一文读懂TypeC 耳机原理

news/2024/12/17 22:17:03/文章来源:https://www.cnblogs.com/linhaostudy/p/18613518

一、名词解释

SOURCE:提供VBUS电源的设备
SINK:从VBUS取电的设备
DFP(Downstream Facing Port): 下行端口,可以理解为Host,DFP提供VBUS。

UFP(Upstream Facing Port): 上行端口,可以理解为Device,UFP从VBUS中取电。典型设备是U盘,移动硬盘。

DRP(Dual Role Port): 双角色端口,DRP既可以做DFP(Host),也可以UFP(Device),也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是电脑,具OTG功能的手机,移动电源。

CC(Configuration Channel):配置通道,这是USB Type-C里的关键通道,它的作用有检测USB连接,检测正反插,USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理等。

USB PD(USB Power Delivery): 是Type-C的一个特性,一种通信协议,它是一种新的电源和通讯连接方式,它允许USB设备间传输最高至100W( 20V/5A)的功率,同时它可以改变端口的属性,也可以使端口在DFP与UFP之间切换,它还可以与电缆通信,获取电缆的属性。

Electronically Marked Cable: 封装有 E-Marker 芯片的USB Type-C有源电缆,DFP和UFP利用PD协议可以读取该电缆的属性:电源传输能力,数据传输能力,ID等信息。所有全功能的Type-C电缆都应该封装有E-Marker,但USB2.0 Type-C电缆可以不封装EMarker。

二、Type C接口

USB Type C是USB 3.1标准的一部分, 在连接器(插头、插座)、Cable、检测机制等方面与目前的USB在功能和电气特性上兼容, 并定义了新的电气参数,通讯速率, 尺寸、功率等, 具有更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高20V/5A,100W), 支持正反插,易用性非常好,绿色环保,向下兼容USB2.0。具体的引脚定义如下:

GND
VBUS USB 电源
TX 数据发送脚
RX 数据接收脚
D+ 数据正
D- 数据负
CC 配置通道
SBU 用于交替功能和音频外设功能

VBUS、GND、D+、D-为兼容USB2.0使用的脚,其余为新增的脚。

CC是Type C 的一个重要引脚,可以检测 USB 设备的连接,正反插等。通常在 DFP的CC pin有上拉电阻 Rp,在UFP有下拉电阻Rd。未连接时,DFP的VBUS是无输出的。连接后,CC pin相连,DFP的CC pin会检测到UFP的下拉电阻Rd,说明连接上了,DFP就打开Vbus电源开关,输出电源给UFP。

而哪个CC pin (CC1,CC2)检测到下拉电阻就确定接口插入的方向,顺便切换 RX/TX。

一个 DRP设备的CC内部框图如下:

内部具有CC电平检测模块、UFP/DFP/DRP角色控制模块等。CC1和CC2内部各有一个开关,可以连到电流源或通过下拉电阻Rd连接到地。Rd通常为5.1K;

电流源有三种输出可选80uA,180uA,330uA,根据不同的DFP电流输出能力需要选择,同时需要设定不同的上拉电阻Rp,在电流源驱动能力80uA,Rp上拉到4.75-5.5V 时,上拉电阻为56K。

当没有设备插入时,CC上是一个周期性方波,在电流源和下拉到地之间切换。 当有设备插入时,CC会根据外部设备连接的上下拉电阻进行设备检测判别。

当检测到上拉电阻Rp,则认为有DFP设备插入,DRP自身转变为UFP设备;当检测到下拉电阻Rd,则有UFP设备插入,DRP自身转变DFP设备。

当插入的TypeC线缆上有芯片时,此时线内部CC接Vconn,用来给线缆里的芯片供电,这时CC端检测到的不是下拉电阻Rd,而是Ra,通常Ra是800欧(上限 1.2K)。

三、 Type C 耳机

3.1 Type C 模拟耳机

Type C模拟耳机是通过3.5mm耳机转Type C接头完成的。

具体的Pin脚对应的关系如下表:

D+ 右声道
D- 左声道
SBU1 MIC/GND
SBU2 GND/MIC

转接头内部,当耳机插入时CC1和CC2 脚内部通过电阻Ra下拉到地,其余 pin 脚未使用。当手机作为 DRP 设备检测到CC1&CC2均连接了下拉电阻Ra时, 则认为插入了TypeC模拟耳机。

