低功耗比较器应用

携应用中的附件检测提供了一种经济的解决方案。

典型的驻极体麦克风(图3)有一个电容元件，其电容随机械振动发生变化，从而产生与声波成比例的变化电压。驻极体麦克风始终具有内部静态电荷，无需外部电源。不过，仍然需要几个伏特的电压来为内部前置放大器FET供电。

图3. 驻极体麦克风的电气模型

较大。由于V_DETECT随着插入插孔的耳机类型而变化，所以能够通过一个比较器监测V_DETECT，判断出耳机类型。


图4. 用于耳机检测的比较器电路

如图所示，假设微控制器的基准电压(V_MIC-REF)为3V，32Ω耳机负载将产生43mV的V_DETECT电压。而500µA固定电流的麦克风负载将产生1.9V的电压。注意，大多数应用中，直接连接V_DETECT会出现问题。假设典型的微控制器端口的CMOS输入要求逻辑电平高于0.7 × V_CC和低于0.3 × V_CC，那么采用3.3V供电的微控制器的输入逻辑电平应该高于2.3V、低于1V。

500µA麦克风负载产生的1.9V电平不是有效的逻辑“1”电平。100µA至800µA的麦克风偏置电流将产生2.78V至1.24V的V_DETECT，任何低于2.3V的电压都不满足控制器的V_IH (输入高电平，假设R_BIAS为2.2kΩ)要求。为了得到2.3V或更高的电压，麦克风偏置电流必须为318µA或更小。否则就必须改变2.2kΩ偏置电阻，从而改变麦克风的检测门限。由于具有32Ω典型负载的耳机能够轻松地将电平拉至地电位附近，所以产生1V甚至更低的逻辑低电平很容易实现。

为了检测耳机类型，需要将V_DETECT连接到比较器的一个输入端，将基准电压连接到另一个输入。比较器输出即代表了耳机类型。

这种便携式耳机检测应用的比较器应具有小尺寸，并且消耗很低的功率。图4所示比较器尺寸只有1mm × 1mm，最大电源电流损耗仅为1µA。它对手机频率具有很强的抗干扰能力，提供极高的可靠性。比较器还具有内部滞回和低输入偏置电流等特性。这些特性使其成为对空间、功耗极为敏感的电池供电产品(例如：手机、便携式媒体播放器和笔记本电脑)中耳机检测电路的理想选择。

压簧开关检测

大多数免提耳机都有一个开关，通常称为压簧开关，该开关用来接听、挂断电话，具有静音/保持功能，并且在接听另一个电话时保持当前通话。控制耳机的微控制器需要检测压簧开关的状态以及耳机的连接状态，自动检测插孔是否插入附件(这里指耳机) (图1)。同时还产生一个信号，用于表示压簧开关的状态。压簧开关状态检测电路包括一个4芯立体声耳机(带麦克风)和并联的压簧开关(图5) (单声道耳麦与其类似，但为3芯)。两种不同类型的耳机中，插头连接到与压簧开关并联的麦克风上，如图所示，压簧开关按下时呈现为低阻，释放时麦克风呈现为高阻。如上述耳麦检测中介绍的内容，对于麦克风/压簧开关检测，麦克风检测电压与微控制器的CMOS输入之间的接口电路设计比较复杂。


图5. 采用MAX9063比较器的压簧开关检测电路