线控耳机

电脑教程 2021-10-05 08:57:37

3.5mm耳机插头有三段(TRS, Tip-Ring-Sleeve)和四段(TRRS,Tip-Ring-Ring-Sleeve)之分,
其中三段的不带麦克风,尾段(Sleeve)是公共地,中间环(Ring)是右声道,尖部(Tip)是左声道.
四节的分两种,一种是CTIA,一种是OMTP,请看图:

大部分安卓机使用OMTP标准,也称国标, 苹果等手机使用CTIA标准.
HP-L 耳机左声道 HP-R 耳机右声道 GND 接地 V-Mic 语音麦克风

HP-L 耳机左声道 HP-R 耳机右声道 GND 接地 V-Mic 语音麦克风

所以看着一样的4段3.5mm插头可能是两种定义.

在耳机插入手机的时候,手机会在麦克风V-Mic对应的触点(图片中标V-Mic的段,具体是哪段要看手机使用的什么标准)上加载麦克风的直流偏压(驻极体麦克风的直流偏压可以简单理解成供电),并检测是否与地线GND连通,如果连通则证明是不带麦克风的3段插头,否则是按4段插头处理.(补充：现在许多芯片也会检测其他极之间的电阻)

如安卓OMTP耳机插入苹果CTIA插座,就会听到哒哒的声音(直流脉冲被加载到GND,而左右声道电平为0,构成回路),反之则不能识别.

安卓机OMTP插座使用CTIA耳机可以出声音,但是由于缺少地线,声音会失真,两个声道相位抵消,就会出现类似消音伴奏的效果.

至于线控,单键线控按下时短路麦克风触点V-Mic与接地GND,手机检测到V-Mic电平被拉低则判定线控被按下.多个按键的线控需要线控内元件的支持,不同厂家控制方式也不一样

关于线控
标准的安卓耳机支持4个线控按键.控制方式如下
(图中是CTIA标准,OMTP的安卓手机需要将GND和MIC对调)
麦克风阻抗5kΩ 功能A 电阻0Ω 功能B 电阻252Ω 功能C 电阻519Ω 功能D 电阻139Ω

麦克风阻抗5kΩ 功能A 电阻0Ω 功能B 电阻252Ω 功能C 电阻519Ω 功能D 电阻139Ω

每个按钮串接一个不同大小的电阻,接在MIC和GND之间.
线控不同按键是通过MIC端对地电阻来识别的,
线控耳机不一定包含所有四个键

1个键的必须包含A(播放/暂停/接听/挂断电话等等,其他功能可以软件定义)
2个键的必须包含A D(功能保留,可以是发送/启动语音识别等等)
3个键的必须包含A B C(B/C是音量/上一曲下一曲)
4个键的必须包含A B C D

苹果的线控标准与通用的标准不一样,线控里有芯片,处理线控操作和DRM所以会出现不兼容的问题
但是功能A是可以通用的(短路MIC与GND).

首先，无论苹果还是安卓，它们的线控实际都是通过麦克风的线路来发送控制信号的。与耳机的两条线无关；

其次，线控本身只负责产生信号，具体如何处理这个信号，完全由手机操作系统和它上面运行的应用程序来负责。举个最简单的例子，iPhone线控的音量键平时是调节音量，但在使用相机时按音量键可以拍照；

第三，「苹果安卓的耳机线控不兼容」也不完全正确，中间的播放/暂停键是能用的，不兼容的是音量键。

播放/暂停键为什么会兼容？因为它的原理其实就是在麦克风的线路上并联了一个开关。

不按开关时线路两端默认会有1.9V电压，而按下开关导致短路，电压直接降为0。手机可以捕捉到这个明显的电压变化，通过AD转换，由手机操作系统判断当前动作是单击、双击、三击或者长按。

这个简单的操作被苹果安卓所有智能手机支持。

而音量键则不然。安卓采用的方法是：为两个按钮各自串一个阻值不同的电阻，在按下按钮时下拉电平，手机检测到电平变化情况即可判断当前按下了哪个键。

但坑爹的是，由于安卓厂商众多，并没有统一标准，具体电阻和电平范围都是各厂商自己决定的。比如三星的原装耳机插在魅族手机上很可能就无法控制音量。

苹果的办法则更复杂：在线控上有专门的信号发生芯片。按下音量键时会产生一段约3ms的高频信号，根据信号频率的不同区分是音量加还是音量减。

这段信号的频率超过了100KHz，远大于人类听觉范围（20Hz~20KHz）和发声范围（80Hz~1000Hz），属于超声波，所以对麦克风和耳机都不会产生任何影响。

这也是苹果和安卓线控音量键互相不兼容的原因。

而且苹果还要求在线控耳机插入时输出一个特定的握手信号，如果没有这个信号，就算后续信号格式正确手机也不会接受。

但这点小问题难不住智慧的国人，我们早就研发了苹果安卓智能识别的线控芯片（如SP507等），检测到不同手机就输出不同的音量控制信号。在很多不限手机系统的高端耳机、时尚耳机、降噪耳机上面都会用到这种芯片。

标签：线控耳机

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