TypeC模拟耳机在按键检测时及正反序耳机检测时与传统 3.5mm耳机检测基本原理相同,都是通过检测MIC上的电压来识别的。

这里主要的区别是在识别成四段反序耳机上,会有一个开关切换,将MIC和GND 的互换。

由于Type C耳机会有正插和反插,耳机也有可能是正序和反序,正常的组合有四种:正序正插,正序反插,反序正插,反序反插;但对于手机来说SBU1和SBU2 的状态只有2种,正序正插和反序反插检测到的状态一致,检测为正序,正序反插和反序正插检测到的状态一致,检测为反序。

SBU1 SBU2 检测状态
正序正插 MIC GND 正序
正序反插 GND MIC 反序
反序正插 GND MIC 反序
反序反插 MIC GND 正序

当检测到反序时,手里会将开关进行切换,将SBU1与SBU2进行互换,重新识别耳机,这样可支持正反插及不同标准的耳机。

上图是使用FSA4476模拟耳机开关总体的TypeC模拟耳机框图,实际根据项目需求或多或少有些区别。主要的原理大体相同,Type C连接器通过FSA4476开关连接到 Codec及CC检测模块上。

正常情况下TypeC默认功能为USB,当CC Logic识别到插入了模拟耳机后,会通知4476把MIC,地,左右声道接到Type C接口上,切换为模拟耳机功能,之后进行相关耳机检测及相关流程。当耳机拔出时,再将TypeC功能切换至USB功能上,保证拔出后手机 USB 功能正常。

耳机识别及按键检测原理一样,这里就不重复了。整体的软件流程如下:

3.2 Type C 数字耳机

Type C数字耳机内部集成了MCU及Codec,将按键检测及相关功能都集成到了耳机上,通过USB信号与手机通信传输音频信号,使用的Pin脚主要有VBUS,GND,CC1,D+,D-。整体的框图如下:

这里数字耳机的识别过程与模拟耳机不同,当插入数字耳机后,CC通过5.1K电阻下拉到地,手机侧检测到CC上连的电阻5.1K下拉后,识别为OTG设备。

之后再通过一系列动作及耳机USB枚举,识别为数字耳机。这里PD唤醒是通过MCU的 GPIO控制MOS导通及关断对CC1做下拉到地或者上拉到3V实现。

按键检测与之前模拟耳机按键检测原理相同,通过按键按下,MIC上的电压不同来判别,只是集成在了耳机的Codec上。

Type C降噪耳机与普通数字耳机检测原理基本相同,只是在耳机的Codec上多出两路左右声道的ANC MIC电路来进行降噪。

通常降噪耳机是指利用某种方法达到降低噪音的一种耳机。目前降噪耳机有两种分别为:主动降噪耳机和被动降噪耳机。

主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,将噪音中和,从而实现降噪的效果。主动式降噪耳机带有与外界噪声抗衡的降噪电路它们大部分采用体积较大的头戴式设计,可利用耳塞棉和耳机外壳等构造阻挡外界噪声,进行第一轮隔音,同时也为了有充足的空间安装主动降噪电路以及电源。

被动式降噪耳机主要通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。由于噪声没有经过降噪电路芯片处理,一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果不明显。 因此我们手机上使用Type C降噪耳机为主动降噪耳机,原理框图如下:

图中,降噪耳机比普通数字耳机多了左右声道上的ANC MIC R/L,主要的原理是通过ANC MIC R/L检测环境中的噪音,采集MICR和MICL两路噪声信号传至Codec 内部控制电路,进行运算产生与噪音相位相反、振幅相同的声波,进行叠加,最终左右声道输出的为叠加后抵消了噪声的声音信号。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/854539.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

