СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АДАПТАЦИИ АУДИО ИНТЕРФЕЙСА И ТОКЕН ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДПИСИ Российский патент 2016 года по МПК H04R3/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области электронной техники и более конкретно относится к способу и устройству адаптации аудиоинтерфейса и токену электронной подписи.

Предшествующий уровень

Аудиоинтерфейс (например, наушников) существующих устройств, передающих звуковой сигнал (например, терминала мобильной связи), и аудиоинтерфейс устройства, принимающего аудиосигнал (например, токена электронной подписи, аудиоадаптера и других устройства, которые принимают и обрабатывают аудиосигналы через их выходные аудиоконтакты) обычно используют интерфейс с четырьмя выводами, в котором третий вывод и четвертый вывод, то есть вывод левого канала и вывод правого канала соответственно являются аудиовыводами общего назначения. Однако первый вывод и второй вывод различных аудиоинтерфейсов выполняют разные функции, то есть существуют два типа аудиоинтерфейсов. У одного типа аудиоинтерфейса первый вывод выполняет функцию вывода микрофона (MIC вывод), а второй вывод служит выводом заземления (GND вывод). Другой тип аудиоинтерфейса использует первый вывод для заземления (GND вывод), а второй вывод - в качестве вывода микрофона (MIC вывод).

Из-за существования различных типов аудиоинтерфейсов, когда вывод заземления аудиоинтерфейса устройства, передающего аудиосигнал, не связан с выводом заземления устройства, принимающего аудиосигнал, устройства не могут нормально взаимодействовать.

Таким образом, независимо от того, проектируется ли устройство, принимающее аудиосигнал, которое может адаптивно согласоваться с различными аудиоинтерфейсами устройств, передающих аудиосигнал, или пользователю нужно подсказать голосовой или текстовой подсказкой сочетается ли аудиоинтерфейс с устройством, принимающим аудиосигнал, в первую очередь следует определить тип аудиоинтерфейса в устройстве, принимающем аудиосигнал, для того чтобы мог быть идентифицирован тип аудиоинтерфейса устройства, передающего аудиосигнал, и определен вывод заземления устройства, передающего аудиосигнал, который следует связать с выводом заземления устройства, принимающего аудиосигнал, что позволит достичь нормальной коммуникации между устройством передающим и устройством принимающим аудиосигнал.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение направлено на преодоление, по меньшей мере, одного из указанных выше недостатков.

Для этого в качестве первого объекта настоящего изобретения предлагается способ адаптации аудиоинтерфейса.

Другим объектом изобретения является устройство для адаптации - адаптер аудиоинтерфейса.

Еще одним объектом настоящего изобретения является токен электронной подписи.

В способе адаптации аудиоинтерфейса аудиоинтерфейс содержит первый вывод и второй вывод, каждый из которых может быть выводом микрофона или выводом заземления аудиоинтерфейса. Способ адаптации аудиоинтерфейса включает в себя: пропуск (непроведение) операции идентификации первого и второго выводов аудиоинтерфейса, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения; определение типа первого вывода и второго вывода в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению, в котором второе пороговое значение больше или равно первому; и соединение идентифицированного вывода заземления с общим заземлением. Когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений является положительной, первый вывод определяется как вывод микрофона, а второй вывод определяется как вывод заземления. Когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений является отрицательной, то первый вывод определяется как вывод заземления, а второй вывод определяется как вывод микрофона.

Когда второе пороговое значение больше, чем первое, и абсолютное значение разности напряжений находится между первым и вторым пороговыми значениями, операция по идентификации не применяется на первом выводе и втором выводе аудиоинтерфейса, или операция по идентификации применяется на первом выводе и втором выводе звукового интерфейса. Когда проводится идентификация первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса, тип каждого из названных выводов определяется в соответствии со знаком разности напряжений.

Соединение идентифицированного вывода заземления с общим заземлением предусматривает подключение вывода заземления аудиоинтерфейса к общей земле через модуль коммутации, в котором идентифицированный вывод заземления аудиоинтерфейса соединяют со входом модуля коммутации, а выход модуля коммутации соединяют с общей землей.

Способ также предусматривает соединение идентифицированного вывода микрофона с устройством ввода аудиосигнала.

Разность напряжений может быть определена непосредственно путем измерения разности потенциалов между первым выводом и вторым выводом; или путем измерения значения напряжения на первом выводе и втором выводе относительно опорного напряжения и вычислением разности между измеренными значениями напряжения.

Разность напряжений может сравниваться с первым или вторым пороговыми значениями посредством триода, компаратора, процессора или их сочетания.

В вариантах осуществления второго объекта настоящего изобретения представлено устройство для адаптации аудиоинтерфейса. Аудиоинтерфейс содержит первый вывод и второй вывод, один из которых является выводом микрофона, а другой - выводом заземления аудиоинтерфейса. Устройство для адаптации - адаптер содержит модуль определения и модуль коммутации. Модуль определения выполнен с возможностью непроведения операции идентификации первого и второго выводов аудиоинтерфейса, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения; определение типа первого вывода и второго вывода в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению, в котором второе пороговое значение больше или равно первому. Когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений является положительной, первый вывод определяется как вывод микрофона, а второй вывод определяется как вывод заземления. Когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений является отрицательной, то первый вывод определяется как вывод заземления, а второй вывод определяется как вывод микрофона. Модуль коммутации выполнен с возможностью подключения вывода заземления, определенного модулем определения, к общей земле.

