JP4182802B2

JP4182802B2 - Acoustic signal input / output device, input / output circuit switching method

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Publication number: JP4182802B2
Application number: JP2003120977A
Authority: JP
Inventors: 裕治西之園
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004328419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオヘッドホンプラグ及びモノラルマイクロホンプラグが接続可能な兼用ジャックを備えた音響信号入出力装置、及びその入出力回路切換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−１６３６８６
【０００３】
一般にオーディオ信号（音響信号）の記録再生装置、オーディオアンプその他の音響機器では、ヘッドホン出力やマイクロホン入力のために、ヘッドホン接続ジャックやマイクロホン接続ジャックが設けられている。
当然ながら、ヘッドホン接続ジャックには機器内部のヘッドホンアンプ回路からのオーディオ信号が供給され、接続されたヘッドホンによって音声出力が行われるようにされる。またマイクロホンで集音され、マイクロホン接続ジャックに供給されたオーディオ信号はマイクアンプ回路に供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ヘッドホン接続ジャックやマイクロホン接続ジャックは機器筐体のフロントパネルに取り付けることになるが、機器のフロントパネルのスペース上の都合や、或いは外観のデザイン的な観点から、複数のジャックをフロントパネルに取り付けることが好ましくない場合が多々ある。
そのような場合、ジャックを機器筐体のバックパネルなどに取り付けるという手法も考えられるが、すると、ユーザがヘッドホンやマイクロホンを取り付ける作業が面倒になり、これは適切ではない。
このため、例えばマイクロホン接続ジャックとヘッドホン接続ジャックを兼用する兼用ジャックをフロントパネルに取り付けるという手法が採られることがある。
【０００５】
一方、兼用ジャックを用いる場合は、兼用ジャックに接続されたプラグ（マイクロホンかヘッドホンか）に応じて、その兼用ジャックと、マイクアンプ回路或いはヘッドホンアンプ回路との接続を切り換える必要が発生する。
この切換のためには、手動スイッチを設け、ユーザーがヘッドホンとマイクロホンのどちらを接続するかに応じて手動スイッチを切り換えるという方式が考えられるが、より操作性を向上させるには、例えば上記特許文献１に記載されているように、兼用ジャックに接続されたプラグがヘッドホンプラグかマイクロホンプラグかを自動判別し、その結果に応じて回路の接続状態を切り換えることが提案されている。
これにより、フロントパネルの設計や、ユーザーの操作性にとって好適なものとすることができる。
しかしながらその場合、接続プラグに応じて回路切換を行う制御部（例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ）において、余分な検出ポートが必要になる。即ち、兼用ジャックに対してプラグ挿入がなされたことを検出するための検出ポートに加えて、接続されたプラグがヘッドホンプラグかマイクロホンプラグを検出するための検出ポートが必要となる。
機器の各種動作を制御する制御部（マイクロコンピュータ）においては、多様な制御処理が要求され、またそのために各種の入出力ポートが必要とされる。このため、１つでも余分にポートが必要となったことで、回路設計に大きな支障が生じたということが多々ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明はこのような事情に鑑みて、機器のデザイン都合やスペースの制約により、例えばヘッドホン接続ジャックとマイクロホン接続ジャックの２つ搭載する事が難しく、ヘッドホン／マイクロホン兼用ジャックを用いる場合などに、そのために必要な回路切換制御のための検出を行う制御部のポート負担を最小限とすることを目的とする。
【０００７】
本発明の音響信号入出力装置は、ステレオプラグの一方の信号チャンネル及びモノラルプラグの信号チャンネルに対応する第１の信号端子と、上記ステレオプラグの第２の信号チャンネルに対応する第２の信号端子と、接地端子と、プラグ接続検出端子とを有し、ステレオプラグ及びモノラルプラグが接続可能とされた兼用ジャック手段を備える。また、上記兼用ジャック手段に対しての、マイクロホンアンプ回路とヘッドホンアンプ回路の接続を切り換える切換手段と、上記第２の信号端子に対して接続プラグ判別のための判別用信号を印加する判別用信号発生手段と、上記第２の信号端子と上記接地端子間の電圧状態を検出する検出手段と、制御手段とを備える。この制御手段は、検出ポートにより上記プラグ接続検出端子の状態に応じた電位を検出することで、上記ジャック手段へのプラグ接続を検出するとともに、プラグ接続が検出された場合に上記判別用信号発生手段による判別用信号の印加を実行させ、判別用信号の印加中に上記検出手段による検出電圧状態を、上記検出ポートにより検出することで、接続されたプラグがステレオプラグであるかモノラルプラグであるかを判別し、判別結果に応じて上記切換手段を制御するとともに、上記制御手段は、プラグ接続検出に応じて上記判別用信号発生手段による判別用信号の印加を一定期間のみ実行させ、当該一定期間内において、上記検出手段による検出電圧状態を上記検出ポートにより検出し、上記判別用信号発生手段は、可聴帯域外の高周波交流信号を上記判別用信号として発生させる。
【０００８】
また、上記検出ポートは、上記プラグ接続検出端子の状態に応じて第１のレベル又は第２のレベルとなり、さらに上記判別用信号の印加中における上記検出手段による検出電圧状態に応じて上記第１のレベル又は第３のレベルとなるように構成されている。
また、これらの構成において、上記兼用ジャック手段が対応可能な上記ステレオプラグはステレオヘッドホンプラグであり、上記モノラルプラグはモノラルマイクロホンプラグであって、上記切換手段は、上記兼用ジャック手段に対しての、マイクロホンアンプ回路とヘッドホンアンプ回路の接続を切り換える構成とされる。
【０００９】
本発明の入出力回路切換方法は、上記兼用ジャックを備えた音響信号入出力装置における入出力回路切換方法であり、上記プラグ接続検出端子の状態に応じた電位を所定の検出ポートにより検出することで、プラグが接続されたことを検出するステップと、プラグ接続が検出された場合に上記第２の信号端子に対して接続プラグ判別のための判別用信号を印加するステップと、上記判別用信号の印加中に上記第２の信号端子と上記接地端子間の電圧状態を、上記検出ポートにより検出することで、接続されたプラグがステレオプラグであるかモノラルプラグであるかを判別するステップと、接続されたプラグがステレオプラグであるかモノラルプラグであるかの判別結果に応じて、上記兼用ジャックに対しての、入力又は出力のための回路系の接続を切り換えるステップとを備える。例えば兼用ジャックに対しての、マイクロホンアンプ回路とヘッドホンアンプ回路の接続を切り換えるとともに、プラグ接続検出に応じて上記判別用信号を印加するステップによる判別用信号の印加を一定期間のみ実行させ、当該一定期間内において、上記検出ステップによる検出電圧状態を上記検出ポートにより検出し、上記判別信号を印加するステップにおいて印加する上記判別用信号は、可聴帯域外の高周波交流信号である。
【００１０】
即ち以上の本発明においては、制御手段は、上記検出ポートの電位状態により、兼用ジャックにプラグが接続されたことを検出する。そしてその場合に、判別用信号の印加を実行させ、その際の第２の信号端子と接地端子間の電圧状態を、上記検出ポートにより検出することで、接続されたプラグがステレオプラグ（ステレオヘッドホンプラグ）であるかモノラルプラグ（モノラルマイクロホンプラグ）であるかを判別し、判別結果に応じて回路切換を行う。つまり１つの検出ポートでプラグ接続検出と、プラグ種別検出を実行できるようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。実施の形態の音響信号入出力回路は、例えばオーディオアンプ機器やオーディオ記録再生装置などに内蔵される。
図１は音響信号入出力回路のブロック図である。コントローラ１、マイクアンプ２、ヘッドホンアンプ３、ＯＳＣ４、検出部５、切換部６、兼用ジャック７が設けられる。
【００１２】
コントローラ１は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、状態検出や各部に対する動作制御を行う。コントローラ１は、この音響信号入出力回路が搭載されるオーディオ機器の全体の制御部とされ、図示していない各種回路部に対する動作制御も行う。本実施の形態の説明においては、コントローラ１において、音響信号入出力回路に対する処理についてのみ述べるが、実際にはコントローラ１の処理は、オーディオ機器の種別に応じて各種多様に行われる。
当該音響信号入出力回路に対応しては、コントローラ１にはポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３が用いられる。
ポートＰ１はＯＳＣ（発振回路）４に対する制御信号（ＯＳＣ−ＯＮ信号）を出力するポートとされる。
ポートＰ２（検出ポート）は、兼用ジャック７にプラグが接続されたことの検出（プラグ接続検出）、及び接続されたプラグがステレオヘッドホンプラグであるかモノラルマイクロホンプラグであるかの検出（プラグ種別検出）のために用いられる。この検出ポートＰ２は、例えばＡ／Ｄ変換入力ポートとされ、３値以上の電位判別が可能とされる。
