專利名稱：自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置及方法，特別涉及一種插入語音插座(phone jack)中，利用模擬信號(hào)輸出和輸入裝置的阻抗作為判斷該模擬信號(hào)為何種外接裝置的信號(hào)。
背景技術(shù)：
目前絕大部份的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或筆記型計(jì)算機(jī)(NB)均提供兩個(gè)語音插座(phone jack)，一個(gè)用來當(dāng)作模擬信號(hào)的輸入，另一個(gè)用來當(dāng)作模擬信號(hào)的輸出。因語音插座的體積很小，所以無法有明確的標(biāo)識(shí)，使得使用者無法立即辨別哪一個(gè)語音插座為模擬信號(hào)的輸入，哪一個(gè)語音插座為輸出。使用者往往都會(huì)將輸入的語音插座當(dāng)作輸出，或是將輸出的語音插座當(dāng)作輸入。因此，造成使用者的不便。
另一方面，由于科技的進(jìn)步，一般的筆記型計(jì)算機(jī)(NB)的體積是越來越小。模擬信號(hào)的輸出與輸入要分別需要一個(gè)語音插座，對(duì)于筆記型計(jì)算機(jī)(NB)的體積縮小而言，將是一大限制。若能減少其語音插座的數(shù)量，可使筆記型計(jì)算機(jī)可利用的空間增加，也使筆記型計(jì)算機(jī)(NB)有縮小體積的可能。
綜上所述，本發(fā)明提出一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置及方法，利用插入語音插座的輸入/輸出裝置的阻抗，判斷插入該語音插座的裝置為模擬信號(hào)輸入或是輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為提供一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置及方法，可以減少語音插座的數(shù)量，節(jié)省電路板的使用空間。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置。該裝置具有一語音插座(phone jack)、一檢測裝置以及一多任務(wù)器。該語音插座可以插入一外接裝置。該檢測裝置檢測該外接裝置的阻抗，判斷該外接裝置的類型，并輸出一控制信號(hào)。該多任務(wù)器控制語音插座與多個(gè)電路的連接。該控制信號(hào)使語音插座適切的連接至該等電路之一。
該檢測裝置與該外接裝置的連接構(gòu)成一分壓電路，該控制信號(hào)是該分壓電路中的分壓點(diǎn)電壓。為了清楚區(qū)別各種阻抗，該檢測裝置可選擇性的提供多個(gè)電阻中的一個(gè)與該外接裝置的阻抗連接，構(gòu)成該分壓電路。
該控制信號(hào)可以通過一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成一數(shù)字句柄，以便于一數(shù)字控制單元處理。
在判斷該外接裝置的類型后，該數(shù)字控制單元會(huì)切斷該檢測裝置與該外接裝置的連接。
本發(fā)明另外還提出一種自動(dòng)辨別的方法。首先，先檢測一語音插座是否有插入一外接裝置。接著，檢測該外接裝置的阻抗，并轉(zhuǎn)換成一對(duì)應(yīng)控制信號(hào)。最后，根據(jù)該控制信號(hào)，選擇性的將多個(gè)電路中的一個(gè)通過該語音插座，連接到該外接裝置。
為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)有進(jìn)一步的了解，配合附圖，詳細(xì)說明如下


圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的方框圖。
圖2A為圖1中檢測裝置與語音插座以及一連接檢測電路的一實(shí)施例；圖2B為圖1中譯碼裝置的一實(shí)施例；圖2C為圖1中多任務(wù)器的一實(shí)施例；圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的方框圖。
圖4為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例電路示意圖。
圖5A、5B為判斷模擬信號(hào)輸入/輸出裝置流程圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下11~控制裝置，13~檢測裝置，15~語音插座(phone jack)，16~多任務(wù)器，18~模擬輸出，19~模擬輸入，23~連接檢測電路。