Когда второе пороговое значение больше, чем первое, и абсолютное значение разности напряжений находится между первым и вторым пороговыми значениями, модуль определения может производить или не производить идентификацию первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса. Когда проводится идентификация первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса, тип каждого из названных выводов определяется в соответствии со знаком разности напряжений.

Модуль коммутации выполнен с возможностью подключения идентифицированного вывода заземления аудиоинтерфейса к общей земле, путем соединения общей земли с выходом модуля коммутации и подключения выявленного вывода заземления аудиоинтерфейса ко входу модуля коммутации.

Идентифицированный вывод микрофона соединяется с устройством ввода аудиосигнала.

Адаптер содержит измерительный модуль, выполненный с возможностью измерения разности потенциалов непосредственно между первым выводом и вторым выводом или для измерения значения напряжения первого вывода и второго вывода относительно опорного напряжения и последующего вычисления разности между измеренными значениями напряжения.

Модуль определения может содержать триод, компаратор, процессор или их комбинацию.

Варианты третьего объекта настоящего изобретения относятся к токену электронной подписи, содержащему вышеуказанный адаптер аудиоинтерфейса.

В соответствии с вариантами изобретения тип подключенного аудиоинтерфейса может быть точно выявлен при низких затратах и путем соединения идентифицированного вывода заземления с общим заземлением устройства, принимающего аудиосигнал, может быть обеспечена нормальная связь между устройством, передающим аудиосигнал, и устройством, принимающим аудиосигнал, с помощью аудиоинтерфейса.

Дополнительные аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения будут частично приведены в последующем описании, или станут очевидными из описания, или могут быть установлены на практике при осуществлении вариантов настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными и более понятными из последующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет блок-схему способа адаптации аудиоинтерфейса в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 2 показана схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - первая схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - вторая схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - третья схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - четвертая схема устройства адаптации аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - пятая схема устройства адаптации аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 - шестая схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - седьмая схема устройства адаптации аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 11 - восьмая схема устройства адаптации аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Варианты осуществления, изложенные в данном описании со ссылкой на чертежи ,являются пояснительными, иллюстративными и используются для общего понимания настоящего изобретения. Варианты осуществления не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение. Те же или подобные элементы и элементы, имеющие одни и те же или сходные функции, обозначены одинаковыми ссылочными позициями по всему описанию.

В описании, если не указано иное или не ограничены особо, относительные термины, такие как «центральный», «продольный», «боковой», «верхний», «нижний», «передний», «задний», «левый», «правый», "вертикальный", "горизонтальный", "верхний", "нижний", "внутренний", "внешний", следует понимать только как относящиеся к ориентации того, что описано или показано на рассматриваемых чертежах. Эти относительные термины предназначены для удобства описания и не требуют, чтобы настоящее изобретение было сконструировано или работало в определенной ориентации, и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение. Кроме того, термины, такие как "первый" и "второй", используются здесь для целей описания и не предназначены для указания или предположения относительной важности или значения, и не подразумевают количество или положение указанных технических признаков. Кроме того, такие термины, как "первый вывод" и "второй вывод" используются для различения выводов, но не для определения их положения.

В настоящем описании, если не указано или оговорено иное, термины "установлен", "связан", "соединен" и тому подобные используются в широком смысле и могут относиться, например, к неразъемным соединениям, разъемным соединениям или неотъемлемым соединениям. Также соединения могут быть механическими или электрическими, прямыми или косвенными соединениями через промежуточные структуры. Возможны также внутренние связи двух элементов, что будет понятно в конкретных ситуациях специалистам в данной области техники.

Далее способ и адаптер аудиоинтерфейса и токен электронной подписи в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи.

В вариантах осуществления изобретения аудиоинтерфейс содержит первый вывод и второй вывод. В конкретных примерах настоящего изобретения первый вывод и второй вывод звукового интерфейса определяются следующим образом: первый вывод является либо MIC выводом (выводом микрофона), либо GND выводом (выводом заземления) аудиоинтерфейса, а второй вывод соответственно GND выводом и MIC выводом аудиоинтерфейса.

В указанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения аудиоинтерфейс может быть любым типом четырехсекционного разъема или гнезда наушников, например, разъем наушников, имеющий диаметр 3,5 мм или 2,5 мм, или гнездо наушников, имеющее диаметр 3,5 или 2,5 мм.

В настоящем изобретении, если аудиоинтерфейсом является разъем наушников, устройство, принимающее звуковой сигнал, в соответствии с вариантами изобретения может быть непосредственно вставлено в гнездо для наушников устройства, передающего звуковой сигнал (например, смартфона). Если аудиоинтерфейсом служит гнездо для наушников, оно может быть связано с гнездом наушников на смартфоне с помощью переходного кабеля, имеющего два штепселя на обоих концах.

Первый вариант

На Фиг. 1 представлена блок-схема способа адаптации аудиоинтерфейса. Способ включает в себя следующие этапы.

На этапе S101 операция по идентификации первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса не производится, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения.

На этапе S102 тип первого вывода и второго вывода определяется в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению.

