本實(shí)用新型涉及對(duì)講機(jī)，手機(jī)，電子聲音傳播播放領(lǐng)域，耳機(jī)/耳麥喇叭斷線與短路檢測電路，具體說是一種面向無線電接收機(jī)，電子聲音傳播播放設(shè)備(器)的耳機(jī)/耳麥喇叭斷線與短路檢測電路。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代的生活中，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，無線電對(duì)講機(jī)，手機(jī)，電子聲音播放系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。人們?cè)谑褂脤?duì)講機(jī)/手機(jī)/收音機(jī)等傳輸播放設(shè)備時(shí)，要用到喇叭耳機(jī)/耳麥，而當(dāng)其斷線或短路時(shí)用戶并不能及時(shí)察覺到，尤其是在開機(jī)時(shí)如果耳機(jī)/耳麥喇叭有斷線或短路發(fā)生，開機(jī)后就一直不能接收到聲音或聽不到播放聲，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不了，影響無線電對(duì)講機(jī)，手機(jī)，電子聲音播放系統(tǒng)的使用。因此急需一種可以檢測耳機(jī)/耳麥喇叭有斷線或短路的檢測裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)不足，本實(shí)用新型的目的提供一種面向耳機(jī)/耳麥喇叭斷線與短路檢測電路。該電路在不影響耳機(jī)/耳麥喇叭正常使用的情況下，可以及時(shí)檢測出來耳機(jī)/耳麥喇叭斷線與短路，提供提示報(bào)警的依據(jù)。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種面向耳機(jī)/耳麥喇叭斷線與短路檢測電路，包括MCU、測量信號(hào)分壓電路和高頻信號(hào)放大保護(hù)電路；所述MCU的檢測控制信號(hào)輸出端與高頻信號(hào)放大保護(hù)電路連接，MCU的電壓信號(hào)輸入端通過測量信號(hào)分壓電路與高頻信號(hào)放大保護(hù)電路連接；所述高頻信號(hào)放大保護(hù)電路設(shè)于耳機(jī)/耳麥喇叭與音頻信號(hào)輸出電路之間。

所述測量信號(hào)分壓電路包括兩個(gè)分壓電阻：MCU的檢測控制信號(hào)輸出端通過分壓電阻R1與高頻信號(hào)放大保護(hù)電路連接，還通過分壓電阻R3接地。

所述高頻信號(hào)放大保護(hù)電路包括分壓電阻R2、電容C1和放大器；音頻信號(hào)輸出電路的輸出端依次通過放大器、電容C1與耳機(jī)/耳麥喇叭輸入端連接，耳機(jī)/耳麥喇叭輸入端通過分壓電阻R2接地。

當(dāng)用于直流檢測時(shí)，MCU的檢測控制信號(hào)輸出端依次通過三極管Tr1、電阻R4后，再與分壓電阻R2和電容C1的結(jié)點(diǎn)連接，還與分壓電阻R1連接；所述MCU的檢測控制信號(hào)輸出端與三極管Tr1基極連接，三極管Tr1的發(fā)射極與電源連接，集電極與電阻R4連接。

當(dāng)用于交流檢測時(shí)，MCU的檢測控制信號(hào)輸出端通過電容C2與放大器的輸入端連接。

當(dāng)用于交流檢測時(shí)，測量信號(hào)分壓電路與MCU的電壓信號(hào)輸入端間連有保護(hù)電路；所述保護(hù)電路為兩個(gè)串聯(lián)的二極管D1、D2；分壓電阻R1和分壓電阻R3的結(jié)點(diǎn)與二極管D1的負(fù)極、二極管D2的正極連接，二極管D2的負(fù)極與電源連接，二極管D1的正極接地。

當(dāng)用于交流檢測時(shí)，保護(hù)電路與MCU的電壓信號(hào)輸入端間連有半波整流電路；所述半波整流電路包括二極管D3、電阻R4和電容C3；二極管D1、D2間的結(jié)點(diǎn)與二極管D3正極連接，二極管D3負(fù)極與MCU的電壓信號(hào)輸入端連接，還分別通過電阻R4、電容C3接地

本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型面向無線電對(duì)講機(jī)，手機(jī)，電子聲音播放設(shè)備，可及時(shí)檢測出耳機(jī)/耳麥喇叭的斷線/短路故障，以免影響使用。