ポートＰ３は切換部６に対する制御信号（リレーコントロール信号）を出力するポートとされる。
【００１３】
兼用ジャック７は、図２に示すステレオヘッドホンプラグ１００、モノラルマイクロホンプラグ２００の双方を接続可能とするジャックである。
ここで、ステレオヘッドホンプラグ１００、モノラルマイクロホンプラグ２００を図２で説明しておく。
図２（ａ）のステレオヘッドホンプラグ１００は、Ｌチャンネルオーディオ信号の端子（以下、Ｌ端子）１０１と、Ｒチャンネルオーディオ信号の端子（以下、Ｒ端子）１０２と、接地端子１０３が図のように形成されている。
図２（ｂ）のモノラルマイクロホンプラグ２００は、モノラルオーディオ信号の端子（以下、モノラル信号端子）２０１と、接地端子２０２が図のように形成されている。
【００１４】
このようなステレオヘッドホンプラグ１００、モノラルマイクロホンプラグ２００が接続可能な兼用ジャック７は、例えば図１のように端子Ｔ１〜Ｔ６が形成される。
端子Ｔ４は、ステレオヘッドホンプラグ１００が挿入された際には、そのＬ端子１０１と接続される。またモノラルマイクロホンプラグ２００が挿入された際には、そのモノラル信号端子２０１と接続される。
端子Ｔ３は、ステレオヘッドホンプラグ１００が挿入された際には、そのＬ端子１０１と接続される。またモノラルマイクロホンプラグ２００が挿入された際には、その接地端子２０２と接続される。
兼用ジャック７の口金部７ａは、ステレオヘッドホンプラグ１００が挿入された際には、その接地端子１０３と接続され、またモノラルマイクロホンプラグ２００が挿入された際には、その接地端子２０２と接続される。
【００１５】
端子Ｔ１及びＴ６は接地端子である。
また端子Ｔ２，Ｔ５はプラグ挿入に応じて接地状態と非接地状態が切り換えられる端子である。即ち端子Ｔ２は、プラグ非挿入時は端子Ｔ１に接して接地状態となっているが、プラグ挿入によって端子Ｔ３及びＴ１が変位されることで、端子Ｔ２は端子Ｔ１と離間して非接地状態となる。
同様に、端子Ｔ５は、プラグ非挿入時は端子Ｔ６に接して接地状態となっているが、プラグ挿入によって端子Ｔ４及びＴ６が変位されることで、端子Ｔ５は端子Ｔ６と離間して非接地状態となる。
この回路例では、端子Ｔ５をプラグ接続検出端子として使用する。
即ち、端子Ｔ５の接地／非接地による電位状態を、コントローラ１の検出ポートＰ２で検出することで、コントローラ１は兼用ジャック７にプラグが接続されたか否かを判別できる。
【００１６】
ヘッドホンアンプ３には、図示しない回路系からＬ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号が供給され、インピーダンス変換等の処理を行ってヘッドホン出力用のＬ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号を出力する。
兼用ジャック７にステレオヘッドホンプラグ１００が接続された場合は、切換部６を介して、ヘッドホンアンプ３からのＬチャンネルオーディオ信号が兼用ジャックの端子Ｔ４に供給され、また、Ｒチャンネルオーディオ信号が兼用ジャックの端子Ｔ３に供給される。
【００１７】
兼用ジャック７にモノラルマイクロホンプラグ２００が接続された場合は、切換部６を介して、端子Ｔ４からのマイクロホンによって入力されたモノラルオーディオ信号がマイクアンプ２に供給される。マイクアンプ２では入力オーディオ信号について増幅、レベル調整等の処理を行って、図示しない回路系に出力する。
【００１８】
切換部６は、例えばリレーによって切り換えられるスイッチ回路として構成され、上記のように兼用ジャック７とヘッドホンアンプ３が接続された状態と、兼用ジャック７とマイクアンプ２が接続された状態とを切り換える。
切換部６に対しては、コントローラ１がポートＰ３からリレーコントロール信号を出力して、切換部６内のリレー動作を制御し、切換を実行させる。
【００１９】
ＯＳＣ４は、例えばマルチバイブレータなどによる発振回路として形成され、その発振信号を、接続されたプラグの種別を判別するための判別用信号として出力する。コントローラ１は、ポートＰ１からＯＳＣ４に対して判別用信号の出力を指示するＯＳＣ−ＯＮ信号を供給する。ＯＳＣ４は、これに応じて判別用信号の出力を行う。
判別用信号は、可聴帯域外、例えば２００ＫＨｚ程度の高周波交流信号とされる。
その判別用信号は、兼用ジャック７の端子Ｔ３に印加される。即ちステレオヘッドホンプラグ１００の場合は、Ｒ端子１０２に判別用信号が印加され、モノラルマイクロホンプラグ２００の場合は、接地端子２０２に判別用信号が印加されることになる。
【００２０】
検出部５は、端子Ｔ３とグランド（接地端子Ｔ６，１０３，２０２）間の電位状態を検出する。後述するが、上記判別用信号が印加されている際には、接続されているプラグがステレオヘッドホンプラグ１００であるかマイクロホンプラグ２００であるかにより、端子Ｔ３とグランド間の電圧が異なるものとなる。この検出部５で検出される電圧の違いはコントローラ１の検出ポートＰ２の電位状態の違いとしてあらわれる。コントローラ１は、これによって接続されたプラグの種別判別が可能となる。
【００２１】
本例のプラグ種別判別方式を図３に模式的に示す。
兼用ジャック７の端子Ｔ３は、マイクロホンプラグ２００の接地端子２０２と接する。従ってマイクロホンプラグ２００の接続時には、図３（ａ）のように、ＯＳＣ４からの判別用信号はグランドに供給されることになり、結果として、端子Ｔ３−グランド間の電圧Ｖ１＝０となる。
一方、ステレオヘッドホンプラグ１００の接続時には、兼用ジャック７の端子Ｔ３は、ステレオヘッドホンプラグ１００のＲ端子１０２と接する。
また、ステレオヘッドホンプラグ１００のＬ端子１０１−接地端子１０３間はＬチャンネルスピーカＳＰ−ＬのボイスコイルＬＬが配され、Ｒ端子１０２−接地端子１０３間はＲチャンネルスピーカＳＰ−ＲのボイスコイルＬＲが配されている。この場合に図３（ｂ）のようにＯＳＣ４からの判別用信号が端子Ｔ３（Ｒ端子１０２）に印加されると、判別用信号に対するボイスコイルＳＰ−Ｒによるインピーダンスにより、端子Ｔ３−グランド間に或るレベルの電圧Ｖ１が発生する。
このように端子Ｔ３−グランド間の電圧Ｖ１は、接続されたプラグの種別により異なるものとなる。これをコントローラ１は検出ポートＰ２で検知して、プラグの種別を判別する。
【００２２】
このように本例では、コントローラ１は検出ポートＰ２でプラグ接続を検出するとともに、同じく検出ポートＰ２で、接続されたプラグの種別判別も行う。
このような動作を実現するための、具体的な回路構成例を図４に示す。図４は、図１におけるＯＳＣ４，検出部５，切換部６の回路例を示している。
【００２３】
上述のように、兼用ジャック７の端子Ｔ４は、プラグ接続検出端子として用いられるが、図４に示すように端子Ｔ４はコントローラ１の検出ポートＰ２と接続される。本例の場合、検出ポートＰ２は電圧＋Ｖに対して抵抗ＲPでプルアップされている。従って、プラグ未接続時で端子Ｔ４が接地されているときは、検出ポートＰ２の電位はＬレベル（接地レベル）となるが、プラグ挿入されて端子Ｔ４が非接地状態になると、検出ポートＰ２の電位はＨレベルとなる。
【００２４】
切換部６は、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、リレーＲＹ、ダイオードＤ１、及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２が図のように接続されて構成される。
スイッチＳＷ１は兼用ジャック７の端子Ｔ３と接続され、スイッチＳＷ２は端子Ｔ４と接続されている。
スイッチＳＷ１、ＳＷ２の各Ｔｈ端子はヘッドホンアンプ２に接続されている。またスイッチＳＷ２のＴｍ端子はマイクアンプ２に接続されている。
このスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、通常状態（初期状態）ではＴｍ端子が選択されている。つまりマイクアンプ２が選択されている。
そしてリレーＲＹが駆動されることで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＴｈ端子、つまりヘッドホンアンプ３が選択された状態に切り換えられる。
コントローラ１は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２にヘッドホンアンプ３を選択させる場合は、ポートＰ３からリレーコントロール信号を出力する。リレーコントロール信号によってトランジスタＱ１がオンとされ、リレーＲＹが駆動されてスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＴｈ端子側に切り換えられる。
【００２５】
ＯＳＣ４は、トランジスタＱ２、オペアンプＡ１、抵抗Ｒ４〜Ｒ８、コンデンサＣ１〜Ｃ３が図のように接続されて構成される。
オペアンプＡ１、抵抗Ｒ７，コンデンサＣ２，Ｃ３により、可聴帯域外の高周波交流信号としての判別用信号を出力するマルチバイブレータが形成されている。トランジスタＱ２がオンとされることで、抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してオペアンプＡ１にバイアス電圧が印加され、発振（判別用信号の出力）を開始する。そしてその判別用信号は、兼用ジャック７の端子Ｔ３に印加される。
【００２６】
なお、判別用信号は例えば２００ＫＨｚ程度の発振信号であると述べた。図３で説明したように、この判別用信号は、ステレオヘッドホンプラグ１００の接続時に端子Ｔ３−グランド間に所定の電圧を発生させるための信号である。ここで、コイルによる交流信号に対するインピーダンスは、図５に示すように、高周波数になるほど高いものとなることが知られている。端子Ｔ３−グランド間の電圧Ｖ１として、所定の電圧を発生させるためにはボイスコイルＳＰ−Ｒによるインピーダンスがなるべく高い方が好適である。つまりマイクロホンプラグ２００が接続された際の電圧Ｖ１＝０と明確に判別できるようにするためである。このため、判別用信号としては、２００ＫＨｚ程度の高周波信号とすることが適切となるものである。