Второе пороговое значение больше или равно первому пороговому значению. В частности, первый порог обычно составляет от 0 до 1 В. Предпочтительным является первое пороговое значение в диапазоне от 0,4 В до 0,6 В, например, может быть 0,5 В. Второй порог обычно составляет от 0 до 1,5 В, предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 0,8 В, например может быть 0,7 В.

На этапе S103 первый вывод определяется как вывод микрофона и второй вывод определяется как вывод заземления, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений является положительной.

На этапе S104 первый вывод определяется как вывод заземления и второй вывод определяется как вывод микрофона, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению, и разность напряжений является отрицательной.

В частности, например, если второе пороговое значение составляет 0,7 В, когда разность потенциалов между первым выводом и вторым выводом больше чем 0,7 В, первый вывод определяется как вывод микрофона и второй вывод определяется как вывод заземления, а когда разность потенциалов между первым выводом и вторым выводом меньше -0,7 В, первый вывод определяется как вывод заземления и второй вывод определяется как вывод микрофона.

Когда второе пороговое значение больше, чем первое, и существует абсолютное значение разности напряжения между первым выводом и вторым выводом, операция по идентификации не реализуется на первом выводе и втором выводе аудиоинтерфейса; или операция по идентификации реализуется на первом выводе и втором выводе аудиоинтерфейса, то есть тип каждого из выводов (первого и второго) определяется в соответствии со знаком разности напряжений.

На этапе S105 идентифицированный вывод заземления подключают к общей земле.

В частности, идентифицированный вывод заземления аудиоинтерфейса (вывод заземления устройства, передающего аудиосигнал) может быть подключен к общей земле через модуль коммутации, в котором идентифицированный вывод заземления соединяется со входом модуля коммутации, а выход модуля коммутации соединен с общей землей. Модуль коммутации может использовать такие чипы, как NX3L2267, STG3682QTR или AOZ6184.

Согласно изобретению тип подключенного аудиоинтерфейса может быть точно выявлен при низких затратах, и, путем соединения идентифицированного вывода заземления с общим заземлением устройства, принимающего аудиосигнал, может быть обеспечена нормальная связь между устройством, передающим аудиосигнал, и устройством, принимающим аудиосигнал с помощью аудиоинтерфейса.

Конечно, для того чтобы достичь двусторонней связи между устройством, передающим аудиосигнал, и устройством, принимающим аудиосигнал, идентифицированный вывод микрофона необходимо также соединить с устройством входа аудиосигнала в устройстве, принимающим аудиосигнал, для обеспечения канала связи для аудиосигнала. В этом варианте идентифицированный вывод микрофона может быть соединен с устройством входа аудиосигнала в устройстве, принимающим аудиосигнал, через модуль коммуникации.

В этом варианте разность напряжений определяется следующим образом: непосредственно путем измерения разности потенциалов между первым выводом и вторым выводом или путем измерения значения напряжения на первом выводе и втором выводе относительно опорного напряжения и вычислением разности между измеренными значениями напряжения.

Тип аудиоинтерфейса может быть определен аппаратными средствами или с помощью программного обеспечения.

Если тип аудиоинтерфейса определяется аппаратными средствами, разность напряжений может сравниваться с первым или вторым пороговым значением через триод и/или компаратор.

Если тип аудиоинтерфейса определяется с помощью программного обеспечения, разность напряжений может быть рассчитана с помощью процессора. Процессор может включать в себя модуль аналого-цифрового преобразования и/или модуль обработки.

Конечно, тип аудиоинтерфейса может быть определен с помощью комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.

Второй вариант

На Фиг. 2 показана схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии со вторым вариантом изобретения. Как показано на схеме, адаптер аудиоинтерфейса содержит модуль определения и модуль коммутации.

Модуль определения выполнен с возможностью пропуска операции идентификации первого и второго выводов аудиоинтерфейса, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения, чтобы определить тип каждого из выводов (первого и второго) аудиоинтерфейса в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению, в которой второе пороговое значение больше или равно первому. Первый вывод определяется как вывод микрофона и второй вывод определяется как вывод заземления, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений положительна, и первый вывод определяется как вывод заземления, а второй вывод определяется как вывод микрофона, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений отрицательна.

Когда второе пороговое значение больше, чем первое, и существует абсолютное значение разности напряжения между первым выводом и вторым выводом, модуль определения может не проводить идентификацию на первом выводе и втором выводе аудиоинтерфейса; или идентифицировать первый вывод и второй вывод аудиоинтерфейса, то есть определить тип каждого из выводов (первого и второго) в соответствии со знаком разности напряжений.

Первое пороговое значение обычно находится в диапазоне от 0 до 1 В, предпочтительно в диапазоне от 0,4 В до 0,6 В, в частности, может быть 0,5 В. Второе пороговое значение обычно находится в диапазоне от 0 до 1,5 В, предпочтительно в диапазоне от 0,6 до 0,8 В, в частности может быть 0,7 В.

Модуль коммутации выполнен с возможностью соединения вывода заземления, идентифицированного модулем определения, с общим заземлением.

В частности, модуль коммутации соединяет на массу идентифицированный вывод заземления аудиоинтерфейса (заземляющий контакт устройства, передающего аудиосигнал), соединенного со входным контактом модуля коммутации. Модуль коммутации может использовать такие чипы, как NX3L2267, STG3682QTR или AOZ6184.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения тип подключенного аудиоинтерфейса может быть точно выявлен при низких затратах, и, путем соединения идентифицированного вывода заземления с общим заземлением устройства, принимающего аудиосигнал, может быть обеспечена нормальная связь между устройством, передающим аудиосигнал, и устройством, принимающим аудиосигнал, помощью аудиоинтерфейса.

