แง่มุมอิเล็กทรอนิกส์ของสัญญาณเสียงขนาด 3.5 มม. ของ iPhone

ฉันกำลังทำงานอยู่พักหนึ่งในโครงการเล็ก ๆ ของการสร้างไมค์ภายนอกสำหรับ iPhone ที่จะถูกต่อขนานกับหูฟัง (ผ่านแจ็ค 3.5 มม.) โดยทั่วไปฉันต้องการแทนที่ไมโครโฟนชุดหูฟังดั้งเดิมของ iPhone ด้วยไมโครโฟนตัวอื่น แต่ยังคงใช้หูฟังเพื่อฟัง

ด้านล่างเป็นรูปภาพของโครงสร้างต้นแบบ (จาก 2 ผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ แต่จริง ๆ แล้วไม่ทำงานอาจเป็นเพราะปัญหาอิมพีแดนซ์):

คำอธิบายบางอย่างเกี่ยวกับภาพ:

• รายการ # 5 - จุดแยกระหว่างแจ็คไมโครโฟนและแจ็คหูฟัง
• รายการ # 4 - ปลั๊ก iPhone 3.5 มม
• รายการ # 3 - ไมโครโฟนซึ่งตอนนี้ไม่ทำงานเนื่องจาก iPhone ดูเหมือนจะไม่ระบุตัวตน (อาจเป็นปัญหาความต้านทาน - ความต้านทานของมันอยู่ที่ประมาณ 650 โอห์ม)
• รายการ # 2 - แจ็คหูฟังง่าย ๆ (หูฟังใด ๆ ที่มีปลั๊กขนาด 3.5 มม. สามารถขอได้)
• รายการ # 1 - แจ็คไมโครโฟนเชื่อมต่อกับไมโครโฟนภายนอกที่ฉันมีตอนนี้

ฉันต้องการที่จะมุ่งเน้นคำถามของฉันในด้านไฟฟ้าของโครงการของฉันตอนนี้ ข้อมูลที่ทราบที่ฉันรวบรวมมา (โปรดอย่าลังเลที่จะแก้ไขข้อผิดพลาดที่คุณระบุ):

1. iPhone จ่ายไฟ 1.5 V ที่แจ็ค TRRS 3.5 มม.
2. ปลั๊ก TRRS ของ iPhone สร้างขึ้นจาก 4 พิน: ซ้าย / ขวา / กราวด์ / ไมโครโฟน

คำถาม:

1. การใช้พลังงานต่อหูฟัง iPhone แต่ละส่วนเป็นอย่างไร แต่ละส่วนหมายความว่ามี 2 ส่วนประกอบ - หูฟัง & ไมโครโฟนและฉันต้องการการใช้พลังงานแยกต่างหาก (โดยเฉพาะไมโครโฟน!)

2. ปัจจุบันไดรฟ์ iPhone บนไมโครโฟนของชุดหูฟังคืออะไรและปัจจุบันขับเคลื่อนบนหูฟัง

3. อ่านคำตอบอื่น ๆ ในหัวข้ออิมพีแดนซ์ว่า iPhone ระบุไมโครโฟนภายนอก (บนชุดหูฟังเป็นต้น) เฉพาะในกรณีที่อิมพีแดนซ์มีค่า± 1650 โอห์ม แต่กว่านั้นฉันอ่านคำตอบอื่นที่อ้างว่าอิมพิแดนซ์ที่ต้องการคือ± 5,000 โอห์ม ความคิดใด ๆ ที่ถูกต้อง?

4. ฉันควรจะวางแผนว่าอิมพิแดนซ์ไมโครโฟน (รวมสาย) เป็น 1650 Ohm (หรือ 5,000 Ohm ตามคำตอบที่ฉันจะได้รับสำหรับคำถาม # 3) หรือต้นแบบทั้งหมด (ไมโครโฟน + สาย + หูฟังปกติฉันจะขอเชื่อมต่อกับ 3.5 มม. ) ควรอยู่ด้วยกันที่ 1650 Ohm / 5000 Ohm?

5. ถูกต้องหรือไม่ที่จะบอกว่า 1.5 V ที่ให้มาโดยเอาท์พุทเสียงของ iPhone 3.5 มม. หมายความว่าพินด้านขวา / ซ้าย / ไมค์เป็นหน้าสัมผัสบวกกับ 1.5 V เทียบกับพินกราวน์ (หมายความว่าเรามี 3 วงจรขนาน แหล่งพลังงาน V)

นี่คือข้อมูลที่ฉันสามารถแบ่งปันกับคุณหลังจากใช้ชุดการทดลองของตัวเองและทำการค้นหา (อย่างกว้างขวาง) ผ่านทางเว็บสำหรับการทดสอบจริง ๆ ของคนอื่น ฉันทิ้ง / ละเว้นข้อมูลที่ฉันไม่สามารถทำซ้ำได้:

1. ความต้านทานของไมโครโฟนแฮนด์ฟรีขนาดจิ๋วของ Apple ที่หนึ่งรวมกับหูฟังที่รวมอยู่ในอุปกรณ์ gen รุ่นที่ 4 ของ iPhone อยู่ที่ประมาณ 1600 Ohms ซึ่งหมายความว่าหากคุณเพียงเชื่อมต่อตัวต้านทาน 1.6K ระหว่างการเชื่อมต่อ MIC และ GND ของตัวเชื่อมต่อ TRRS iOS จะเปลี่ยนไปใช้ไมโครโฟนภายนอก (อันที่จริงเป็นตัวต้านทานไม่ใช่ไมโครโฟน)