また、オーディオ信号経路に判別用信号を印加することを考えても、可聴帯域外の周波数とすることが適切となる。
なお、もちろん判別用信号は２００ＫＨｚに限定されるものではなく、上記の事情を考慮して適切な周波数が選定されればよい。可聴帯域外として少なくとも２０ＫＨｚ以上の周波数とし、その上で、検出に適した電圧Ｖ１が得られる周波数とすればよい。
【００２７】
検出部６は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１、コンデンサＣ１０，Ｃ１１、ダイオードＤ１０，Ｄ１１が図のように接続されて構成される。
この場合、コンデンサＣ１０は、兼用ジャック７の端子Ｔ３に生ずる信号から交流成分を取り出すカップリングコンデンサとされる。つまり、図３で説明した電圧Ｖ１の信号がカップリングコンデンサＣ１０を介して入力される。
抵抗Ｒ１０，Ｒ１１は電圧＋Ｖとグランド間を分圧している。この分圧点にダイオードＤ１０のカソードが接続される。またダイオードＤ１０のアノードとダイオードＤ１１のカソードの接続点が、カップリングコンデンサＣ１０に接続されている。また、ダイオードＤ１０のカソードとダイオードＤ１１のアノード間に平滑用のコンデンサＣ１１が配されている。
この場合、ダイオードＤ１０，Ｄ１１は、逆バイアス整流を行う整流回路として形成されるものとなり、カップリングコンデンサＣ１０を介して入力された信号について逆位相の整流信号が得られ、これが平滑コンデンサＣ１１で直流化される。そしてこの負方向の直流成分がコントローラ１の検出ポートＰ２に印加される。
即ち、検出部５は、兼用ジャック７にヘッドホンプラグ１００が接続された際において、ＯＳＣ４により判別用信号が発生されている期間には、プルアップされている検出ポートＰ２の電位を引き下げるように機能することになる。例えば検出ポートＰ２の電位はＨレベルとＬレベルの略中間レベル（以下、Ｍレベルとする）にまで引き下げられる。
一方、兼用ジャック７にマイクロホンプラグ２００が接続されている場合は、ＯＳＣ４により判別用信号が発生されても電圧Ｖ１は生じないため、平滑コンデンサＣ１１による負方向の直流電圧は発生しない。従ってこの場合はプルアップされている検出ポートＰ２の電位は引き下げられず、Ｈレベルを保つ。
【００２８】
このような構成におけるプラグ判別及び回路切換動作について、図６，図７で説明する。図６はコントローラ１の処理を、また図７はその際のコントローラ１の各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３の状態を示している。
【００２９】
まず図６のフローチャートに沿ってコントローラ１の処理を説明する。
コントローラ１は、所定の割込タイミング毎に図６の処理を実行する。まずステップＦ１０１で、兼用ジャック７にプラグが接続されているか否かを判別するために、検出ポートＰ２の電位をチェックする。図４の回路の場合、プラグ未接続時には検出ポートＰ２はグランド電位（Ｌレベル）に落ちている。検出ポートＰ２がＬレベルの場合は、プラグ未接続としてステップＦ１０２から処理を終える。
【００３０】
兼用ジャック７にプラグが接続されると、端子５が非接地状態となるため、検出ポートＰ２の電位はプルアップされてＨレベルとなる。ステップＦ１０１での検出ポートＰ２のチェックでＨレベルが検出された場合は、プラグが接続されたと判断してステップＦ１０３に進む。
ステップＦ１０３では、コントローラ１はポートＰ１からＯＳＣ−ＯＮ信号を出力し、ＯＳＣ４から判別用信号の出力を開始させる。
次にステップＦ１０４では、ＯＳＣ−ＯＮ信号の出力開始から所定時間を待機する。そして所定時間待機を完了して測定タイミングとなったら、ステップＦ１０５で検出ポートＰ２の電位をチェックする。
この場合、上記した検出部５の機能により、検出ポートＰ２の電位は、マイクロホンプラグ２００が接続されているのであればＨレベル、ヘッドホンプラグ１００が接続されているのであればＭレベルとなっている。従ってコントローラ１は検出ポートＰ２の電位がＨレベルかＭレベルかを検出することで、接続されたプラグの種別を判別できる。
そして図４の回路例の場合、切換部６は通常はマイクアンプ２側に接続されているため、ヘッドホンプラグ１００の接続と判別した場合にステップＦ１０６からＦ１０７に進んでポートＰ３からリレーコントロール信号を出力し、切換部６をヘッドホンアンプ３側に切り換えさせる。
マイクロホンプラグ２００の接続と判別された場合は、切換の必要はないため、ステップＦ１０７をパスする。
そしてステップＦ１０８では、ポートＰ１からのＯＳＣ−ＯＮ信号の出力を終了させ、ＯＳＣ４による判別用信号の出力を終了させる。
【００３１】
このような処理で、プラグ接続状態及び種別に応じて適切な回路切換が実現される。各場合を図７に示す。
図７において、図７（ａ）における時点ｔON〜ｔOFFの期間は本例の音響信号入出力回路が電源オンとされている期間を示している。
そして図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、兼用ジャック７にマイクロホンプラグ２００が接続された場合を、図７（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、兼用ジャック７にヘッドホンプラグ１００が接続された場合を、図７（ｈ）（ｉ）は、兼用ジャック７にプラグが接続されていない場合を、それぞれ示している。
【００３２】
まず、時点ｔ１にマイクロホンプラグ２００が挿入された場合を図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）で説明する。
図７（ｂ）に示すようにプラグ未接続時にＬレベルであった検出ポートＰ２の電位（検出信号）は、プラグ接続された時点ｔ１でＨレベルとなる。
その後コントローラ１は図６のステップＦ１０３からステップＦ１０８に至るまでの期間、ＯＳＣ４から判別用信号を出力させる。これは例えば図７（ｃ）に示すように、時点ｔ２から時点ｔ４までの期間においてポートＰ１からのＯＳＣ−ＯＮ信号を立ち上げる処理となる。
なお、この判別用信号を出力させる期間（ｔ２〜ｔ４）は、例えば１秒程度とされる。
そして、この１秒の期間の中間タイミングとして、例えばステップＦ１０４で５００ｍｓｅｃ待機することで、時点ｔ３を測定タイミングとし、ステップＦ１０５の検出ポートＰ２のチェックを行う。
マイクロホンプラグ２００が接続されている場合、図７（ｂ）のように測定タイミングｔ３における検出信号はＨレベルである。これによってマイクロホンプラグ２００が接続されたと認識する。そしてこの場合は切換部６の切換は必要ないため、図７（ｄ）のようにリレーコントロール信号は発生させない。
なお、時点ｔ５でマイクロホンプラグ２００が抜かれたとすると、図７（ｂ）に示すように検出ポートＰ２の電位はＬレベルとなる。
【００３３】
次に、時点ｔ１にヘッドホンプラグ１００が挿入された場合を図７（ｅ）（ｆ）（ｇ）で説明する。
図７（ｅ）に示すようにプラグ未接続時にＬレベルであった検出ポートＰ２の電位（検出信号）は、プラグ接続された時点ｔ１でＨレベルとなる。
その後コントローラ１は図６のステップＦ１０３からステップＦ１０８に至るまでの期間、ＯＳＣ４から判別用信号を出力させる。即ち上記図７（ｃ）と同様、図７（ｆ）に示すように、時点ｔ２から時点ｔ４までの１秒程度の期間においてポートＰ１からのＯＳＣ−ＯＮ信号を出力する。
ヘッドホンプラグ１００が接続されている場合、上述したとおり、判別用信号が出力されている期間（ｔ２〜ｔ４）では、検出ポートＰ２の電位がＭレベルに引き下げられる。Ｍレベルに引き下げられた状態が図７（ｅ）の時点ｔ２〜ｔ４として示されている。
そしてコントローラ１は、時点ｔ３を測定タイミングとし、ステップＦ１０５の検出ポートＰ２のチェックを行うと、この場合、検出ポートＰ２の電位はＭレベルとなっているため、これによってヘッドホンプラグ１００が接続されたと認識できる。そしてこの場合は切換部６をヘッドホンアンプ３側に切り換えさせる必要があるため、図７（ｇ）のように種別判別した時点ｔ３でリレーコントロール信号を発生させ、切換部６のリレーＲＹを駆動して切換を実行させる。
なお、時点ｔ４で判別用信号の出力を終了させた後は、図７（ｅ）の検出ポートＰ２の電位はＨレベルに戻る。
また、時点ｔ５でヘッドホンプラグ１００が抜かれたとすると、図７（ｅ）に示すように検出ポートＰ２の電位はＬレベルとなる。
【００３４】
図７（ｈ）に示すように、兼用ジャック７にプラグが接続されなければ、検出ポートＰ２の電位はＬレベルを保つ。またその場合はプラグ種別判別は必要ないため、ＯＳＣ−ＯＮ信号も発生されない。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、兼用ジャック７を用いてヘッドホンプラグ１００及びマイクロホンプラグ２００に対応する。また、この場合のプラグ接続検出と、回路切換のために必要となるプラグ種別検出については、コントローラ１では１つの検出ポートＰ２を用いて検出できるものとなる。
これらのことから、本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
まず、兼用ジャック７を用いることで、フロントパネルに複数のジャックを取り付ける場合に発生するスペース上の不都合や外観デザイン上の制限を解消できる。またこれによってフロントパネルにジャックを配置できるため、ユーザーにとっての好適な操作性を維持できる。さらに、自動的にプラグ種別検出を行って内部回路の接続切換が行われるため、ユーザーが接続しようとするプラグの種別を意識する必要はなく、これも操作性を良好なものとする。