Конечно, для того чтобы достичь двусторонней связи между устройством, передающим аудиосигнал, и устройством, принимающим аудиосигнал, идентифицированный вывод микрофона необходимо соединить с устройством входа аудиосигнала в устройстве, принимающим аудиосигнал, для обеспечения канала связи для аудиосигнала. В этом варианте идентифицированный вывод микрофона может быть соединен с устройством входа аудиосигнала в устройстве, принимающим аудиосигнал, через модуль коммуникации.

Третий вариант

На Фиг. 3 представлена схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на схеме, адаптер аудиоинтерфейса может содержать измерительный модуль. Измерительный модуль выполнен с возможностью измерения разности напряжений непосредственно между первым выводом и вторым выводом. Альтернативно измерительный модуль может быть выполнен с возможностью измерения величин напряжения соответственно первого вывода и второго вывода относительно опорного напряжения, для вычисления разности между значениями напряжения. Измерительный модуль посылает результат измерения модулю определения, который может определить тип аудиоинтерфейса, таким образом, чтобы модуль коммутации замкнул идентифицированный вывод заземления на массу.

В этом варианте осуществления измерительный модуль может содержать первый измерительный блок и второй измерительный блок для измерения значения напряжения первого вывода и второго вывода соответственно.

Функцию модуля определения по настоящему изобретению может выполнять процессор или компаратор и/или триод. Кроме того, функция модуля определения может быть реализована с помощью комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.

Подробности описываются в четвертом и пятом вариантах осуществления.

Четвертый вариант

На Фиг. 4 дана схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения. Как показано на схеме, функцию модуля определения может выполнять процессор, то есть процессор соединен с первым выводом и вторым выводом непосредственно и выполнен с возможностью идентифицировать тип первого вывода и второго вывода.

В качестве альтернативы, как показано на Фиг. 5, процессор может содержать модуль аналого-цифрового преобразования и модуль обработки. Модуль аналого-цифрового преобразования выполнен с возможностью преобразования значения напряжения первого вывода и второго вывода в цифровые сигналы и пересылки цифровых сигналов на модуль обработки для идентификации.

В альтернативе, показанной на Фиг. 6, значения напряжения первого вывода и второго вывода могут быть измерены с помощью измерительного модуля, и результат измерения передается в процессор для сравнения и определения.

Определяющий модуль может быть также реализован, как показано на Фиг. 7, где значения напряжения первого вывода и второго вывода измеряют измерительным модулем и преобразуют в цифровые сигналы напряжения посредством модуля аналого-цифрового преобразования, а затем цифровые сигналы напряжения посылают на модуль обработки для сравнения и определения.

Пятый вариант

На Фиг. 8 показана схема адаптера аудиоинтерфейса в соответствии с пятым вариантом изобретения. Как показано на схеме, модуль определения использует триод для сравнения напряжения первого вывода с напряжением второго вывода. В варианте, показанном на Фиг. 8, модуль определения выполнен с несколькими триодами, а модуль коммутации выполнен в виде чипа (например, NX3L2267). Конечно, модуль коммутации может быть также чипом STG3682QTR или AOZ6184 вместо NX3L2267.

В этом варианте осуществления адаптер аудиоинтерфейса содержит аудиоинтерфейс, модуль сравнения первого уровня, модуль сравнения второго уровня, триод Тс, терминал VBAT выходной мощности, модуль коммутации и резисторы R2a, R2b и т.д. Другими словами, модуль определения содержит модуль сравнения первого уровня и модуль сравнения второго уровня.

Модуль сравнения первого уровня включает триод Та, и модуль сравнения второго уровня содержит триод Tb.

Триоды Та и Tb являются триодами NPN-типа, а триод Тс - триодом PNP-типа.

База (В) триода Та соединена со вторым выводом, эмиттер (Е) триода Та соединен с первым выводом, и коллектор (С) триода Та соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2a.

Кроме того, база (В) триода Та может быть соединена со вторым выводом через резистор R1a.

База (В) триода Tb соединена с первым выводом, эмиттер (Е) триода Tb соединен со вторым выводом, и коллектор (С) триода Tb соединен с выводом (Sel) входного сигнала модуля коммутации и соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2b.

Кроме того, база (В) триода Tb может быть соединена с первым выводом через резистор R1b.

Величины сопротивления резисторов R1a, R1b, R2a и R2b находятся в диапазоне от 1 кОм до 1 МОм.

Эмиттер (Е) триода Тс соединен с терминалом VBAT выходной мощности, и коллектор (С) триода Тс соединен с выводом (VCC) входной мощности модуля коммутации.

Когда в качестве источника питания используется обычная батарея, выходное напряжение на терминале выходной мощности обычно находится в интервале от 2,7 до 4,2 В.

Вывод B0L (может упоминаться как первый входной контакт) модуля коммутации соединен со вторым выводом аудиоинтерфейса, вывод В1Н (может упоминаться как второй входной контакт) модуля коммутации соединен с первым выводом аудиоинтерфейса, вывод заземления (GND вывод) модуля коммутации соединен с общей землей, вывод А (может упоминаться как выходной контакт) модуля коммутации соединен с общей землей и соединен с первым выводом и вторым выводом аудиоинтерфейса соответственно.