2.本實(shí)用新型有低成本，電路簡單，實(shí)用，可靠等優(yōu)點(diǎn)。

3.本實(shí)用新型的測量信號(hào)分壓電路能夠減小外部電路對(duì)MCU的影響。

4.本實(shí)用新型的高頻信號(hào)放大保護(hù)電路能夠在不影響通常聲音輸出性能的情況下，為耳機(jī)/耳麥喇叭的斷線提供電壓信號(hào)。

5.本實(shí)用新型的保護(hù)電路能夠防止過電壓及負(fù)電壓加載給MCU的A/D輸入端口；半波整流電路能夠提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的檢測信號(hào)及縮短響應(yīng)時(shí)間。

6.本實(shí)用新型可以采用直流和交流兩種檢測方式，采用直流檢測方式在檢測時(shí)會(huì)聽到檢測音，但電路及方法簡單；采用交流檢測方式時(shí)可以聽不到檢測音，均能夠?qū)崿F(xiàn)不影響通常聲音輸出性能的情況下耳機(jī)/耳麥喇叭斷線/短路的 故障檢測。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型在直流檢測時(shí)的電路圖；

圖2是本實(shí)用新型在交流檢測時(shí)的電路圖；

圖3是本實(shí)用新型的直流偏壓方式的處理流程圖；

圖4是本實(shí)用新型的交流偏壓方式的處理流程圖；

圖5是本實(shí)用新型的交流偏壓方式的數(shù)據(jù)采樣時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型給出直流交流兩種方式適用于講機(jī)/手機(jī)等語音傳輸播放設(shè)備的喇叭耳機(jī)/耳麥斷線與短路的檢測電路。

如圖1所示，當(dāng)用于直流檢測時(shí)：

本實(shí)用新型包括MCU、三極管Tr1、電阻R4、測量信號(hào)分壓電路和高頻信號(hào)放大保護(hù)電路。本實(shí)用新型在原有的耳機(jī)/耳麥喇叭輸入端與音頻信號(hào)輸出電路之間連接高頻信號(hào)放大保護(hù)電路；MCU檢測控制信號(hào)輸出端依次通過三極管Tr1、電阻R4與測量信號(hào)分壓電路和高頻信號(hào)放大保護(hù)電路連接；高頻信號(hào)放大保護(hù)電路通過測量信號(hào)分壓電路與MCU的模擬量信號(hào)輸入端連接。

單片機(jī)(MCU)設(shè)有檢測控制信號(hào)輸出端(DX01)和模擬量信號(hào)輸入端(DXm)。檢測控制信號(hào)輸出端(DX01)給出低電平信號(hào)[PLS1]，檢測控制信號(hào)控制開關(guān)三極管Tr1導(dǎo)通，電源電壓VCC通過Tr1、使限流電阻分壓R4和分壓電阻R2與耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)內(nèi)阻R5流有電流，耳機(jī)/耳麥喇叭電壓通過分壓電阻R1與分壓電阻R3得到電壓信號(hào)[AD1]，其電壓信號(hào)輸入到單片機(jī)MCU測量輸入端(DXm)，測量電壓值，可判斷耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)發(fā)生了斷線或短路。

如圖2所示，當(dāng)用于交流檢測時(shí)：

本實(shí)用新型包括MCU、電容C2、高頻信號(hào)放大保護(hù)電路、測量信號(hào)分壓電路、保護(hù)電路和半波整流電路。本實(shí)用新型在原有的耳機(jī)/耳麥喇叭輸入端與音 頻信號(hào)輸出電路之間連接高頻信號(hào)放大保護(hù)電路；MCU檢測控制信號(hào)輸出端通過電容C2與高頻信號(hào)放大保護(hù)電路連接；高頻信號(hào)放大保護(hù)電路依次通過測量信號(hào)分壓電路、保護(hù)電路、半波整流電路與MCU的模擬量信號(hào)輸入端連接。

單片機(jī)(MCU)設(shè)有檢測控制信號(hào)輸出端(DX02)和模擬量信號(hào)輸入端(DXm)。檢測控制信號(hào)輸出端(DX02)給出交流高低電平信號(hào)[PLS2]，經(jīng)過隔直電容C2，再經(jīng)音頻功放(AMP)放大輸出，在并聯(lián)電阻R2與耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)內(nèi)阻R5流有電流產(chǎn)生檢測電壓，耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)的檢測電壓通過分壓電阻R1與分壓電阻R3的分壓以及保護(hù)二極管(D1，D2)，半波整流電路(D3，R4，C3)得到檢測測量的電壓信號(hào)[AD2]，輸入到單片機(jī)MCU測量輸入端(DXm)，在控制信號(hào)輸出端(DX02)輸出高電平期間測量耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)的電壓值，可判斷耳機(jī)/耳麥喇叭(SP)發(fā)生了斷線或短路。