   ความจริงก็คือ iOS และอุปกรณ์ต่าง ๆ จะใช้อัลกอริธึมการตัดสินใจที่แตกต่างกันเมื่อพยายามที่จะ "เดา" หากมีไมโครโฟนภายนอกเชื่อมต่อกับ iPhone, iPad หรือ iPod คุณสามารถค้นหาการอ้างอิงบางอย่างในเว็บ (ฉันจะไม่อ้างอิงพวกเขาที่นี่ในขณะที่ฉันพิจารณาข้อมูลที่ทำให้เข้าใจผิด) ซึ่งระบุความต้านทานและพฤติกรรมที่แตกต่างกันของเกณฑ์สำหรับอัลกอริทึมของ iOS และอุปกรณ์แต่ละรุ่น

   คำแนะนำของฉันง่าย: ลืมเกี่ยวกับรายละเอียดเต็มไปด้วยเลือดของ iOS รุ่นต่าง ๆ ออกมี เพียงใช้ตัวต้านทาน 1.6K เลียนแบบไมโครโฟนจิ๋ว iPhone ของแท้ ฉันคิดว่า Apple จะไม่เปลี่ยนพฤติกรรม iOS ในอนาคตอันใกล้นี้จะมีเฮดโฟนแฮนด์ฟรีนับล้าน!

2. iPhone รวมถึงโทรศัพท์มือถืออื่น ๆ จะใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงประมาณ 1.5-2.5V กับไมโครโฟน วัตถุประสงค์ของนี่คือสองเท่า: มันทำหน้าที่ iPhone เป็นวิธีการวัดความต้านทาน DC ภายนอกของไมโครโฟนและยังช่วยเพิ่มพลัง preamplifier ที่สร้างขึ้นในไมโครโฟนอิเล็กเทรตขนาดเล็กจำนวนมาก

   ข้างต้นหมายความว่าคุณควรระวังเมื่อเชื่อมต่อกับการเชื่อมต่อไมโครโฟนของอุปกรณ์ Apple ไม่ว่าจะโดย AC ต่อสัญญาณของคุณที่ด้านบนของตัวต้านทาน 1.6K ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้หรือโดยใช้ตัวแบ่งแรงดันที่มีตัวต้านทานที่ใหญ่กว่า . ซึ่งนำไปสู่หัวข้อถัดไป ...

3. อินพุตไมโครโฟนของ iPhone จะอิ่มตัวที่ 40 mV สูงสุด (มิลลิโวลต์) ดังนั้นคุณต้องปรับความกว้างของสัญญาณเสียงของคุณให้อยู่ในระดับที่ใกล้เคียงกัน

4. ระวังขั้วต่อปลั๊กขนาด 3.5 มม. TRRS แบบตัวผู้ (ตัวผู้)! ก่อนใช้งานให้ดูการเชื่อมต่อที่ฐานปลั๊ก (S หรือ "ปลอกหุ้ม") อย่างระมัดระวัง ขั้วต่อบางตัวจะสิ้นสุดในแผ่นโลหะกลมที่เชื่อมต่อกับแขนเสื้อ

   ปัญหาคืออุปกรณ์ Apple จำนวนมาก (สำหรับ instante, iPhone 4) มีกล่องหุ้มโลหะที่เชื่อมต่อกับสายกราวด์และตัวเชื่อมต่อชนิดนี้จะทำให้การติดต่อระหว่างตู้ (พื้น) และปลอก (ไมโครโฟน) ทำให้ไร้ประโยชน์ทุกความพยายามของคุณ ฉีดสัญญาณเสียง ฉันประสบปัญหานี้ในอดีตโดยใช้เวลาหลายชั่วโมงพยายามคิดว่าทำไม iPhone ถึงไม่รู้จักตัวต้านทาน 1.6K ที่เชื่อมต่ออย่างเหมาะสม

   คุณสามารถค้นหารูปภาพสวย ๆ ของปัญหานี้และวิธีแก้ปัญหาแบบโฮมเมดสำหรับมัน: http://martinjohnsoncommunications.blogspot.com.es/2012/04/iphone-external-mic-connection-solved.html

ฉันไม่มี iPhone ดังนั้นสิ่งเหล่านี้คาดเดาได้:

คุณใช้ไมค์ประเภทใด ชุดหูฟังไมโครโฟนน่าจะเป็นไมโครโฟนแบบใช้ไฟฟ้าและใช้ไฟ 1.5V เพื่อจ่ายกำลัง อิเลคเทรตจะมีความต้านทานสูงต่ออินพุตไมโครโฟนซึ่งตรงข้ามกับไมโครโฟนไดนามิก
ฉันเดาตัวต้านทานอคติ (ภายในกับ iPhone) อาจจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับ1kΩ (ที่น่าสนใจนี้กระดาษกล่าวว่า640Ω)
คุณอาจจะสามารถทดสอบสิ่งสมรรถภาพตรวจพบที่โดยการเชื่อมต่อหม้อ / ต้านทานในสถานที่ของไมค์ (จากสายไมค์ไป กราวด์) เปลี่ยนแปลงค่าจาก500Ωขึ้นไปจนกระทั่งตรวจจับไมค์แล้วบันทึกค่า

1.5V น่าจะมีอยู่เฉพาะบนสายไมค์ (สัมพันธ์กับสายกราวด์) เว้นแต่ว่าหูฟังจะทำอะไร "พิเศษ" คุณสามารถทดสอบสิ่งนี้ได้อย่างง่ายดายด้วยมัลติมิเตอร์

กระแสของไมค์มีแนวโน้มที่จะเล็กมากน้อยกว่า mA หูฟังอาจจะอยู่ที่ประมาณ 20 - 40mW

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณกำลังเชื่อมต่อกับสายไฟที่ถูกต้อง - IIRC ปลอกไม่ได้ต่อกับแจ็ค iPhone

ฉันไปตอบรับชิ้นส่วนการเดินสายพร้อมตัวต้านทาน