そしてさらに、コントローラ１では、１つの検出ポートＰ２を用いてプラグ接続検出と、プラグ種別検出とを実行できるため、余分な検出ポートを用意する必要が無くなり、回路設計上、好適となる。
また、判別用信号の印加は一定期間のみ実行させ、その一定期間内において、端子Ｔ４とグランド間の電圧状態を検出するようにしている。つまり判別用信号の発生はプラグ接続直後の一定期間（例えば１秒間）のみとされる。このため判別用信号がヘッドホン系或いはマイクロホン系の動作や機能に影響を与えることはない。さらに判別用信号は、可聴帯域外の高周波交流信号とすることで、音響的にも問題はない上、例えば上記のように２００ＫＨｚ程度の周波数とすることで、プラグ種別検出時に明確な電圧差を得ることができる。
そしてまた上記構成によって、検出ポートＰ２には、プラグ接続検出端子の状態に応じてＨレベル又はＬレベルとなり、さらに判別用信号の印加中における検出電圧状態に応じてＨレベル又はＭレベルとなるようにされていること。これによりプラグ接続検出とプラグ種別検出を適切に行うことができる。
【００３６】
なお、本発明においては、検出部５は上記のように逆バイアス整流を行う構成に限定されるものではない。
また、検出ポートＰ２はＡ／Ｄ変換入力でなくても良い。
検出ポートＰ２を用いたプラグ接続検出とプラグ種別検出は、上述のように異なるタイミングで行われるものであるため、例えばプラグ接続時におけるＨ／Ｌレベルの判別でプラグ接続検出を行い、その後の判別用信号の発生期間におけるＨ／Ｌレベルの判別でプラグ種別検出を行うような構成も考えられる。そしてこの場合、検出ポートＰ２はＡ／Ｄ変換入力として３値以上を判別できるようにする必要はなく、Ｈ／Ｌの２値判別を行うポートとして構成されればよい。
【００３７】
また実施の形態の場合、切換部６では初期状態でマイクアンプ２側が接続されるようにしており、ヘッドホンプラグ１００が接続された際に、ヘッドホンアンプ３側に切り換えられるようにしている。これは、何らかの原因でヘッドホン出力信号がマイクロホンに入力されないようにする為に好適である。
ただし、もちろん本発明としては、初期状態でヘッドホンアンプ３側が選択されているようにする例も考えられる。
或いは、初期状態ではどちらも選択されておらず、プラグ種別検出に応じてはじめてどちらかが接続されるようなスイッチ構成も可能である。
また、切換部６の切換回路構成は、リレーＲＹを用いるものに限定されず、例えば半導体スイッチング素子（トランジスタ等）を利用する切換回路構成も考えられる。
【００３８】
実施の形態では、本発明の判別用信号発生手段として、マルチバイブレータを用いて発振信号を生成し、これを判別用信号とするＯＳＣ４の例を述べた。この場合、ＯＳＣ４を安価に構成できるという利点がある。しかしながら判別用信号を生成するおＳＣ４の構成は他にも各種考えられる。
例えば機器の表示部等に用いるＦＬ管を駆動する為のＤＣ−ＤＣコンバーターの発振信号を判別用信号として利用することも可能である。
或いは、スイッチング電源、チョッパー型レギュレーターのスイッチング信号にバッファーを付け、その出力を判別用信号として利用してもよい。
さらには、デジタル回路系で使用するクロック信号もしくはその分周信号にバッファーを付け、その出力を判別用信号として利用してもよい。
これらの場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター、或いは電源系のスイッチング信号発生部、或いはクロック系回路部等が、本発明で言う判別用信号発生手段となるものとなり、判別用信号発生手段として追加回路構成を加える必要が無くなる。
【００３９】
ところで、実施の形態はステレオヘッドホンプラグ１００とモノラルマイクロホンプラグ２００の兼用ジャックを設ける際に、挿入されたプラグ種別検出を行ってマイクアンプ２とヘッドホンアンプ３を切換選択するものであるが、本発明は、他にもステレオプラグとモノラルプラグの兼用ジャックを設ける場合に広く応用可能である。
【００４０】
例えばヘッドホンにはステレオヘッドホンとモノラルヘッドホンが存在する。そこで、例えばステレオヘッドホンとモノラルヘッドホンについて対応可能な兼用ヘッドホンジャックを設ける場合に、上記実施の形態と同様にプラグ接続検出及びプラグ種別検出（ステレオかモノラルか）を行って、ヘッドホンアンプ回路内部でステレオオーディオ信号出力かモノラルオーディオ信号出力かに応じた回路切換を行うようにすることが可能であり、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
またマイクロホンとしてもステレオマイクロホンとモノラルマイクロホンが存在する。
そこでステレオマイクロホンとモノラルマイクロホンについて対応可能な兼用マイクロホンジャックを設ける場合に、上記実施の形態と同様にプラグ接続検出及びプラグ種別検出（ステレオかモノラルか）を行って、マイクアンプ回路内部で、ステレオオーディオ信号入力かモノラルオーディオ信号入力かに応じた回路切換を行うようにすることが可能である。これも上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
さらには、ライン接続ケーブルなどでもモノラルケーブル、ステレオケーブルが存在する。
そしてライン入出力ケーブルとしてステレオケーブルとモノラルケーブルについて対応可能な兼用ライン接続ジャック（ライン入力ジャック又はライン出力ジャック）を設ける場合に、上記実施の形態と同様にプラグ接続検出及びプラグ種別検出（ステレオかモノラルか）を行って、ライン入力回路又はライン出力回路内部で、ステレオオーディオ信号入力かモノラルオーディオ信号入力かに応じた回路切換を行うようにすることが可能である。これも上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように本発明では、兼用ジャックを用いてステレオプラグとモノラルプラグ（例えばステレオヘッドホンプラグとモノラルマイクロホンプラグ）の接続を可能とし、また接続プラグに応じて回路切換を行う。このためフロントパネルには１つの兼用ジャックを配すればよいため、スペース上の制限、或いは視覚デザイン上の都合に対応して適切な設計が可能となり、しかもユーザーの操作性を向上させる。
そしてさらに、制御手段（マイクロコンピュータ）は、所定の検出ポートの電位状態により、兼用ジャックにプラグが接続されたことを検出する。そしてその場合に、判別用信号の印加を実行させ、その際の第２の信号端子と接地端子間の電圧状態を、上記所定の検出ポートにより検出する。これにより、プラグ接続検出と、接続されたプラグの種別検出（ステレオプラグであるかモノラルプラグであるか）を、１つの検出ポートを用いて実行できる。このため、制御手段においては兼用ジャックを用いたことで必要となったプラグ種別判別処理のために余分な検出ポートを用意する必要が無くなり、回路設計上、非常に好適となる。
また特に、検出ポートは、プラグ接続検出端子の状態に応じて第１のレベル（例えばＨレベル）又は第２のレベル（例えばＬレベル）となり、さらに判別用信号の印加中における検出電圧状態に応じて上記第１のレベル又は第３のレベル（例えばＭレベル）となるように構成されていることで、プラグ接続検出とプラグ種別検出を適切に行うことができる。
【００４４】
また、判別用信号の印加は一定期間のみ実行させ、その一定期間内において、第２の信号端子と接地端子間の電圧状態を検出する。即ちプラグ種別検出を行う場合のみ、つまりプラグ接続がされた直後の一定期間のみ、判別用信号が第２の信号端子に印加されるため、判別用信号がヘッドホン系或いはマイクロホン系等の音響信号系の動作や機能に影響を与えることはない。
特には、判別用信号は、可聴帯域外の高周波交流信号とすることで、音響的にも問題はない。その上で、高周波信号であるほど、ステレオプラグかモノラルプラグかによる電位状態の差が明確となるため、正確なプラグ種別判別にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の音響信号入出力回路のブロック図である。
【図２】ステレオヘッドホンプラグ及びモノラルマイクロホンプラグの説明図である。
【図３】実施の形態のプラグ種別判別方式の説明図である。
【図４】実施の形態の音響信号入出力回路の要部の回路図である。
【図５】実施の形態の判別用信号の説明図である。
【図６】実施の形態のコントローラの処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態のコントローラの検出及び制御処理の説明図である。
【符号の説明】
１コントローラ、２マイクアンプ、３ヘッドホンアンプ、４ＯＳＣ、５検出部、６切換部、７兼用ジャック、Ｐ２検出ポート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic signal input / output device including a dual-purpose jack to which a stereo headphone plug and a monaural microphone plug can be connected, and an input / output circuit switching method thereof.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP-A-8-163686
[0003]
In general, an audio signal (acoustic signal) recording / reproducing apparatus, an audio amplifier, and other acoustic devices are provided with a headphone connection jack and a microphone connection jack for headphone output and microphone input.