本實(shí)用新型的控制信號(hào)通過所定的電阻將所定的直流或低頻率的電流加給耳機(jī)/耳麥喇叭，測量該輸出變化信號(hào)，其測量值電壓跟所定的閾值相比，根據(jù)是超過了閾值還是小于閾值，判斷其測量值檢測耳機(jī)/耳麥喇叭的斷線與短路的方法。本實(shí)用新型適用于包括對(duì)講機(jī)，手機(jī)，電子語音傳播播放器等有線語音裝置。

如圖3所示，當(dāng)用于直流檢測時(shí)，檢測方法1(直流偏壓方式)具體如下：

MCU給出DXo1控制信號(hào)使Tr1導(dǎo)通，Vcc通過限流分壓R4加到分壓電阻R2與耳機(jī)/耳麥喇叭(R3電阻)并聯(lián)的電路上，其電壓通過分壓電阻R1及分壓電阻R3得到電壓信號(hào)[AD1]輸入到MCU的A/D輸入腳DXm，MCU檢測DXm其電壓值，根據(jù)其檢測到的電壓值與斷線閾值/短路閾值進(jìn)行對(duì)比，判斷其是否斷線與短路。

1、首先確定閾值范圍：

檢測電壓值如下：

Vdxm＝{(R2*R5/(R2+R5)}/{R4+(R2*R5)/(R2+R5)}*Vcc

*R3/(R1+R3)

R4為100～200Ω，R2為10KΩ～30KΩ，而R5為4～160Ω之間。

正常時(shí)，Vdxm1約＝(R5/(R4+R5)*Vcc*R3/(R1+R3)(單位：V)

斷線時(shí)，Vdxm2約＝(R2/(R4+R2)*Vcc*R3/(R1+R3)(單位：V)

短路時(shí)，Vdxm0約＝0(單位：V)

斷線閾值＝在小于Vdxm1大于Vdxm2之間，即：Vdxm2<斷線閾值<Vdxm1；

短路閾值＝在小于Vdxm2大于0之間，即：0<短路閾值<Vdxm2。

其斷線閾值>短路閾值。

2、將各種耳機(jī)/耳麥喇叭的阻值分別代入上述公式，選取同時(shí)滿足各種耳機(jī)/耳麥喇叭的斷線閾值和短路閾值；其中斷線閾值需小于各種耳機(jī)/耳麥喇叭斷線時(shí)的電壓值；短路閾值需略大于零。

通常耳機(jī)/耳麥喇叭的電阻為8Ω。

R5為8Ω，R4＝100Ω，R2＝20kΩ，Vcc＝3V，R1＝100kΩ，R3＝100kΩ時(shí)：

正常時(shí)，Vdxm1約＝(R5/(R4+R5)*Vcc*R3/(R1+R3)

＝8/(108)*3*0.5＝111mV＝V1

斷線時(shí)，Vdxm2約＝(R2/(R4+R2)*Vcc*R3/(R1+R3)

＝20/20.1*3*0.5＝1.49V＝V2

短路時(shí)，Vdxm0約＝0V

考慮到特殊耳機(jī)/耳麥喇叭的電阻為100Ω，

R5為100Ω，R4＝100Ω，R2＝20kΩ，Vcc＝3V，R1＝100kΩ，R3＝100kΩ時(shí)：

正常時(shí)，Vdxm1約＝(R5/(R4+R5)*Vcc*R3/(R1+R3)

＝100/(200)*3*0.5＝750mV＝V3

斷線時(shí)，Vdxm2約＝(R2/(R4+R2)*Vcc*R3/(R1+R3)

＝20/20.1*3*0.5＝1.49V＝V4

短路時(shí)，Vdxm0約＝0V

這時(shí)斷線閾值設(shè)定＝1.2V；即設(shè)定斷線閾值<V2且斷線閾值<V4。

短路閾值設(shè)定＝50mV；即設(shè)定0<短路閾值<V3。

耳機(jī)/耳麥喇叭斷線時(shí)檢測到電壓值〉1.2V，正常時(shí)檢測到電壓值在>50mV與<1.2V之間,短路時(shí)檢測到電壓值<50mV。

如圖4所示，當(dāng)用于交流檢測時(shí)，檢測方法2(交流偏壓方式)具體如下：

MCU給出DX02交流高低控制信號(hào)，通過隔直電容C1及音頻功放AMP輸出到分壓電阻R2及耳機(jī)/耳麥喇叭(R 5電阻)上流有電流產(chǎn)生檢測電壓，其檢測電壓通過分壓電阻R1與分壓電阻R3的分壓，保護(hù)二極管D2及保護(hù)二極管D1是為了防止過電壓或負(fù)電壓加到MCU的A/D端口[DXm]，經(jīng)過半波整流電路(D3，R4，C3)得到檢測信號(hào)[AD2]，MCU在DX02輸出高電平期間檢測信號(hào)[AD2]的電壓值，根據(jù)其檢測到的電壓值與斷線閾值/短路閾值進(jìn)行對(duì)比，判斷其是否斷線與短路。