400~AC’97芯片，41~語音插座(phone jack)，401~檢測裝置，402~控制裝置，403~開關(guān)裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的方框圖。根據(jù)本發(fā)明自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置，至少包含一語音插座15、一控制裝置11、一檢測裝置13、以及一多任務(wù)器16。
檢測裝置13負(fù)責(zé)檢測插入語音插座15外接裝置的阻抗。多任務(wù)器16負(fù)責(zé)選擇內(nèi)部多個(gè)電路(譬如模擬輸入19與模擬輸出18)其中的一個(gè)與外接裝置的連接?？刂蒲b置11控制各個(gè)裝置的操作。
簡單的說，控制裝置11根據(jù)檢測裝置13所檢測出的電壓值，判斷出外接裝置的類型后，會(huì)驅(qū)動(dòng)多任務(wù)器16，使多任務(wù)器16送出模擬輸入信號(hào)或是模擬輸出信號(hào)。
參照?qǐng)D2A，圖2A為圖1中該檢測裝置13與該語音插座15以及一連接檢測電路23的示意圖。連接檢測電路23負(fù)責(zé)檢測是否有外接裝置插入語音插座15。該檢測裝置13包含三個(gè)電阻(R3~R5)、三個(gè)晶體管(Q1~Q3)以及一電壓源(Vrefout)。在外接裝置插入語音插座15后，控制裝置11會(huì)送出信號(hào)，使得晶體管Q1~Q3按順序?qū)?，讓電阻R3~R5分別與插入語音插座15的外接裝置阻抗相串聯(lián)，按順序求得三個(gè)外接阻抗上的分壓值。三個(gè)分壓值會(huì)按順序送入一個(gè)ADC，以轉(zhuǎn)換為三個(gè)數(shù)字值。最后，三個(gè)數(shù)字值會(huì)送入控制裝置11作為判斷的依據(jù)。
當(dāng)控制裝置11判斷出外接為何種裝置時(shí)，會(huì)送出信號(hào)驅(qū)動(dòng)多任務(wù)器16。若外接裝置為一種模擬信號(hào)的輸出，如麥克風(fēng)(MIC-In)或輸入音源(Line-In)等信號(hào)源，則多任務(wù)器16會(huì)使模擬輸入19與外接裝置相連接。若外接裝置為一種模擬信號(hào)的輸入，如喇叭或耳機(jī)等，則多任務(wù)器16會(huì)使模擬輸出18與外接裝置相連接。
當(dāng)然，控制裝置11輸出的信號(hào)，可先經(jīng)過一譯碼裝置12，再耦接到檢測裝置13以及多任務(wù)器16，以減少控制裝置11輸出端的數(shù)目。如圖2B所示，該譯碼裝置12其中的一實(shí)施例為一3對(duì)8譯碼器。
圖2A所示，當(dāng)外接裝置未插入語音插座15時(shí)，JD信號(hào)會(huì)保持在低電平Low(以下簡稱L)，當(dāng)外接裝置插入語音插座15時(shí)，則JD信號(hào)會(huì)由L變成高電平High(以下簡稱H)。
一旦控制裝置11檢測到JD信號(hào)由L變成H時(shí)，會(huì)送出圖2B所示的GPIO0、GPIO1和GPIO2信號(hào)給3×8譯碼器U3，例如MM74HCT138，其中G1為H，G2A和G2B為L，如此才能輸入。3×8譯碼器U3的A、B和C的信號(hào)GPIO0、GPIO1和GPIO2是由控制裝置11所控制。當(dāng)外接裝置插入圖2A的語音插座15時(shí)，圖2B的GPIO2、GPIO1和GPIO0的信號(hào)為LLH，使得3×8譯碼器U3的輸出端Vref-2.2K#(Y1)為L，其余輸出端(Y2~Y6)均為H，送入AND門U4C。3×8譯碼器U3的輸出MIC-ON#(Y4)為L，使得Vref-2.2K為H，讓圖2A的晶體管Q1為ON，使第2A圖中的電阻R3和外接裝置阻抗串聯(lián)。通過提供一固定電壓Vrefout以及利用二電阻的分壓，可求得外接裝置阻抗上的第一分壓位準(zhǔn)，經(jīng)過DCVOL信號(hào)線，送入控制裝置11。
相同的道理，只要由控制裝置11控制圖2B的GPIO2、GPIO1和GPIO0的信號(hào)，便可按順序使3×8譯碼器U3的輸出端Vref-47K#(Y2)與Vref-100#(Y3)為L，也可按順序使Q2與Q3為ON。當(dāng)Q2為On時(shí)，電阻R4和外接裝置阻抗串聯(lián)。當(dāng)Q3為On時(shí)，電阻R5和外接裝置阻抗串聯(lián)。這樣，第二與第三分壓位準(zhǔn)便相對(duì)的產(chǎn)生，可以通過DCVOL信號(hào)線，送入控制裝置11。
當(dāng)控制裝置11得到第一、第二和第三分壓電位基準(zhǔn)后，利用軟件判斷出外接裝置的種類，軟件的流程稍后會(huì)詳加說明。