В этом варианте, когда уровень напряжения V1 первого вывода больше, чем сумма уровней V2 второго вывода и предварительно заданного порогового значения Vg (т.е. V1>V2+Vg), триод Та выключен, триод Tb включен, триод Тс включен, терминал VBAT подает питание на модуль коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал низкого уровня, который указывает, что первый вывод - это вывод микрофона и второй вывод - вывод заземления.

Когда уровень V2 второго вывода больше, чем сумма уровней V1 первого вывода и предварительно заданного порогового значения Vg (т.е. V2>V1+Vg), триод Та включен, триод Tb выключен, триод Тс включен, терминал VBAT обеспечивает питание модуля коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал высокого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом заземления и второй вывод - выводом микрофона.

Вышеупомянутое пороговое значение Vg больше или равно 0 В. В этом варианте пороговое значение Vg может быть напряжением закрытия триода Та, например 0,3 В или 0,7 В.

Термин "сигнал высокого уровня» относится к сигналу, у которого напряжение выше, чем у "сигнала низкого уровня ". Как правило, "низкий уровень сигнала" относится к сигналу, у которого напряжение ниже 0,7 В; "высокий уровень сигнала" относится к сигналу, напряжение которого составляет 0,7 от питающего напряжения; так же, как показано ниже.

Модуль коммутации соединяет вывод В1Н или B0L с выводом А в зависимости от сигнала, принимаемого выводом Sel, таким образом, что первый вывод или второй вывод аудиоинтерфейса соединяется с общей землей.

Когда сигнал низкого уровня поступает на выводе Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяет вывод B0L с выводом А, т.е. вывод B0L - второй вывод аудиоинтерфейса подключен к общей земле.

Когда сигнал высокого уровня поступает на вывод Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяет вывод В1Н с выводом А, т.е. вывод В1Н - первый вывод аудиоинтерфейса подключен к общей земле.

В соответствии с основными принципами настоящего изобретения этот вариант может иметь несколько разновидностей, например:

1) замены первого вывода со вторым выводом;

2) соединения вывода (Sel) входного сигнала модуля коммутации с резистором R2a и коллектором (С) триода Та.

Адаптер также может быть выполнен, как показано на Фиг. 9, где модуль определения выполнен с несколькими триодами, а модуль коммутации выполнен в виде двух микросхем. Модуль определения содержит модуль сравнения первого уровня и модуль сравнения второго уровня, а модуль коммутации включает в себя первый модуль коммутации и второй модуль коммутации.

Модуль сравнения первого уровня содержит триод Та, а модуль сравнения второго уровня содержит триод Tb.

Триоды Та и Tb являются триодами NPN-типа.

База (В) триода Та соединена со вторым выводом, эмиттер (Е) триода Та соединен с первым выводом, и коллектор (С) триода Та соединен с терминалом VBAT выходной мощности через резисторы R2a и R3a и соединен с выводом (Sell) входного сигнала первого модуля коммутации через резистор R2a.

Кроме того, база (В) триода Та может быть соединена со вторым выводом через резистор R1a.

База (В) триода Tb соединена с первым выводом, эмиттер (Е) триода Tb соединен со вторым выводом, и коллектор (С) триода Tb соединен с терминалом VBAT выходной мощности через резисторы R2b и R3b и соединен с выводом (Sel2) входного сигнала второго модуля коммутации через резистор R2b.

Кроме того, база (В) триода Tb может быть соединена с первым выводом через резистор R1b.

Сопротивления резисторов R1a, R2a, R1b, R2b, R3a и R3b находятся в диапазоне от 1 кОм до 1 МОм.

Когда в качестве источника питания используется обычная аккумуляторная батарея, выходное напряжение терминала выходной мощности обычно находится в интервале от 2,7 до 4,2 В.

Вывод B0L первого модуля коммутации соединен с первым выводом аудиоинтерфейса, вывод B0L второго модуля коммутации соединен со вторым выводом аудиоинтерфейса, а выводы заземления (GND выводы) первого модуля коммутации и второго модуля коммутации подключены к общей земле.

В этом варианте осуществления, когда уровень V1 первого вывода выше, чем сумма уровня V2 второго вывода и предварительно заданного порогового значения Vg (т.е. V1>V2+Vg), триод Та выключен, триод Tb включен, и вывод (Sel2) второго модуля коммутации получает сигнал низкого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом микрофона, а второй вывод является выводом заземления.

Когда уровень V2 второго вывода выше, чем сумма уровня V1 первого вывода и предварительно заданного порогового значения Vg (т.е. V2>V1+Vg), триод Та включен, триод Tb выключен, и вывод Sell первого модуля коммутации получает сигнал низкого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом заземления и второй вывод является выводом микрофона.

Второй модуль коммутации соединяет вывод B0L с выводом А в соответствии с сигналом низкого уровня, принимаемым выводом Sel2, так что второй вывод аудиоинтерфейса соединен с общим заземлением.

Когда сигнал низкого уровня поступает на вывод Sel2 второго модуля коммутации, второй модуль коммутации соединяет вывод B0L с выводом А, т.е. вывод B0L второго модуля коммутации и второй вывод аудиоинтерфейса соединены с общим заземлением.