Naturally, an audio signal from a headphone amplifier circuit inside the device is supplied to the headphone connection jack, and sound is output by the connected headphones. The audio signal collected by the microphone and supplied to the microphone connection jack is supplied to the microphone amplifier circuit.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the headphone connection jack and the microphone connection jack are attached to the front panel of the device casing. However, in consideration of space on the front panel of the device or from the viewpoint of design of the appearance, a plurality of jacks are attached to the front panel. There are many cases where it is not desirable to attach.
In such a case, a method of attaching the jack to the back panel of the device housing is also conceivable. However, it is troublesome for the user to attach the headphones and the microphone, which is not appropriate.
For this reason, for example, a technique may be employed in which a dual-purpose jack that serves both as a microphone connection jack and a headphone connection jack is attached to the front panel.
[0005]
On the other hand, when the dual-purpose jack is used, it is necessary to switch the connection between the dual-purpose jack and the microphone amplifier circuit or the headphone amplifier circuit according to the plug (microphone or headphone) connected to the dual-purpose jack.
For this switching, there is a method of providing a manual switch and switching the manual switch according to whether the user connects a headphone or a microphone. To improve the operability, for example, the above-mentioned patent document As described in FIG. 1, it has been proposed to automatically determine whether a plug connected to a dual-purpose jack is a headphone plug or a microphone plug, and switch the connection state of a circuit according to the result.
Thereby, it can be made suitable for the design of the front panel and the operability of the user.
However, in that case, an extra detection port is required in a control unit (for example, a microcomputer or a CPU) that performs circuit switching according to the connection plug. That is, in addition to the detection port for detecting that the plug has been inserted into the dual-purpose jack, a detection port for detecting whether the connected plug is a headphone plug or a microphone plug is required.
In a control unit (microcomputer) that controls various operations of the device, various control processes are required, and various input / output ports are required for that purpose. For this reason, the need for one extra port often causes a great hindrance to circuit design.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in view of such circumstances, the present invention is difficult to mount, for example, two headphone connection jacks and microphone connection jacks due to device design convenience and space constraints, such as when using a headphone / microphone jack. An object of the present invention is to minimize the port burden of a control unit that performs detection for circuit switching control necessary for that purpose.
[0007]
The acoustic signal input / output device according to the present invention includes a first signal terminal corresponding to one signal channel of the stereo plug and a signal channel of the monaural plug, and a second signal terminal corresponding to the second signal channel of the stereo plug. And a ground terminal and a plug connection detection terminal, and a dual-purpose jack means to which a stereo plug and a monaural plug can be connected. Further, switching means for switching the connection between the microphone amplifier circuit and the headphone amplifier circuit for the dual-purpose jack means, and a determination signal for applying a determination signal for determining a connection plug to the second signal terminal A generating means; a detecting means for detecting a voltage state between the second signal terminal and the ground terminal; and a control means. The control means detects the plug connection to the jack means by detecting the potential corresponding to the state of the plug connection detection terminal by the detection port, and generates the determination signal when the plug connection is detected. By applying the discrimination signal by the means, and detecting the detection voltage state by the detection means by the detection port during the application of the discrimination signal, the connected plug is a stereo plug or a monaural plug And the switching means is controlled according to the determination result. At the same time, the control means executes the application of the discrimination signal by the discrimination signal generating means only for a certain period in response to the detection of the plug connection, and the detection voltage state by the detection means is detected by the detection port within the certain period. And the discrimination signal generating means generates a high-frequency AC signal outside the audible band as the discrimination signal. .
[0008]
Also, The detection port has a first level or a second level according to the state of the plug connection detection terminal, and further, the first level according to a detection voltage state by the detection means during application of the determination signal. Or it is comprised so that it may become a 3rd level.
Also In these configurations, the stereo plug that can be used by the dual-purpose jack means is a stereo headphone plug, the mono plug is a monaural microphone plug, and the switching means is a microphone for the dual-purpose jack means. The connection between the amplifier circuit and the headphone amplifier circuit is switched.
[0009]
The input / output circuit switching method of the present invention is an input / output circuit switching method in an acoustic signal input / output device having the above-mentioned dual-purpose jack, and detects a potential according to the state of the plug connection detection terminal by a predetermined detection port. The step of detecting that the plug is connected, the step of applying the determination signal for determining the connection plug to the second signal terminal when the plug connection is detected, and the determination signal Determining whether the connected plug is a stereo plug or a monaural plug by detecting a voltage state between the second signal terminal and the ground terminal by the detection port during application of A circuit system for input or output to the dual-purpose jack according to the determination result of whether the connected plug is a stereo plug or a monaural plug And a step of switching the connection. For example, switching the connection between the microphone amplifier circuit and the headphone amplifier circuit for the dual-purpose jack In addition, the application of the determination signal by the step of applying the determination signal according to the plug connection detection is performed only for a certain period, and the detection voltage state by the detection step is detected by the detection port within the certain period, The discrimination signal applied in the step of applying the discrimination signal is a high-frequency AC signal outside the audible band. .
[0010]
That is, in the present invention described above, the control means detects that a plug is connected to the dual-purpose jack according to the potential state of the detection port. In this case, the application of the discrimination signal is performed, and the voltage state between the second signal terminal and the ground terminal at that time is detected by the detection port, so that the connected plug is a stereo plug (stereo headphones). Plug) or monaural plug (monaural microphone plug), and circuit switching is performed according to the discrimination result. That is, the plug connection detection and the plug type detection can be executed with one detection port.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The acoustic signal input / output circuit of the embodiment is built in, for example, an audio amplifier device or an audio recording / reproducing apparatus.
FIG. 1 is a block diagram of an acoustic signal input / output circuit. A controller 1, a microphone amplifier 2, a headphone amplifier 3, an OSC 4, a detection unit 5, a switching unit 6, and a shared jack 7 are provided.
[0012]
The controller 1 is formed by a microcomputer, for example, and performs state detection and operation control for each unit. The controller 1 serves as a control unit for the entire audio equipment in which the acoustic signal input / output circuit is mounted, and also performs operation control for various circuit units (not shown). In the description of the present embodiment, only the processing for the acoustic signal input / output circuit in the controller 1 will be described, but actually, the processing of the controller 1 is performed in various ways according to the type of the audio device.
Corresponding to the acoustic signal input / output circuit, the controller 1 uses ports P1, P2, and P3.
The port P1 is a port that outputs a control signal (OSC-ON signal) to the OSC (oscillation circuit) 4.
The port P2 (detection port) detects that a plug is connected to the dual-purpose jack 7 (plug connection detection), and detects whether the connected plug is a stereo headphone plug or a monaural microphone plug (plug type detection) ) For use. The detection port P2 is an A / D conversion input port, for example, and can determine a potential of three or more values.
The port P3 is a port that outputs a control signal (relay control signal) to the switching unit 6.
[0013]
The dual-purpose jack 7 is a jack that can connect both the stereo headphone plug 100 and the monaural microphone plug 200 shown in FIG.