以下由外接裝置為一麥克風(fēng)作為一實(shí)施例。
當(dāng)控制裝置11判斷出外接裝置的種類時(shí)，會(huì)利用3×8譯碼器U3送出該裝置的使能信號(hào)。例如當(dāng)控制裝置11由第一、第二和第三分壓位準(zhǔn)，判斷出外接裝置為麥克風(fēng)時(shí)(MIC)，控制裝置11會(huì)使3×8譯碼器U3的輸出端MIC-ON#(Y4)為L，其它輸出端均為H。如此的信號(hào)，會(huì)使圖2A中的Q1保持在開啟狀態(tài)，以提供麥克風(fēng)的DC電源。另一方面，信號(hào)會(huì)送至圖2C中的多任務(wù)器集成電路(IC)U1與U2。圖2C為圖1中多任務(wù)器16的一實(shí)施例。多任務(wù)器IC U1與U2便將PH1與PH2上的信號(hào)(即由麥克風(fēng)來的AC信號(hào))，送至MIC1與MIC2。而MIC1與MIC2連接至MIC信號(hào)的輸入電路。
需特別注意的是，當(dāng)控制裝置11判斷出外接裝置是喇叭或是音源輸入時(shí)，會(huì)通過圖2B的譯碼裝置12，關(guān)閉圖2A的Q1、Q2以及Q3，切斷檢測電路13與語音插座J1的連接。
其它的實(shí)施例可由熟悉此技術(shù)的業(yè)界人士類推而得知，在此不再多述。
本發(fā)明的裝置可內(nèi)建于AC’97(Audio Codes’97)中，故并不會(huì)占用到原有的空間。
AC’97是由Intel所提出的。AC’97是要建立一個(gè)高品質(zhì)的個(gè)人計(jì)算機(jī)音效，此規(guī)格在1997年制定，所以稱為AC’97。AC’97把聲音(Audio)分為二個(gè)部份，數(shù)字(digital)和模擬(analog)部份，其優(yōu)點(diǎn)有(1)可提供高品質(zhì)輸出，到達(dá)90db的SNR(信號(hào)噪聲比)，因?yàn)榘褦?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)分開，可減少干擾。(2)降低系統(tǒng)成本。(3)增加彈性。目前，市面上的音效芯片可分成三種規(guī)格，其中AC’97為低階市場主流，以2聲道及4聲道芯片為主，但日前已有6聲道芯片產(chǎn)生了。
圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的方框圖。如圖所示，將檢測裝置401和開關(guān)裝置403內(nèi)建于AC’97芯片400中，當(dāng)AC’97芯片400檢測到外接裝置插入語音插座41中，會(huì)使AC’97芯片400內(nèi)部的檢測裝置401會(huì)檢測出目前外接裝置阻抗所對(duì)應(yīng)的電壓值，送給AC’97芯片400作判斷，AC’97芯片400判斷后，會(huì)使控制開關(guān)裝置403接通，控制語音插座41與其它電路的連接。
圖4為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的電路圖。如圖所示，其中檢測裝置401包含3個(gè)電阻(R3~R5)，和一開關(guān)(SW1)，該檢測裝置401分別將3個(gè)電阻(R3~R5)與外接裝置的阻抗相串聯(lián)，再將所對(duì)應(yīng)的電壓值，分別送入到AC’97芯片400作軟件的判斷，軟件的判斷流程稍后會(huì)詳細(xì)的介紹。
當(dāng)AC’97芯片400判斷出插入語音插座41為何種外接裝置時(shí)，AC’97芯片400會(huì)控制開關(guān)裝置403，以輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)給語音插座41。
假定圖2A中的電壓源Vrefout設(shè)為2.5V，電阻(R3~R5)分別為2.2K、47K和100 ohm。利用三種等級(jí)(order)不同的電阻，來仔細(xì)檢測外接裝置的阻抗。表1為不同模擬裝置之電壓位準(zhǔn)表以及判斷標(biāo)準(zhǔn)。表1中同時(shí)顯示出各個(gè)分壓值換算成四位的數(shù)字編碼時(shí)的范圍。
如表1所示，由于喇叭的種類眾多，所以大致分為阻抗10K~100K和100~150這兩種類型。
表1為不同模擬裝置電壓位準(zhǔn)表。

表1若此時(shí)的外接裝置為喇叭1(阻抗10K~100K)時(shí)，和電阻R3串聯(lián)之后，可得知喇叭1上的第一分壓位準(zhǔn)約介于2.05V至2.45V；換算成四位的數(shù)字值，應(yīng)該是介于13到15之間。同理，可以推得第二和第三分壓位準(zhǔn)的范圍以及其對(duì)應(yīng)之?dāng)?shù)字值的范圍。以此，便可以建立出如表1中最右側(cè)一列的判斷標(biāo)準(zhǔn)，來判斷外接裝置為何種裝置。