Первый модуль коммутации соединяет вывод B0L с выводом А в соответствии с сигналом низкого уровня принимаемым выводом Sell, так, что первый вывод аудиоинтерфейса соединен с общей землей.

Когда сигнал низкого уровня поступает на вывод Sell первого модуля коммутации, первый модуль коммутации соединяет вывод B0L с выводом А, т.е. вывод B0L первого модуля коммутации и первый вывод аудиоинтерфейса соединен с общей землей.

Адаптер также может быть реализован, как показано на схеме по Фиг. 10, на которой модуль определения выполнен с двумя компараторами, а модуль коммутации выполнен в виде одной микросхемы. Модуль определения содержит модуль сравнения первого уровня и модуль сравнения второго уровня.

Модуль сравнения первого уровня содержит первый модуль H1 опорного напряжения и компаратор С1.

Первый вывод соединен с положительной клеммой компаратора С1, второй вывод соединен с отрицательной клеммой компаратора С1 через первый модуль H1 опорного напряжения. То есть второй вывод соединен с отрицательной клеммой первого модуля H1 опорного напряжения, а положительная клемма первого модуля H1 опорного напряжения соединена с отрицательной клеммой компаратора С1.

В этом варианте первый модуль H1 опорного напряжения может быть источником питания, положительная клемма которого будет служить положительной клеммой первого модуля H1 опорного напряжения, а отрицательная клемма источника питания выступает в качестве отрицательной клеммы первого модуля H1 опорного напряжения. Значение напряжения, обеспечиваемого первым модулем H1 опорного напряжения, является пороговым значением Vg.

В других вариантах изобретения первым модулем H1 опорного напряжения может быть элемент, соединенный с источником питания и адаптированный для обеспечения опорного напряжения (порогового напряжения), такой как диод.

Выходной контакт компаратора С1 соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2a.

Модуль сравнения второго уровня содержит второй модуль Н2 опорного напряжения и компаратор С2.

Первый вывод соединен с отрицательной клеммой компаратора С2, второй вывод соединен с положительной клеммой компаратора С2 через второй модуль Н2 опорного напряжения. То есть второй вывод соединен с положительной клеммой второго модуля Н2 опорного напряжения, а отрицательная клемма второго модуля Н2 опорного напряжения соединена с положительной клеммой компаратора С2.

В этом варианте второй модуль Н2 опорного напряжения может быть источником питания, положительная клемма которого будет служить положительной клеммой второго модуля Н2 опорного напряжения, а отрицательная клемма источника питания выступает в качестве отрицательной клеммы второго модуля Н2 опорного напряжения. Значение напряжения, обеспечиваемого вторым модулем Н2 опорного напряжения, является пороговым значением Vg.

В других вариантах изобретения вторым модулем Н2 опорного напряжения может служить элемент, соединенный с источником питания и адаптированный для обеспечения опорного напряжения (порогового напряжения), такой как диод.

Выходной контакт компаратора С2 соединен с выводом (Sel) входного сигнала модуля коммутации и соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2b.

Сопротивления резисторов R2a и R2b находятся в диапазоне от 1 кОм до 1 МОм.

Вывод В1Н модуля коммутации соединен с первым выводом аудиоинтерфейса, вывод B0L модуля коммутации соединен со вторым выводом аудиоинтерфейса, а вывод заземления (GND вывод) модуля коммутации соединен на массу.

В этом варианте осуществления, когда уровень V1 первого вывода выше, чем сумма уровня V2 второго вывода и порогового значения Vg (т.е. V1>V2+Vg), компаратор С1 модуля сравнения первого уровня выдает сигнал высокого уровня, компаратор С2 модуля сравнения второго уровня выдает сигнал низкого уровня, триод Тс включается, терминал VBAT обеспечивает питание модуля коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал низкого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом микрофона, а второй вывод является выводом заземления.

Когда уровень V2 второго вывода выше, чем сумма уровня V1 первого вывода и порогового значения Vg (т.е. V2>V1+Vg), компаратор С1 модуля сравнения первого уровня выдает сигнал низкого уровня, компаратор С2 модуля сравнения второго уровня выдает сигнал высокого уровня, триод Тс включается, терминал VBAT обеспечивает питание модуля коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал высокого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом заземления, а второй вывод является выводом микрофона.

Модуль коммутации соединяет вывод В1Н или B0L с выводом А в зависимости от сигнала, принимаемого выводом Sel, таким образом, что первый вывод или второй вывод аудиоинтерфейса соединен с общей землей.

Когда сигнал низкого уровня поступает на выводе Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяется с выводом А, т.е. вывод B0L и второй вывод аудиоинтерфейса подключены к общей земле.

Когда сигнал высокого уровня поступает на вывод Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяет вывод В1Н с выводом А, т.е. вывод В1Н и первый вывод аудиоинтерфейса подключен к общей земле.

В соответствии с основными принципами настоящего изобретения этот вариант может иметь несколько разновидностей, например:

1) замены первого вывода со вторым выводом;

2) соединения вывода (Sel) входного сигнала модуля коммутации между резистором R2a и выходом компаратора С1.

Конечно, модуль коммутации может быть выполнен в виде двух чипов.

Адаптер также может быть реализован, как показано на схеме по Фиг. 11, на которой модуль содержит триод и компаратор, а модуль коммутации выполнен в виде одной микросхемы. Модуль определения содержит модуль сравнения первого уровня и модуль сравнения второго уровня.