Here, the stereo headphone plug 100 and the monaural microphone plug 200 will be described with reference to FIG.
The stereo headphone plug 100 of FIG. 2A has an L channel audio signal terminal (hereinafter referred to as L terminal) 101, an R channel audio signal terminal (hereinafter referred to as R terminal) 102, and a ground terminal 103 as shown in the figure. Is formed.
In the monaural microphone plug 200 of FIG. 2B, a monaural audio signal terminal (hereinafter, monaural signal terminal) 201 and a ground terminal 202 are formed as shown in the figure.
[0014]
The dual-purpose jack 7 to which the stereo headphone plug 100 and the monaural microphone plug 200 can be connected has terminals T1 to T6 as shown in FIG. 1, for example.
The terminal T4 is connected to the L terminal 101 when the stereo headphone plug 100 is inserted. When the monaural microphone plug 200 is inserted, the monaural signal terminal 201 is connected.
The terminal T3 is connected to the L terminal 101 when the stereo headphone plug 100 is inserted. When the monaural microphone plug 200 is inserted, it is connected to the ground terminal 202.
The cap 7a of the dual-purpose jack 7 is connected to the ground terminal 103 when the stereo headphone plug 100 is inserted, and is connected to the ground terminal 202 when the monaural microphone plug 200 is inserted. .
[0015]
Terminals T1 and T6 are ground terminals.
Terminals T2 and T5 are terminals that can be switched between a grounded state and a non-grounded state according to plug insertion. That is, when the plug is not inserted, the terminal T2 is in contact with the terminal T1 and is in a grounded state. However, when the plug is inserted, the terminals T3 and T1 are displaced, so that the terminal T2 is separated from the terminal T1 and is in the non-grounded state. Become.
Similarly, when the plug is not inserted, the terminal T5 is in contact with the terminal T6 and grounded. However, when the plug is inserted, the terminals T4 and T6 are displaced so that the terminal T5 is separated from the terminal T6 and is not grounded. It becomes a state.
In this circuit example, the terminal T5 is used as a plug connection detection terminal.
That is, the controller 1 can determine whether or not a plug is connected to the dual-purpose jack 7 by detecting the potential state of the terminal T5 due to grounding / non-grounding at the detection port P2 of the controller 1.
[0016]
The headphone amplifier 3 is supplied with audio signals of L and R channels from a circuit system (not shown), performs impedance conversion and the like, and outputs audio signals of L and R channels for headphone output.
When the stereo headphone plug 100 is connected to the shared jack 7, the L channel audio signal from the headphone amplifier 3 is supplied to the shared jack terminal T4 via the switching unit 6, and the R channel audio signal is also used as the shared jack. To the terminal T3.
[0017]
When the monaural microphone plug 200 is connected to the dual-purpose jack 7, the monaural audio signal input by the microphone from the terminal T 4 is supplied to the microphone amplifier 2 via the switching unit 6. The microphone amplifier 2 performs processing such as amplification and level adjustment on the input audio signal and outputs it to a circuit system (not shown).
[0018]
The switching unit 6 is configured as a switch circuit that is switched by a relay, for example, and switches between the state in which the dual-purpose jack 7 and the headphone amplifier 3 are connected and the state in which the dual-purpose jack 7 and the microphone amplifier 2 are connected as described above.
For the switching unit 6, the controller 1 outputs a relay control signal from the port P3 to control the relay operation in the switching unit 6 and execute switching.
[0019]
The OSC 4 is formed as an oscillation circuit such as a multivibrator, for example, and outputs the oscillation signal as a determination signal for determining the type of the connected plug. The controller 1 supplies an OSC-ON signal that instructs the output of the determination signal from the port P1 to the OSC4. In response to this, the OSC 4 outputs a determination signal.
The determination signal is a high-frequency AC signal outside the audible band, for example, about 200 KHz.
The determination signal is applied to the terminal T3 of the shared jack 7. That is, in the case of the stereo headphone plug 100, the determination signal is applied to the R terminal 102, and in the case of the monaural microphone plug 200, the determination signal is applied to the ground terminal 202.
[0020]
The detector 5 detects a potential state between the terminal T3 and the ground (ground terminals T6, 103, 202). As will be described later, when the determination signal is applied, the voltage between the terminal T3 and the ground differs depending on whether the connected plug is the stereo headphone plug 100 or the microphone plug 200. . The difference in voltage detected by the detection unit 5 appears as a difference in potential state of the detection port P2 of the controller 1. Thus, the controller 1 can determine the type of the connected plug.
[0021]
The plug type discriminating method of this example is schematically shown in FIG.
The terminal T3 of the shared jack 7 is in contact with the ground terminal 202 of the microphone plug 200. Therefore, when the microphone plug 200 is connected, as shown in FIG. 3A, the determination signal from the OSC 4 is supplied to the ground, resulting in a voltage V1 = 0 between the terminal T3 and the ground.
On the other hand, when the stereo headphone plug 100 is connected, the terminal T3 of the dual-purpose jack 7 is in contact with the R terminal 102 of the stereo headphone plug 100.
Further, the voice coil LL of the L channel speaker SP-L is arranged between the L terminal 101 and the ground terminal 103 of the stereo headphone plug 100, and the voice coil LR of the R channel speaker SP-R is arranged between the R terminal 102 and the ground terminal 103. It is arranged. In this case, when the discrimination signal from the OSC 4 is applied to the terminal T3 (R terminal 102) as shown in FIG. 3B, due to the impedance of the voice coil SP-R with respect to the discrimination signal, between the terminal T3 and the ground. A certain level of voltage V1 is generated.
As described above, the voltage V1 between the terminal T3 and the ground varies depending on the type of the connected plug. The controller 1 detects this at the detection port P2 and determines the type of plug.
[0022]
As described above, in this example, the controller 1 detects the plug connection at the detection port P2, and also determines the type of the connected plug at the detection port P2.
A specific circuit configuration example for realizing such an operation is shown in FIG. FIG. 4 shows a circuit example of the OSC 4, the detection unit 5, and the switching unit 6 in FIG.
[0023]
As described above, the terminal T4 of the dual-purpose jack 7 is used as a plug connection detection terminal, but the terminal T4 is connected to the detection port P2 of the controller 1 as shown in FIG. In this example, the detection port P2 is pulled up by the resistor RP with respect to the voltage + V. Therefore, when the terminal T4 is grounded when the plug is not connected, the potential of the detection port P2 becomes L level (ground level). However, when the plug is inserted and the terminal T4 is not grounded, the potential of the detection port P2 is reduced. The potential becomes H level.
[0024]
The switching unit 6 is configured by connecting a transistor Q1, resistors R1 to R3, a relay RY, a diode D1, and switches SW1 and SW2 as illustrated.
The switch SW1 is connected to the terminal T3 of the shared jack 7, and the switch SW2 is connected to the terminal T4.
Each Th terminal of the switches SW1 and SW2 is connected to the headphone amplifier 2. The Tm terminal of the switch SW2 is connected to the microphone amplifier 2.
For the switches SW1 and SW2, the Tm terminal is selected in the normal state (initial state). That is, the microphone amplifier 2 is selected.
When the relay RY is driven, the switches SW1 and SW2 are switched to the Th terminal, that is, the headphone amplifier 3 is selected.
The controller 1 outputs a relay control signal from the port P3 when the switch SW1, SW2 selects the headphone amplifier 3. The transistor Q1 is turned on by the relay control signal, the relay RY is driven, and the switches SW1 and SW2 are switched to the Th terminal side.
[0025]
The OSC 4 is configured by connecting a transistor Q2, an operational amplifier A1, resistors R4 to R8, and capacitors C1 to C3 as illustrated.
The operational amplifier A1, the resistor R7, and the capacitors C2 and C3 form a multivibrator that outputs a discrimination signal as a high-frequency AC signal outside the audible band. When the transistor Q2 is turned on, a bias voltage is applied to the operational amplifier A1 via the resistors R4 and R5, and oscillation (output of a determination signal) is started. The discrimination signal is applied to the terminal T3 of the dual-purpose jack 7.
[0026]
Note that the discrimination signal is an oscillation signal of about 200 KHz, for example. As described with reference to FIG. 3, the determination signal is a signal for generating a predetermined voltage between the terminal T <b> 3 and the ground when the stereo headphone plug 100 is connected. Here, as shown in FIG. 5, it is known that the impedance with respect to the alternating signal by a coil becomes so high that it becomes high frequency. In order to generate a predetermined voltage as the voltage V1 between the terminal T3 and the ground, it is preferable that the impedance of the voice coil SP-R is as high as possible. That is, the voltage V1 = 0 when the microphone plug 200 is connected can be clearly determined. For this reason, it is appropriate to use a high-frequency signal of about 200 KHz as the discrimination signal.
Also, considering that the discrimination signal is applied to the audio signal path, it is appropriate to set the frequency outside the audible band.
