状况。

当然图5a只是本发明采用主动式串联电阻网路的一种实施例，也可有其他相同精神的类似实施方式。例如采用主动式并联电阻网路或其他方式，如图5b所示，即采用主动式并联电阻网路的一个实施例，在该电路中电阻R1、R2、R3、R4是通过其分别跟随的四个耳机插座的弹片开关而并联耦合在一起，并由耳机插座的状态来决定其并联分流与否，在上述电阻R1、R2、R3、R4的共同端点N 3再连接有电阻R5的第一端，而一反相放大器OPA的OP端连接到电阻R5的第二端；上述各弹片开关的共同端点N4则连接到第一参考电位(“VDC”)。上述反相放大器OPA的IP端连接到第二参考电位，如“地”电位，反相放大器OPA的IN端连接到上述电阻R1、R2、R3、R4的共同端点N3。在电阻R5的第二端测出输出电压“Read back”。

其中直流电压“VDC”的目的是使此实施例中呈反相放大器状态的OPA能够产生一个不同于“地”电位的输出电压。由电路原理可以理解，在上例中位于OPA的IN接脚与OP接脚之间的并联电阻网路的总电阻值是由各插座的插头插入组合来决定，而在插头插入的组合与电阻网路的总电阻值之间又呈线性变化关系。因此OPA反相放大器的输出电压“Read back”也将随着插头插入插座时不同的组合而呈线性变化。从而可以只用4-Bit的ADC来分辨出四个耳机插座系统的状况。

本发明中的实施例虽然十分适合应用于电脑系统，但其也可应用在其他具有类似需求的系统中。另外，本发明是以耳机插座为实施例，但对于熟知该项技术的人员来说，也可应用在其他类型的插座中，因此，凡是在不脱离本发明的设计精神与范围内所作的修改与类似安排，均应包含本发明的保护范围内。

Claims

1.一种使用单一位元检测多重插座的网路，包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

2.根据权利要求1中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第一参考电位为VDD或“地”电位。

3.根据权利要求1中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第二参考电位为VDD或“地”电位。

4.根据权利要求1中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述复数个插座的每一插座包含有为所述弹片开关的接脚1与接脚2、为两个信号接点的接脚3与接脚4、以及为信号共同参考点的接脚5。

5.一种使用单一位元检测多重插座的网路，包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

而复数个插座中弹片开关的第二接点连接到第二参考电位。

6.根据权利要求5中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第一参考电位为VDD或“地”电位。

7.根据权利要求6中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第二参考电位为VDD或“地”电位。

8.根据权利要求5中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述复数个插座的每一插座包含有为弹片开关的接脚1与接脚2、为两个信号接点的接脚3与接脚4、以及为信号共同参考点的接脚5。

9.一种使用单一位元检测多重插座的网路，该网路采用主动式串联电阻网路，其包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

复数个电阻，该复数个电阻通过其分别跟随的所述复数个插座的弹片开关而串联耦合在一起；

分压电阻，该分压电阻连接在第一参考电位与检测多重插座的网路第一端点之间，该第一端点是检测多重插座的网路中第一插座的接脚与相对应电阻的共同端；

一反相放大器OPA，该反相放大器的第一端点IN与上述网路的第一端点连接，该反相放大器的第二端点IP与第二参考电位连接，该反相放大器OPA的第三端点OP与所述网路的第二端点连接，该网络的第二端点是所述网路中最后插座的第二接脚与相对应电阻的共同端，并在该网路的第二端点测量输出电压。

10.根据权利要求9中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第一参考电位为可使反相放大器OPA能够产生一个不同于“地”电位的输出电压的直流电压“VDC”。

11.根据权利要求9中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第二参考电位为“地”电位。

12.根据权利要求9中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述复数个插座的每一插座包含有为弹片开关的接脚1与接脚2、为两个信号接点的接脚3与接脚4、以及为信号共同参考点的接脚5。

13.一种使用单一位元检测多重插座的网路，该网路采用主动式并联电阻网路，其包含有：

复数个插座，该复数个插座包含有弹片开关；

14.根据权利要求13中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第一参考电位为可使反相放大器OPA能够产生一个不同于“地”电位的输出电压的直流电压“VDC”。

15.根据权利要求13中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述第二参考电位为“地”电位。

16.根据权利要求13中所述的使用单一位元检测多重插座的网路，其特征在于：所述复数个插座的每一插座包含有为弹片开关的接脚1与接脚2、为两个信号接点的接脚3与接脚4、以及为信号共同参考点的接脚5。