Модуль сравнения первого уровня содержит триод Та NPN-типа.

База (В) триода Та соединена со вторым выводом, эмиттер (Е) триода Та соединен с первым выводом, и коллектор (С) триода Та соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2a.

Кроме того, база (В) триода Та может быть соединена со вторым выводом через резистор R1a.

Модуль сравнения второго уровня содержит второй модуль Н2 опорного напряжения и компаратор С2.

Первый вывод подключен к отрицательной клемме компаратора С2, второй вывод соединен с положительной клеммой компаратора С2 через второй модуль Н2 опорного напряжения, то есть второй вывод соединен с положительной клеммой, а отрицательная клемма второго модуля Н2 опорного напряжения соединена с положительной клеммой компаратора С2.

В этом варианте второй модуль Н2 опорного напряжения может быть источником питания, положительная клемма которого будет служить положительной клеммой второго модуля Н2 опорного напряжения, а отрицательная клемма источника питания выступает в качестве отрицательной клеммы второго модуля Н2 опорного напряжения. Значение напряжения, обеспечиваемого вторым модулем Н2 опорного напряжения, является пороговым значением Vg.

В других вариантах изобретения вторым модулем Н2 опорного напряжения может служить элемент, соединенный с источником питания и адаптированный для обеспечения опорного напряжения (порогового напряжения), такой как диод.

Выходной контакт компаратора С2 соединен с выводом (Sel) входного сигнала модуля коммутации и соединен с базой (В) триода Тс через резистор R2b.

Сопротивления резисторов R2a и R2b находятся в диапазоне от 1 кОм до 1 МОм.

Вывод В1Н модуля коммутации соединен с первым выводом аудиоинтерфейса, вывод B0L модуля коммутации соединен со вторым выводом аудиоинтерфейса, а вывод заземления (GND вывод) модуля коммутации соединен на массу.

В этом варианте осуществления, когда уровень V1 первого вывода выше, чем сумма уровня V2 второго вывода и порогового значения Vg (т.е. V1>V2+Vg), триод Та выключен, компаратор С2 модуля сравнения второго уровня выдает сигнал низкого уровня, компаратор С2 модуля сравнения второго уровня выдает сигнал низкого уровня, триод Тс включается, терминал VBAT обеспечивает питание модуля коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал низкого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом микрофона, а второй вывод является выводом заземления.

Когда уровень V2 второго вывода выше, чем сумма уровня V1 первого вывода и порогового значения Vg (т.е. V2>V1+Vg), триод Та включен, компаратор С2 модуля сравнения второго уровня выдает сигнал высокого уровня, триод Тс включается, терминал VBAT обеспечивает питание модуля коммутации через вывод VCC, и вывод Sel модуля коммутации получает сигнал высокого уровня, который указывает, что первый вывод является выводом заземления, а второй вывод является выводом микрофона.

Вышеупомянутое пороговое значение Vg больше или равно 0 В. В этом варианте пороговое значение Vg может быть напряжением закрытия триода Та, например 0,3 В или 0,7 В.

Модуль коммутации соединяет вывод В1Н или B0L с выводом А в зависимости от сигнала, полученного выводом Sel, таким образом, что первый вывод или второй вывод аудиоинтерфейса соединен с общей землей.

Когда сигнал низкого уровня поступает на вывод Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяется с выводом А, т.е. вывод B0L и второй вывод аудиоинтерфейса подключен к общей земле.

Когда сигнал высокого уровня поступает на вывод Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяет вывод В1Н с выводом А, т.е. вывод В1Н - первый вывод аудиоинтерфейса подключен к общей земле.

Когда сигнал высокого уровня поступает на вывод Sel модуля коммутации, модуль коммутации соединяется с контактным В1Н с выводами А, т.е. контактный B1h / первый контактный звукового интерфейса подключен к общей земле.

В соответствии с основными принципами настоящего изобретения этот вариант может иметь несколько разновидностей, например:

1) замены первого вывода со вторым выводом;

2) соединения вывода (Sel) входного сигнала модуля коммутации между резистором R2a и коллектором (С) триода Та.

Модуль коммутации может быть выполнен в виде двух чипов.

Вариант 6

Еще одним объектом настоящего изобретения является токен электронной подписи, содержащий адаптер аудиоинтерфейса мобильного терминала в соответствии с вышеописанными вариантами осуществления.

Использованные в описании термины "варианты реализации", "один конструктивный вариант", "пример", "отдельный пример" или "некоторые примеры" означают, что отдельные признаки, структуры, материалы или параметры, приведенные для примера или конструктивного варианта, относятся, по крайней мере, к одному из вариантов или примеров изобретения. То есть присутствие таких словесных оборотов в разных местах описания не обязательно означает отсылку только к одному конкретному примеру воплощения изобретения. Более того, отдельные признаки, структуры, материалы или параметры могут сочетаться любым подходящим образом в одном или более конструктивных вариантах или примерах.

Хотя были представлены и описаны поясняющие примеры, специалисту должно быть понятно, что конструктивные варианты не ограничивают объем изобретения. Могут существовать изменения, варианты и модификации, не отклоняющиеся от духа и смысла изобретения, поэтому объем испрашиваемой защиты определяется формулой изобретения.