也就是說，如果第一、第二以及第三分壓位準(zhǔn)的數(shù)字值分別是14、8以及15時(shí)，由表1中最右側(cè)一列便可以查出此時(shí)外接裝置是阻抗介于10K~100K的喇叭1，然后進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的控制。
接下來將詳細(xì)介紹圖5A和圖5B中的軟件判斷流程若插入語音插座的外接裝置為喇叭，喇叭的阻抗為10K。首先，步驟50為程序的開始，在步驟51中，先判斷是否檢測到有外接裝置插入語音插座(Jack-Detect)，若否，則回到步驟50程序起始處，再繼續(xù)檢測Jack-Detect；若檢測到Jack-Detect，則到步驟52。
當(dāng)外接裝置插入語音插座時(shí)，語音插座的信號(hào)會(huì)由L變成H，此時(shí)Jack-Detect信號(hào)為H。在步驟52，先判斷Jack-Detect信號(hào)是否為H，若否，則至步驟521，表示并沒有裝置插入，則再回到步驟50，繼續(xù)檢測Jack-Detect。
當(dāng)檢測到Jack-Detect信號(hào)為H時(shí)，則至步驟53，等待N msec，因每個(gè)零件的延遲時(shí)間不同，故等待N msec，以平衡每個(gè)零件的延遲時(shí)間。
等待N msec后，則至步驟54，首先先將圖2A(或是圖4)中的電阻R3與外接裝置的阻抗相串聯(lián)，得到外接阻抗的第一分壓位準(zhǔn)，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值(以下稱DCVOL1)后，到步驟55，等待N msec后，再到步驟56，將DCVOL1鎖住，然來再回到步驟53。
等待N msec后，到步驟54中，將圖2A(或是圖4)中的電阻R4與外接裝置的阻抗相串聯(lián)，得到外接阻抗的第二分壓位準(zhǔn)，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值(以下稱DCVOL2)，到步驟55，等待N msec后，再到步驟56，將DCVOL2鎖住，然來再回到步驟53。
等待N msec后，到步驟54中，再將圖2A(或是圖4)中的電阻R3與外接裝置的阻抗相串聯(lián)，得到外接阻抗的第三分壓位準(zhǔn)，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字值(以下稱DCVOL3)后，到步驟55，等待N msec后，再到步驟56，將DCVOL3鎖住。
得到第一、第二和第三電壓位準(zhǔn)的數(shù)字值(DCVOL1、DCVOL2、DCVOL3)后，則到步驟57，將圖2A中的Verf-2.2K、Vref-47K和Vref-100設(shè)定為H，或是將第4圖中的開關(guān)SW1斷路，然后到到步驟58。
步驟58、59、60以及61中均為一些判斷的標(biāo)準(zhǔn)，其根據(jù)是圖6中的各種不同的分壓數(shù)字值的可能范圍。比如說，如果此時(shí)第一、第二和第三電壓位準(zhǔn)的數(shù)字值使得步驟58、59、60以及601分別執(zhí)行，便可以得知此時(shí)的外接裝置為CD的信號(hào)源輸出(line-out)。接著便應(yīng)該執(zhí)行后續(xù)的信號(hào)傳遞步驟50。圖5B中的VOL1L、VOL1H、VOL2L、VOL2H、VOL3L以及VOL3H等辨別參數(shù)為可程序的，可儲(chǔ)存在一般緩存器、可程序內(nèi)存或是軟件文件內(nèi)，方便更改該辨別參數(shù)。
表2為MMT74HCT138的真值表。

表2表2為圖2中譯碼器U3的真值表，其中H代表高電位(High voltagelevel)，L代表低電位(Low voltage level)，×代表忽略(don’t care)。
綜上所述，本發(fā)明比原有技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明僅利用一個(gè)語音插座phone jack便可自動(dòng)判斷出，目前插入語音插座phone jack的外接裝置，使用者不用再自行判斷選擇語音插座phone jack的插槽，不像原有技術(shù)，需要兩個(gè)以上的phone jack，以區(qū)別模擬信號(hào)的輸入和輸出。
二、本發(fā)明若利用兩個(gè)可自動(dòng)辨別的語音插座phone jack，則該語音插座phone jack可同時(shí)為模擬信號(hào)的輸入，或是同時(shí)模擬信號(hào)的為輸出，或是分別為模擬信號(hào)的輸入以及輸出，方便使用者的使用。