Of course, the discrimination signal is not limited to 200 KHz, and an appropriate frequency may be selected in consideration of the above situation. What is necessary is just to set it as the frequency from which the voltage V1 suitable for a detection is obtained on the frequency of at least 20 KHz or more outside the audible band.
[0027]
The detection unit 6 is configured by connecting resistors R10 and R11, capacitors C10 and C11, and diodes D10 and D11 as illustrated.
In this case, the capacitor C10 is a coupling capacitor that extracts an AC component from a signal generated at the terminal T3 of the dual-purpose jack 7. That is, the signal of the voltage V1 described in FIG. 3 is input via the coupling capacitor C10.
Resistors R10 and R11 divide the voltage between + V and ground. The cathode of the diode D10 is connected to this voltage dividing point. The connection point between the anode of the diode D10 and the cathode of the diode D11 is connected to the coupling capacitor C10. A smoothing capacitor C11 is disposed between the cathode of the diode D10 and the anode of the diode D11.
In this case, the diodes D10 and D11 are formed as a rectifier circuit that performs reverse bias rectification, and a rectified signal having an antiphase is obtained with respect to the signal input through the coupling capacitor C10. It becomes. The negative direct current component is applied to the detection port P2 of the controller 1.
That is, when the headphone plug 100 is connected to the dual-purpose jack 7, the detection unit 5 functions to lower the potential of the detection port P <b> 2 that is pulled up during the period when the discrimination signal is generated by the OSC 4. Will do. For example, the potential of the detection port P2 is lowered to a substantially intermediate level between the H level and the L level (hereinafter referred to as M level).
On the other hand, when the microphone plug 200 is connected to the dual-purpose jack 7, the voltage V1 is not generated even when the discrimination signal is generated by the OSC 4, and therefore no negative DC voltage is generated by the smoothing capacitor C11. Accordingly, in this case, the potential of the detection port P2 that has been pulled up is not lowered, and remains at the H level.
[0028]
The plug discrimination and circuit switching operation in such a configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows the processing of the controller 1, and FIG. 7 shows the states of the ports P1, P2, P3 of the controller 1 at that time.
[0029]
First, the processing of the controller 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The controller 1 executes the process of FIG. 6 at every predetermined interrupt timing. First, in step F101, in order to determine whether or not a plug is connected to the dual-purpose jack 7, the potential of the detection port P2 is checked. In the case of the circuit of FIG. 4, the detection port P2 is dropped to the ground potential (L level) when the plug is not connected. If the detection port P2 is at the L level, it is determined that the plug is not connected, and the process ends from step F102.
[0030]
When the plug is connected to the shared jack 7, the terminal 5 is not grounded, so that the potential of the detection port P2 is pulled up to the H level. If the H level is detected by checking the detection port P2 in step F101, it is determined that the plug is connected, and the process proceeds to step F103.
In Step F103, the controller 1 outputs the OSC-ON signal from the port P1, and starts outputting the discrimination signal from the OSC4.
Next, in step F104, a predetermined time is awaited from the start of output of the OSC-ON signal. When waiting for a predetermined time is completed and the measurement timing is reached, the potential of the detection port P2 is checked in step F105.
In this case, due to the function of the detection unit 5 described above, the potential of the detection port P2 is at the H level when the microphone plug 200 is connected, and at the M level when the headphone plug 100 is connected. . Therefore, the controller 1 can determine the type of the connected plug by detecting whether the potential of the detection port P2 is H level or M level.
In the case of the circuit example of FIG. 4, since the switching unit 6 is normally connected to the microphone amplifier 2 side, when it is determined that the headphone plug 100 is connected, the process proceeds from step F106 to F107 and the relay control signal is output from the port P3. The switching unit 6 is switched to the headphone amplifier 3 side.
If it is determined that the microphone plug 200 is connected, there is no need to switch, and therefore step F107 is passed.
In step F108, the output of the OSC-ON signal from the port P1 is terminated, and the output of the discrimination signal by the OSC 4 is terminated.
[0031]
By such processing, appropriate circuit switching is realized according to the plug connection state and type. Each case is shown in FIG.
In FIG. 7, the period from time tON to tOFF in FIG. 7A indicates a period during which the acoustic signal input / output circuit of this example is turned on.
7B, 7C, and 7D show the case where the microphone plug 200 is connected to the dual-purpose jack 7, and FIGS. 7E, 7F, and 7G show the headphone plug 100 connected to the dual-purpose jack 7. 7 (h) and 7 (i) respectively show the case where the plug is not connected to the dual-purpose jack 7.
[0032]
First, the case where the microphone plug 200 is inserted at the time point t1 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7B, the potential (detection signal) of the detection port P2, which was at the L level when the plug is not connected, becomes the H level at the time t1 when the plug is connected.
Thereafter, the controller 1 causes the OSC 4 to output a determination signal during the period from step F103 to step F108 in FIG. For example, as shown in FIG. 7C, the OSC-ON signal from the port P1 is raised in the period from the time point t2 to the time point t4.
Note that the period (t2 to t4) during which the determination signal is output is, for example, about 1 second.
Then, as an intermediate timing of the 1 second period, for example, by waiting 500 msec in Step F104, the time t3 is set as the measurement timing, and the detection port P2 in Step F105 is checked.
When the microphone plug 200 is connected, the detection signal at the measurement timing t3 is at the H level as shown in FIG. 7B. This recognizes that the microphone plug 200 is connected. In this case, since switching of the switching unit 6 is not necessary, a relay control signal is not generated as shown in FIG.
If the microphone plug 200 is removed at time t5, the potential of the detection port P2 becomes L level as shown in FIG. 7B.
[0033]
Next, a case where the headphone plug 100 is inserted at time t1 will be described with reference to FIGS. 7 (e), (f), and (g).
As shown in FIG. 7E, the potential (detection signal) of the detection port P2 that was at the L level when the plug is not connected becomes the H level at the time t1 when the plug is connected.
Thereafter, the controller 1 causes the OSC 4 to output a determination signal during the period from step F103 to step F108 in FIG. That is, as in FIG. 7C, as shown in FIG. 7F, the OSC-ON signal is output from the port P1 in a period of about 1 second from time t2 to time t4.
When the headphone plug 100 is connected, as described above, the potential of the detection port P2 is lowered to the M level during the period (t2 to t4) during which the determination signal is output. The state pulled down to the M level is shown as time points t2 to t4 in FIG.
When the controller 1 uses the time t3 as the measurement timing and checks the detection port P2 in step F105, the potential of the detection port P2 is M level in this case, and thus the headphone plug 100 is connected. Can be recognized. In this case, since it is necessary to switch the switching unit 6 to the headphone amplifier 3 side, a relay control signal is generated at the time t3 when the type is determined as shown in FIG. 7G, and the relay RY of the switching unit 6 is driven. To switch.
Note that after the output of the determination signal is terminated at time t4, the potential of the detection port P2 in FIG. 7E returns to the H level.
If the headphone plug 100 is removed at time t5, the potential of the detection port P2 becomes L level as shown in FIG.
[0034]
As shown in FIG. 7 (h), if no plug is connected to the shared jack 7, the potential of the detection port P2 is kept at the L level. In that case, the OSC-ON signal is not generated because it is not necessary to determine the plug type.
[0035]
As described above, according to this embodiment, the dual-purpose jack 7 is used to correspond to the headphone plug 100 and the microphone plug 200. In addition, the plug connection detection and the plug type detection necessary for circuit switching in this case can be detected by the controller 1 using one detection port P2.
From these, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, by using the dual-purpose jack 7, it is possible to eliminate the inconvenience in space and the limitation in appearance design that occur when a plurality of jacks are attached to the front panel. Moreover, since a jack can be arrange | positioned by this at a front panel, the operativity suitable for a user can be maintained. Further, since the plug type is automatically detected and the connection of the internal circuit is switched, it is not necessary for the user to be aware of the type of plug to be connected, which also improves the operability.
Furthermore, since the controller 1 can perform plug connection detection and plug type detection using one detection port P2, it is not necessary to prepare an extra detection port, which is preferable in terms of circuit design.
The application of the discrimination signal is executed only for a certain period, and the voltage state between the terminal T4 and the ground is detected within the certain period. That is, the determination signal is generated only for a certain period (for example, 1 second) immediately after plug connection. Therefore, the discrimination signal does not affect the operation or function of the headphone system or the microphone system. Furthermore, since the discrimination signal is a high-frequency AC signal outside the audible band, there is no problem in terms of acoustics, and for example, by setting the frequency to about 200 KHz as described above, a clear voltage difference is detected when detecting the plug type. Obtainable.
In addition, with the above configuration, the detection port P2 becomes H level or L level according to the state of the plug connection detection terminal, and further becomes H level or M level according to the detection voltage state during application of the determination signal. That it is. Thereby, plug connection detection and plug type detection can be performed appropriately.