混合乱用模式之《观察者模式》AND《责任链模式》

有时候面对复杂的场景,就想着怎么解耦、怎么复用、怎么扩展,然后无意间各种设计模式就拧巴在一起了。 责任链和观察者的区别责任链强调的是顺序,前后可能有逻辑关系。而观察者体现的是的独立性。虽然都有传递消息通知执行的功能,但是侧重点不同。两个结合使用我的这个业务场…

hadoop启动hdfs时namenode消失

解决HDFS无法启动namenode,报错Premature EOF from inputStream;Failed to load FSImage file, see error(s) above for more info一.情况描述 启动hadoop后发现无法打开hdfs web界面,50070打不开,于是jps发现少了一个namenode: 查看日志信息,发现如下报错:2022-01-03 2…

markdown最基本的语法快捷语法运用

Markdown学习 后缀xxx.md 标题: +标题名字(#后要加空格)或者ctrl+数字也可以快速 二级标题##(最后一个#后要加空格) 同理...(三级 四级 最多到六级...) 字体 hello,world! **之间的字体是斜体 引用 (>+空格) 分割线 三个-或者三个* 图片插入:!+[命名]+(图片链接地址…

【Azure Batch Account】批处理服务是否可以固定出口访问IP地址呢?

问题描述 使用Azure Batch Account服务(批处理),所访问的资源受防火墙保护。现在需要把Batch Account服务池中的实例地址IP加入到防火墙白名单中,但是由于Batch Account被没有指定的出口访问IP地址,所以需要把Batch Account服务的全部IP地址加入到白名单中,但是,它的范围…

Spring Bean 是单例的吗?如何保证并发安全?

引言 面试中,经常会被问到这样一个问题:“Spring Bean 是单例的吗?如果是单例如何保证并发安全呢?”,这两个问题看似没有关联,其实一点也不挨着 😂,为什么呢?请听我来“狡辩”。 首先,单例 Bean 本身并不会直接导致线程安全问题。真正影响线程安全性的因素是该单例对…

项目中的《访问者模式》

这个模式核心思想是将基本的数据对象和对应的操作相互分离。数据对象就只是数据对象,如果想要扩展操作,就扩展对应的visitor。 这种模式下的两次分派 第一次分派,是将对数据对象本身进行分派,可以有不同的实现。 第二次分派,是visitor接收不同的数据对象。 结果就是数据对…

【亲测能用】Photoshop 2025 v26.1.0正式版(ps2025下载)最新免费激活版

软件简介 说到 Adobe Photoshop,我们可以有把握地说它是当今排名第一的图形软件。世界各地数以百万计的设计师、摄影师和艺术家使用 Photoshop 将不可能变成可能。从海报到包装,从基本的横幅到精美的网站,从令人难忘的徽标到引人注目的图标,Photoshop 不断推动创意世界的发…

阅读笔记20241217

1、UAV实施无跑道着陆技术面临着巨大的挑战,不仅依赖于先进的飞行控制技术,而且还依赖于有效的轨迹优化方法。👉引出轨迹优化问题 (1)面临困难与挑战 (2)该技术在那些方面有广泛的应用 2、阐述现有的轨迹优化方法并分析优缺点👉引出凸优化算法 (1)间接法:将轨迹优…

麦肯锡高效解决复杂问题法:七步解决问题法 (又名:七步成诗法)

前言 在日常工作、生活中,会遇到各种各样的问题,有简单问题有复杂问题。 遇到简单的问题,马上就可以找到答案然后解决它。但是遇到复杂问题,模糊性大,不确定性多,这样的问题该怎么解决呢? 为了解决这种复杂的问题,有很多思维模型和分步骤分析框架被人们设计出来,这些框…

13line-height-CSS常见选择器-CSS伪类

一、line-height常用(非常重要的) line-height用于设置文本的行高 行高可以先简单的理解为一行文字所占据的高度主要作用是文本的行高 为什么文本需要行高呢?渲染出来给用户看起来比较舒服,为了方便文本的阅读有了行高之后可以明显的发现便于阅读了。行高的严格定义是:两行…

使用Swing组件

译自https://docs.oracle.com/javase/tutorial/uiswing/components/index.html 课程介绍 Using Top-Level Containers 本章讲解了如何使用 JFrame、JDialog 和 JApplet 类共享的功能——内容窗格、菜单栏和根窗格。还讨论了容器层次结构,即顶层容器所包含的组件树。 The JComp…

火灾监测报警摄像机助力建筑安全

火灾监测报警摄像机采用高清晰度摄像头和智能识别系统,能够全天候监测建筑内部的情况,一旦发现烟雾或火焰,系统会立即触发报警机制,及时通知建筑管理人员和消防部门,快速采取有效的灭火措施。这种实时监测和预警功能,大大提高了火灾的检测速度和处理效率,有效降低了火灾…