Изобретение относится к акустике, в частности к средствам идентификации выводов аудиоинтерфейса. Способ предполагает измерение напряжения на аудиоинтерфейсе, который содержит выводы микрофона и заземления. При этом не выполняют идентификацию выводов, когда абсолютная величина разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше, чем первое пороговое значение. Либо определяют вид первого и второго выводов в соответствии со знаком разности напряжений между первым и вторым выводами, когда абсолютная величина разности напряжений больше или равна второму пороговому значению. Второе пороговое значение выбирают большим или равным первому. Если абсолютная величина разности напряжений больше или равна второму пороговому значению и разность напряжений является положительной, то первый вывод определяют как вывод микрофона, а второй - как вывод заземления, и если абсолютная величина разности напряжений больше или равна второму пороговому значению и разность напряжений является отрицательной, то первый вывод определяют как вывод заземления, а второй вывод определяют как вывод микрофона. Устройство содержит модуль коммутации для соединения с идентифицированным выводом. Технический результат - повышение точности идентификации вывода аудиоинтерфейса. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ адаптации аудиоинтерфейса, в котором аудиоинтерфейс, соединенный с наушниками мобильного терминала, содержит первый вывод и второй вывод, каждый из которых может быть выводом микрофона или выводом заземления аудиоинтерфейса, и способ включает:
пропуск операции идентификации первого и второго выводов аудиоинтерфейса, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения;
определение типа первого вывода и второго вывода в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению, в котором
второе пороговое значение больше или равно первому,
когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений положительна, первый вывод определяется как вывод микрофона, а второй вывод определяется как вывод заземления, и
когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению и разность напряжений отрицательна, то первый вывод определяется как вывод заземления, а второй вывод определяется как вывод микрофона; и
соединение идентифицированного вывода заземления с общим заземлением.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что когда второе пороговое значение больше, чем первое, и абсолютное значение разности напряжений находится между первым и вторым пороговыми значениями,
идентификацию первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса не производят; или
производят идентификацию первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса, при которой тип каждого из названных выводов определяется в соответствии со знаком разности напряжений.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что соединение идентифицированного вывода заземления с общим заземлением предусматривает подключение вывода заземления аудиоинтерфейса к общей земле через модуль коммутации, в котором идентифицированный вывод заземления аудиоинтерфейса соединяют со входом модуля коммутации, а выход модуля коммутации соединяют с общей землей.

4. Способ по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что предусматривает соединение идентифицированного вывода микрофона с устройством ввода аудиосигнала.

5. Способ по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что разность напряжений определяют:
непосредственно путем измерения разности потенциалов между первым выводом и вторым выводом; или
путем измерения значения напряжения на первом выводе и втором выводе относительно опорного напряжения и вычислением разности между измеренными значениями напряжения.

6. Способ по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что разность напряжений сравнивают с первым или вторым пороговым значением посредством триода, или компаратора, или процессора, или их сочетания.

7. Адаптер аудиоинтерфейса, характеризующийся тем, что аудиоинтерфейс, соединенный с наушниками мобильного терминала, содержит первый вывод и второй вывод, каждый из которых может быть выводом микрофона или выводом заземления аудиоинтерфейса, и адаптер содержит модуль определения и модуль коммутации,
модуль определения выполнен с возможностью непроведения операции идентификации первого и второго выводов аудиоинтерфейса, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом меньше первого порогового значения,
и с возможностью определения типа первого вывода и второго вывода в соответствии со знаком разности напряжений, когда абсолютное значение разности напряжений между первым выводом и вторым выводом больше или равно второму пороговому значению, в котором второе пороговое значение больше или равно первому пороговому значению, первый вывод определяется как вывод микрофона, а второй вывод определяется как вывод заземления, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению, и разность напряжений является положительной, и первый вывод определяется как вывод заземления, а второй вывод определяется как вывод микрофона, когда абсолютное значение разности напряжений больше или равно второму пороговому значению, и разность напряжений является отрицательной;
модуль коммутации выполнен с возможностью подключения вывода заземления, определенного модулем определения, к общей земле.

8. Адаптер по п. 7, характеризующийся тем, что, когда второе пороговое значение больше, чем первое, и абсолютное значение разности напряжений находится между первым и вторым пороговыми значениями, модуль определения выполнен с возможностью проведения или непроведения идентификации первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса и, если проводится идентификация первого вывода и второго вывода аудиоинтерфейса, тип каждого из названных выводов определяется в соответствии со знаком разности напряжений.

9. Адаптер по п. 7, характеризующийся тем, что модуль коммутации выполнен с возможностью подключения идентифицированного вывода заземления аудиоинтерфейса к общей земле путем соединения общей земли с выходом модуля коммутации и подключения идентифицированного вывода заземления аудиоинтерфейса ко входу модуля коммутации.

10. Адаптер по любому из пп. 7-9, характеризующийся тем, что идентифицированный вывод микрофона соединен с устройством входа аудиосигнала.

11. Адаптер по любому из пп. 7-9, характеризующийся тем, что измерительный модуль выполнен с возможностью измерения разности потенциалов непосредственно между первым выводом и вторым выводом или для измерения значения напряжения первого вывода и второго вывода относительно опорного напряжения и последующего вычисления разности между измеренными значениями напряжения.

12. Адаптер по любому из пп. 7-9, характеризующийся тем, что модуль определения содержит триод, или компаратор, или процессор, или их комбинацию.

13. Токен электронной подписи, содержащий адаптер аудиоинтерфейса по любому из пп. 7-12.