細(xì)說耳機(jī)接口變遷

　　兼容OMTP和CTIA

　　然而特立獨(dú)行的蘋果采用了類似CTIA的方式，但是并不完全相同。讓我們先看看安卓手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)做法。安卓系統(tǒng)要求支持CTIA方式，但是在法規(guī)特殊的地區(qū)例外，比如在中國上市的安卓設(shè)備需要支持信產(chǎn)部規(guī)定的OMTP標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

　　(Android系統(tǒng)對于耳機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定)

　　早期的蘋果手機(jī)也采用類似的做法，即國內(nèi)行貨和水貨的蘋果設(shè)備采用了不同的標(biāo)準(zhǔn)。但是創(chuàng)新的蘋果為了節(jié)省成本，統(tǒng)一制造工藝，從iPhone 4S開始采用了兼容OMTP和CTIA的耳機(jī)接口。在手機(jī)內(nèi)部安裝了自動檢測電路來判斷插入的耳機(jī)是OMTP還是CTIA。這種提升用戶體驗的創(chuàng)新做法非常值得贊賞，引起了ic強(qiáng)烈的研究興趣。但是因為蘋果手機(jī)的內(nèi)部資料難以獲得，ic在網(wǎng)上尋覓良久，找到了一種接近的替代實現(xiàn)方案供大家參考。核心就是大名鼎鼎的仙童公司(飛兆)的一款芯片F(xiàn)SA8049。

　　(FSA8049原理圖)

　　原理大概是這樣的(不感興趣的直接跳到下一段)，我們知道耳麥上的麥克風(fēng)要工作，需要手機(jī)給它加載一個偏置電壓。FSA8049同時檢測GND和MIC這兩個管腳上的電壓。MIC因為有一定的內(nèi)阻，因而其上的電壓肯定不是0，而GND直接接地，檢測到的一定是0電壓。再結(jié)合一些其它的控制邏輯，就可以判斷哪個是GND，哪個是MIC了。這個檢測電路原理還是挺簡單的，考慮到蘋果自身具備的強(qiáng)大的芯片研發(fā)能力，在A系列處理器上集成這樣的檢測電路想必也不是什么難事，高集成度帶來的成本基本可以忽略不計，卻減小了地區(qū)法規(guī)帶來的產(chǎn)品差異性。

　　線控原理

　　耳麥上的線控按鍵也是有一些標(biāo)準(zhǔn)的。例如安卓系統(tǒng)的耳麥按鍵線控原理如下。

　　(Android耳麥按鍵原理)

　　當(dāng)一個按鍵被按下時，對應(yīng)的電阻接地導(dǎo)通。不同按鍵的對地電阻阻值不同，因而其上的分壓也不同。這樣通過檢測電阻上的電壓值，就可以知道是哪個按鍵被按下了。再加上時間檢測，就可以支持短按、長按還是快速按幾下等等按鍵序列。安卓系統(tǒng)對這種按鍵序列的部分規(guī)定如下。

　　(Android系統(tǒng)耳麥按鍵的定義)

　　在如今購買手機(jī)一般不再附送耳機(jī)的時代，這種標(biāo)準(zhǔn)大大增加了耳麥的通用程度。前面提到的TRRS三大派之一的蘋果“派”，就是麥克風(fēng)的做法和各個按鍵阻值有別于CTIA標(biāo)準(zhǔn)而自成一派。所以把蘋果耳機(jī)插到安卓手機(jī)上，麥克風(fēng)和線控功能有可能是不正常的。

　　隨風(fēng)而逝?

　　iPhone 7的推出，是否意味著3.5mm耳機(jī)接口從此走向末日，這是個見仁見智的問題。不過蘋果對于數(shù)碼潮流的引領(lǐng)是毋庸置疑的。就像3.5寸軟驅(qū)的取消、光驅(qū)的取消，都是在蘋果產(chǎn)品上首先實現(xiàn)的。例如聯(lián)想最近推出的Moto Z，也取消了3.5mm耳機(jī)接口，復(fù)用到了Type C接口上。

　　然而蘋果對于配件控制的加強(qiáng)，也是毋庸置疑的。MFi認(rèn)證價格不菲，現(xiàn)在連耳機(jī)產(chǎn)品蘋果都要吃上一口，眾耳機(jī)廠商能答應(yīng)嗎?眾耳機(jī)發(fā)燒友能答應(yīng)嗎?

　　拋開這些不談，用Lightning或者Type C接口代替?zhèn)鹘y(tǒng)的3.5mm耳機(jī)接口，在技術(shù)實現(xiàn)上會帶來哪些問題呢?我們知道3.5mm接口傳輸?shù)氖悄M信號，現(xiàn)有的TRRS方式最多傳輸一左一右兩個聲道的模擬信號。如果用Lightning或者Type C這種數(shù)字接口，耳機(jī)接收到的是音頻數(shù)字信號。耳機(jī)內(nèi)部電路首先需要對數(shù)字信號做解碼(考慮MFi或者將來做版權(quán)保護(hù)加密這些數(shù)字音頻，還需要解密)，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC)生成模擬信號，才能送給耳機(jī)內(nèi)的喇叭，驅(qū)動喇叭振膜產(chǎn)生聲壓，人耳才能聽到?？梢钥吹?，相比傳統(tǒng)耳機(jī)，這種數(shù)字耳機(jī)多出了解碼模塊、DAC模塊、放大器，成本一下子高了不少。如果是適配蘋果產(chǎn)品的耳機(jī)，還需要過MFi認(rèn)證，又是一筆開銷。可以預(yù)見，數(shù)字耳機(jī)的價格短時間內(nèi)將高企不下。

　　從另一個角度，數(shù)字音頻的傳輸將不再受限于TRRS等有限的通道個數(shù)，也許耳機(jī)內(nèi)置的多個發(fā)聲單元將獨(dú)立接收各自的數(shù)字音頻，產(chǎn)生出更加豐富的音頻效果，會非常有利于AR/VR的沉浸式應(yīng)用。耳麥也將可以配備多個麥克風(fēng)甚至麥克風(fēng)陣列，以實現(xiàn)降噪、回聲消除、音源定位等高階的音頻應(yīng)用。想想這些美好的應(yīng)用，是不是感覺高高在上的價格也可以默默承受呢?