如圖5所示，在DXo2輸出信號(hào)高電平期間，MCU通過A/D端口[DXm]采取檢測信號(hào)[AD2]得到檢測電壓值，為提高檢測電壓值的準(zhǔn)確性，采取在一個(gè)DXo2輸出信號(hào)高電平期間多次采取檢測信號(hào)[AD2]得到檢測電壓值。為進(jìn)一步提高檢測電壓值的準(zhǔn)確性，在多個(gè)DXo2輸出信號(hào)高電平期間多次采取檢測信號(hào)[AD2]得到檢測電壓值，對(duì)檢測到的多個(gè)檢測電壓值進(jìn)行濾波處理。

1、首先確定閾值范圍：

I為音頻功放即放大器的輸出電流，檢測電壓值如下：

Vdxm＝{(R2*R 5)/(R2+R 5)}*I*R3/(R1+R3)

R2為1KΩ～10KΩ，而R5為4～160Ω之間。

正常時(shí)，Vdxm1約＝R 5*I*R3/(R1+R3)

斷線時(shí)，Vdxm2約＝R2*I*R3/(R1+R3)(最大不超過Vcc)

短路時(shí)，Vdxm0約＝0

斷線閾值＝在小于Vdxm1大于Vdxm2之間，即：Vdxm2<斷線閾值<Vdxm1；

短路閾值＝在小于Vdxm2大于0之間，即：0<短路閾值<Vdxm2。

其斷線閾值〉短路閾值。

2、將各種耳機(jī)/耳麥喇叭的阻值分別代入上述公式，選取同時(shí)滿足各種耳 機(jī)/耳麥喇叭的斷線閾值和短路閾值；其中斷線閾值需小于各種耳機(jī)/耳麥喇叭斷線時(shí)的電壓值；短路閾值需略大于零。

通常耳機(jī)/耳麥喇叭的電阻為8Ω。

R 5為8Ω，R2＝1kΩ，I＝20mA，Vcc＝3V，R1＝100kΩ，R3＝100kΩ時(shí)：

正常時(shí)，Vdxm1約＝R 5*I*R3/(R1+R3)

＝8*0.02*0.5＝80mV＝V1

斷線時(shí)，Vdxm2約＝R2*I*R3/(R1+R3)(R2*I最大不超過Vcc)

＝Vcc*0.5＝1.5V＝V2

短路時(shí)，Vdxm0約＝0

考慮到特殊耳機(jī)/耳麥喇叭的電阻為100Ω，

R 5為100Ω，R2＝1kΩ，I＝20mA，Vcc＝3V，R1＝100kΩ，R3＝100kΩ時(shí)：

正常時(shí)，Vdxm1約＝R 5*I*R3/(R1+R3)

＝100*0.02*0.5＝1V＝V3

斷線時(shí)，Vdxm2約＝R2*I*R3/(R1+R3)(R2*I最大不超過Vcc)

＝Vcc*0.5＝1.5V＝V4

短路時(shí)，Vdxm0約＝0

這時(shí)斷線閾值設(shè)定＝1.2V；即設(shè)定斷線閾值<V2且斷線閾值<V4。

短路閾值設(shè)定＝50mV；即：0<短路閾值<V3。

耳機(jī)/耳麥喇叭斷線時(shí)檢測到電壓值>1.2V，正常時(shí)檢測到電壓值在>50mV與<1.2V之間,短路時(shí)檢測到電壓值<50mV。

如圖3、4所示，若DXm電壓值大于斷線閾值，則進(jìn)行斷線處理；若DXm電壓值小于短路閾值，則進(jìn)行短路處理；否則斷線/短路檢測結(jié)束，為正常。

其中，斷線處理具體為：通過聲光報(bào)警電路，給出斷線報(bào)警。

短路處理具體為：通過聲光報(bào)警電路，給出短路報(bào)警。

另外，本實(shí)用新型還包括與MCU連接的聲光報(bào)警電路，當(dāng)DXm電壓值>斷線閾值進(jìn)行斷線的聲光報(bào)警；當(dāng)DXm電壓值<短路閾值，進(jìn)行短路的聲光報(bào)警。