[0036]
In the present invention, the detection unit 5 is not limited to the configuration that performs reverse bias rectification as described above.
The detection port P2 may not be an A / D conversion input.
Since the plug connection detection and the plug type detection using the detection port P2 are performed at different timings as described above, for example, the plug connection detection is performed by determining the H / L level at the time of plug connection, and the subsequent determination. A configuration in which the plug type is detected by determining the H / L level during the generation period of the signal for use is also conceivable. In this case, the detection port P2 does not need to be capable of discriminating three or more values as an A / D conversion input, and may be configured as a port for performing H / L binary discrimination.
[0037]
In the case of the embodiment, the switching unit 6 is connected to the microphone amplifier 2 side in the initial state, and switched to the headphone amplifier 3 side when the headphone plug 100 is connected. This is suitable for preventing the headphone output signal from being input to the microphone for some reason.
However, as an example of the present invention, an example in which the headphone amplifier 3 side is selected in the initial state is also conceivable.
Alternatively, a switch configuration in which neither of them is selected in the initial state and one of them is connected only when the plug type is detected is possible.
The switching circuit configuration of the switching unit 6 is not limited to that using the relay RY, and a switching circuit configuration using, for example, a semiconductor switching element (transistor or the like) is also conceivable.
[0038]
In the embodiment, an example of the OSC 4 that generates an oscillation signal using a multivibrator and uses this as a determination signal has been described as the determination signal generation means of the present invention. In this case, there is an advantage that the OSC 4 can be configured at low cost. However, various other configurations of the SC 4 for generating the discrimination signal are conceivable.
For example, it is also possible to use an oscillation signal of a DC-DC converter for driving an FL tube used for a display unit of an apparatus as a discrimination signal.
Alternatively, a buffer may be attached to the switching signal of the switching power supply or chopper type regulator, and the output thereof may be used as a discrimination signal.
Further, a clock signal used in the digital circuit system or its frequency-divided signal may be buffered and its output used as a discrimination signal.
In these cases, the DC-DC converter, the power supply system switching signal generation unit, or the clock system circuit unit becomes the determination signal generation unit in the present invention, and an additional circuit configuration is provided as the determination signal generation unit. No need to add.
[0039]
By the way, in the embodiment, when a dual-purpose jack for the stereo headphone plug 100 and the monaural microphone plug 200 is provided, the inserted plug type is detected and the microphone amplifier 2 and the headphone amplifier 3 are switched and selected. Is widely applicable when a jack for both stereo plug and monaural plug is provided.
[0040]
For example, there are stereo headphones and monaural headphones. Therefore, for example, when a dual-purpose headphone jack capable of handling stereo headphones and monaural headphones is provided, plug connection detection and plug type detection (stereo or monaural) are performed in the same manner as in the above-described embodiment, and stereo in the headphone amplifier circuit. It is possible to perform circuit switching according to whether the audio signal output or monaural audio signal output, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.
[0041]
There are also a stereo microphone and a monaural microphone as microphones.
Therefore, when providing a dual-purpose microphone jack that can handle stereo microphones and monaural microphones, plug connection detection and plug type detection (stereo or monaural) are performed in the same manner as in the above embodiment, and stereo audio is generated within the microphone amplifier circuit. It is possible to perform circuit switching according to signal input or monaural audio signal input. This can also achieve the same effect as the above embodiment.
[0042]
Furthermore, there are monaural cables and stereo cables for line connection cables.
When a dual-purpose line connection jack (line input jack or line output jack) that can handle stereo cables and monaural cables is provided as a line input / output cable, plug connection detection and plug type detection (stereo It is possible to switch the circuit depending on whether the stereo audio signal is input or the monaural audio signal is input in the line input circuit or the line output circuit. This can also achieve the same effect as the above embodiment.
[0043]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, in the present invention, a stereo plug and a monaural plug (for example, a stereo headphone plug and a monaural microphone plug) can be connected using a dual-purpose jack, and the circuit is switched according to the connection plug. For this reason, since only one dual-purpose jack needs to be arranged on the front panel, it is possible to design appropriately according to space limitations or visual design convenience, and to improve the operability for the user.
Further, the control means (microcomputer) detects that the plug is connected to the dual-purpose jack according to the potential state of the predetermined detection port. In this case, the application of the discrimination signal is executed, and the voltage state between the second signal terminal and the ground terminal at that time is detected by the predetermined detection port. Thereby, the plug connection detection and the type detection of the connected plug (whether it is a stereo plug or a monaural plug) can be executed using one detection port. For this reason, it is not necessary to prepare an extra detection port for the plug type discrimination process required by using the dual-purpose jack in the control means, which is very suitable in terms of circuit design.
In particular, the detection port is set to the first level (for example, H level) or the second level (for example, L level) according to the state of the plug connection detection terminal, and further, according to the detection voltage state during application of the determination signal. Thus, the plug connection detection and the plug type detection can be appropriately performed by being configured to be the first level or the third level (for example, the M level).
[0044]
Further, the application of the discrimination signal is executed only for a certain period, and the voltage state between the second signal terminal and the ground terminal is detected within the certain period. That is, only when the plug type is detected, that is, only for a certain period immediately after the plug is connected, the determination signal is applied to the second signal terminal, so that the determination signal is an acoustic signal system such as a headphone system or a microphone system. Does not affect the operation or function of the machine.
In particular, since the discrimination signal is a high-frequency AC signal outside the audible band, there is no acoustic problem. In addition, since the difference in potential state between the stereo plug and the monaural plug becomes clearer as the frequency signal becomes higher, it is suitable for accurate plug type determination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an acoustic signal input / output circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a stereo headphone plug and a monaural microphone plug.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a plug type determination method according to the embodiment;
FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of the acoustic signal input / output circuit according to the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a determination signal according to the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of processing of the controller according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of controller detection and control processing according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
1 controller, 2 microphone amplifier, 3 headphone amplifier, 4 OSC, 5 detection section, 6 switching section, 7 dual-purpose jack, P2 detection port

Claims

A first signal terminal corresponding to one signal channel of the stereo plug and a signal channel of the monaural plug, a second signal terminal corresponding to the second signal channel of the stereo plug, a ground terminal, and a plug connection detection terminal Dual-purpose jack means to which a stereo plug and a monaural plug can be connected, and
Switching means for switching connection of a circuit system for input or output to the dual-purpose jack means;
A determination signal generating means for applying a determination signal for determining a connection plug to the second signal terminal;
Detecting means for detecting a voltage state between the second signal terminal and the ground terminal;
The detection port detects the potential corresponding to the state of the plug connection detection terminal, thereby detecting the plug connection to the jack means, and when the plug connection is detected, the determination signal generation means by the determination signal generation means Is detected, and the detection voltage state by the detection means during the determination signal application is detected by the detection port to determine whether the connected plug is a stereo plug or a monaural plug. Control means for controlling the switching means according to the result;
Equipped with a,
The control means executes the application of the discrimination signal by the discrimination signal generating means only for a certain period in response to the detection of the plug connection, and detects the detection voltage state by the detection means by the detection port within the certain period. ,
The acoustic signal input / output device characterized in that the discrimination signal generating means generates a high-frequency AC signal outside the audible band as the discrimination signal .

The detection port has a first level or a second level according to the state of the plug connection detection terminal, and further, the first level according to a detection voltage state by the detection means during application of the determination signal. The acoustic signal input / output device according to claim 1, wherein the acoustic signal input / output device is configured to be a third level.

The stereo plug that can be used by the dual-purpose jack means is a stereo headphone plug, and the monaural plug is a monaural microphone plug,
The acoustic signal input / output device according to claim 1, wherein the switching means is configured to switch connection of a microphone amplifier circuit and a headphone amplifier circuit to the dual-purpose jack means.

A first signal terminal corresponding to one signal channel of the stereo plug and a signal channel of the monaural plug, a second signal terminal corresponding to the second signal channel of the stereo plug, a ground terminal, and a plug connection detection terminal As an input / output circuit switching method in an acoustic signal input / output device having a dual-purpose jack having
Detecting that the plug is connected by detecting a potential corresponding to the state of the plug connection detection terminal using a predetermined detection port;
Applying a determination signal for determining a connection plug to the second signal terminal when plug connection is detected;
By detecting the voltage state between the second signal terminal and the ground terminal during the application of the determination signal by the detection port, it is determined whether the connected plug is a stereo plug or a monaural plug. And steps to
Switching the connection of the circuit system for input or output to the dual-purpose jack means according to the determination result of whether the connected plug is a stereo plug or a monaural plug;
Equipped with a,
The application of the determination signal in the step of applying the determination signal according to the plug connection detection is executed only for a certain period, and the detection voltage state in the detection step is detected by the detection port within the certain period,
The input / output circuit switching method, wherein the discrimination signal applied in the step of applying the discrimination signal is a high-frequency AC signal outside the audible band .