三、本發(fā)明可節(jié)省電路板的使用空間，可直接將本發(fā)明內(nèi)建于芯片中，大大地節(jié)省電路板的空間，且當(dāng)使用的外接裝置為不常見的裝置時(shí)，使用者可利用軟件，自行調(diào)整軟件原先所設(shè)定的電壓位準(zhǔn)上下限，配合使用者的外接裝置阻抗，不會(huì)有不匹配的現(xiàn)象發(fā)生。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視權(quán)利要求書所要求保護(hù)的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置，包括一語音插座phone jack，用來插入一外接裝置；一檢測裝置，用以檢測上述外接裝置的阻抗，以判斷上述外接裝置的類型，并輸出一控制信號(hào)；以及一多任務(wù)器，控制上述語音插座與多個(gè)電路的連接，該控制信號(hào)是使該語音插座恰當(dāng)?shù)倪B接到相應(yīng)的一電路。
2.如申請(qǐng)專利范圍第1項(xiàng)所述之裝置，其中，該檢測裝置可選擇性的提供多個(gè)電阻中的一個(gè)與該外接裝置的阻抗連接，構(gòu)成一分壓電路，該控制信號(hào)是該分壓電路中的分壓點(diǎn)電壓。
3.如申請(qǐng)專利范圍第2項(xiàng)所述的裝置，還包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用來將該分壓點(diǎn)電壓轉(zhuǎn)換為一數(shù)字句柄；一控制單元，根據(jù)該數(shù)字句柄，判斷該外接裝置的類型，并控制該多任務(wù)器，使該語音插座恰當(dāng)?shù)倪B接到相應(yīng)的一電路。
4.如申請(qǐng)專利范圍第1項(xiàng)所述之裝置，還包括一儲(chǔ)存裝置，用來儲(chǔ)存一辨別參數(shù)，該檢測裝置根據(jù)該外接裝置的阻抗以及辨別參數(shù)，判斷外接裝置的類型。
5.如申請(qǐng)專利范圍第4項(xiàng)所述的裝置，其中儲(chǔ)存裝置為一軟件文件模塊或是緩存器或是可程序內(nèi)存之一，用來儲(chǔ)存上述辨別參數(shù)。
6.一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的方法，包括下列步驟檢測阻抗，通過一語音插座與一外接裝置相連接，檢測該外接裝置的一阻抗，并轉(zhuǎn)換成一對(duì)應(yīng)控制信號(hào)；以及根據(jù)該控制信號(hào)，選擇性的將多個(gè)電路中的一個(gè)通過該語音插座，連接至外接裝置。
7.如申請(qǐng)專利范圍第6項(xiàng)所述的方法，其中，檢測該外接裝置阻抗的步驟包含有下列步驟連接一檢測電路與該外接裝置形成一分壓電路；檢測該分壓電路之一分壓點(diǎn)的電壓；以及轉(zhuǎn)換該分壓點(diǎn)的電壓成該控制信號(hào)。
8.如申請(qǐng)專利范圍第7項(xiàng)所述的方法，其中，另包含有下列步驟在檢測該外接裝置阻抗后，切斷該檢測電路與該外接裝置的連接。
9.如申請(qǐng)專利范圍第7項(xiàng)所述的方法，其中，該分壓電路是由以下列步驟所形成按順序提供位于該檢測電路中的多個(gè)電阻其中的一個(gè)與該外接裝置相連接。
10.如申請(qǐng)專利范圍第7項(xiàng)所述的方法，其中，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)控制信號(hào)包含有下列步驟比較該分壓點(diǎn)的電壓以及一辨別參數(shù)，轉(zhuǎn)換成該控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種自動(dòng)辨別模擬信號(hào)輸出和輸入的裝置及方法，利用插入語音插座(phone jack)的外接裝置的阻抗，判斷插入語音插座(phone jack)的外接裝置為模擬輸出，如喇叭(speaker)、耳機(jī)(earphone)等，或是模擬輸入，如麥克風(fēng)(microphone)等。并且，自動(dòng)的切換內(nèi)部電路與外接裝置的連接。
文檔編號(hào)G06F11/34GK1506828SQ0215454
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者張義樹, 蘇祝鼎, 王文祺 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司