低功耗比較器應(yīng)用

結(jié)論

在便攜應(yīng)用中常常需要檢測插孔、耳機和壓簧開關(guān)。MAX9063、MAX9028系列專用比較器非常適合這類應(yīng)用，這些器件所占用的空間非常小，所消耗的功率可以忽略不計。這些比較器為便攜應(yīng)用中的附件檢測提供了一種經(jīng)濟的解決方案。

典型的駐極體麥克風(fēng)(圖3)有一個電容元件，其電容隨機械振動發(fā)生變化，從而產(chǎn)生與聲波成比例的變化電壓。駐極體麥克風(fēng)始終具有內(nèi)部靜態(tài)電荷，無需外部電源。不過，仍然需要幾個伏特的電壓來為內(nèi)部前置放大器FET供電。

圖3. 駐極體麥克風(fēng)的電氣模型

較大。由于V_DETECT隨著插入插孔的耳機類型而變化，所以能夠通過一個比較器監(jiān)測V_DETECT，判斷出耳機類型。


圖4. 用于耳機檢測的比較器電路

如圖所示，假設(shè)微控制器的基準電壓(V_MIC-REF)為3V，32Ω耳機負載將產(chǎn)生43mV的V_DETECT電壓。而500µA固定電流的麥克風(fēng)負載將產(chǎn)生1.9V的電壓。注意，大多數(shù)應(yīng)用中，直接連接V_DETECT會出現(xiàn)問題。假設(shè)典型的微控制器端口的CMOS輸入要求邏輯電平高于0.7 × V_CC和低于0.3 × V_CC，那么采用3.3V供電的微控制器的輸入邏輯電平應(yīng)該高于2.3V、低于1V。

500µA麥克風(fēng)負載產(chǎn)生的1.9V電平不是有效的邏輯“1”電平。100µA至800µA的麥克風(fēng)偏置電流將產(chǎn)生2.78V至1.24V的V_DETECT，任何低于2.3V的電壓都不滿足控制器的V_IH (輸入高電平，假設(shè)R_BIAS為2.2kΩ)要求。為了得到2.3V或更高的電壓，麥克風(fēng)偏置電流必須為318µA或更小。否則就必須改變2.2kΩ偏置電阻，從而改變麥克風(fēng)的檢測門限。由于具有32Ω典型負載的耳機能夠輕松地將電平拉至地電位附近，所以產(chǎn)生1V甚至更低的邏輯低電平很容易實現(xiàn)。

為了檢測耳機類型，需要將V_DETECT連接到比較器的一個輸入端，將基準電壓連接到另一個輸入。比較器輸出即代表了耳機類型。

這種便攜式耳機檢測應(yīng)用的比較器應(yīng)具有小尺寸，并且消耗很低的功率。圖4所示比較器尺寸只有1mm × 1mm，最大電源電流損耗僅為1µA。它對手機頻率具有很強的抗干擾能力，提供極高的可靠性。比較器還具有內(nèi)部滯回和低輸入偏置電流等特性。這些特性使其成為對空間、功耗極為敏感的電池供電產(chǎn)品(例如：手機、便攜式媒體播放器和筆記本電腦)中耳機檢測電路的理想選擇。

壓簧開關(guān)檢測

大多數(shù)免提耳機都有一個開關(guān)，通常稱為壓簧開關(guān)，該開關(guān)用來接聽、掛斷電話，具有靜音/保持功能，并且在接聽另一個電話時保持當(dāng)前通話?？刂贫鷻C的微控制器需要檢測壓簧開關(guān)的狀態(tài)以及耳機的連接狀態(tài)，自動檢測插孔是否插入附件(這里指耳機) (圖1)。同時還產(chǎn)生一個信號，用于表示壓簧開關(guān)的狀態(tài)。壓簧開關(guān)狀態(tài)檢測電路包括一個4芯立體聲耳機(帶麥克風(fēng))和并聯(lián)的壓簧開關(guān)(圖5) (單聲道耳麥與其類似，但為3芯)。兩種不同類型的耳機中，插頭連接到與壓簧開關(guān)并聯(lián)的麥克風(fēng)上，如圖所示，壓簧開關(guān)按下時呈現(xiàn)為低阻，釋放時麥克風(fēng)呈現(xiàn)為高阻。如上述耳麥檢測中介紹的內(nèi)容，對于麥克風(fēng)/壓簧開關(guān)檢測，麥克風(fēng)檢測電壓與微控制器的CMOS輸入之間的接口電路設(shè)計比較復(fù)雜。


圖5. 采用MAX9063比較器的壓簧開關(guān)檢測電路