close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2011116647&KIND=A1.

код для вставкиСкачать
Patent Translate
Powered by EPO and Google
Уведомление
Этот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным,
точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как
относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте
машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US2011116647
ФОН
[0001]
Электронные устройства, такие как компьютеры, медиаплееры и сотовые телефоны,
обычно содержат аудиоразъемы. Аксессуары, такие как гарнитуры, имеют сопрягающиеся
заглушки. Пользователь, который хочет использовать гарнитуру с электронным
устройством, может подключить гарнитуру к электронному устройству, вставив штекер
гарнитуры в сопрягаемый аудиоразъем на электронном устройстве. Миниатюрные (3,5 мм)
телефонные разъемы и штекеры являются широко используемыми электронными
устройствами, такими как ноутбуки и медиаплееры, потому что такие аудио разъемы
относительно компактны. Поскольку для передачи видеосигналов иногда используются
телефонные разъемы и штекеры 3,5 мм, такие аудио разъемы 3,5 мм иногда называют
аудио-видео (A / V) разъемами.
[0002]
Гарнитуры и другие аксессуары имеют динамики, которые можно использовать для
воспроизведения звука для пользователя. Некоторые аксессуары имеют микрофоны.
Микрофоны могут использоваться, чтобы уловить звук голоса пользователя. Это позволяет
использовать электронное устройство для записи голосовых заметок. Электронные
устройства с сотовой телефонной связью могут использовать микрофон на аксессуаре для
24-02-2019
1
сбора голоса пользователя во время телефонного звонка.
[0003]
В некоторых гарнитурах микрофоны используются для формирования части схемы
шумоподавления. Когда функции шумоподавления активны, влияние окружающего шума на
воспроизведение звука может быть уменьшено. Микрофоны также можно использовать для
шумоподавления голосового микрофона.
[0004]
Операции шумоподавления обычно реализуются с использованием аналоговой схемы
шумоподавления. Схема аналогового шумоподавления вычитает взвешенную версию
сигнала микрофона из аудиосигнала.
[0005]
Хотя обычные схемы схем шумоподавления могут быть удовлетворительными в некоторых
ситуациях, недавние достижения в качестве наушников и точности воспроизведения звука
увеличивают нагрузку на традиционные схемы шумоподавления. Эти трудности затрудняют
или делают невозможным реализацию желаемых уровней характеристик шумоподавления с
помощью традиционных подходов.
[0006]
Обычные устройства аудио-видео разъемов также могут затруднить или сделать
невозможным реализацию желаемых функций в системе. Например, обычные 3,5-мм
разъемы и вилки и соответствующие кабели могут не иметь достаточной полосы
пропускания для передачи больших объемов данных.
РЕЗЮМЕ
24-02-2019
2
[0007]
Электронные устройства и внешнее оборудование, такое как наушники и другие
аксессуары, могут обрабатывать цифровые сигналы. Эти цифровые сигналы могут
включать в себя цифровые аудиоданные и цифровые видеоданные. Аудио-видео (A / V)
разъемы, которые иногда называют разъемами типа «наконечник-кольцо-рукав» (TRRS),
разъемы типа наконечник-кольцо-рукав (TRS) или аудио разъемы, могут включать
электрические и оптические компоненты. Например, аудиоразъем может включать в себя
электрические контакты, которые связаны с электрической схемой приемопередатчика, и
оптический путь, который связан с электрической схемой оптического приемопередатчика.
[0008]
Электронное устройство может быть снабжено схемой обработки цифровых аудиосигналов.
Коммутационная схема может быть сконфигурирована для обеспечения формирования
соответствующих наборов путей электрических сигналов. Например, в конфигурациях, в
которых не требуются оптические функции, схема переключения может быть
сконфигурирована для соединения электрической схемы приемопередатчика данных или
аналоговой схемы с электрическими контактами в аудиоразъеме. Когда требуется
оптическая функциональность, схема переключения может быть сконфигурирована для
маршрутизации сигналов мощности по электрическим путям, в то время как оптические
сигналы используются для передачи потенциально больших объемов цифровых данных.
[0009]
Аудио разъемы могут включать в себя проводящие контактные структуры (например,
наконечник, кольцо и проводники втулки). Эти проводники могут быть разделены
изолирующими структурами. Например, кольцо изолятора может быть расположено между
каждым из проводников. Оптические функциональные возможности могут быть встроены в
аудиоразъемы с использованием коаксиальных оптических путей или, когда прозрачный
материал используется для изолятора, который расположен между соответствующими
проводящими контактами в аудиоразъемах, путем передачи света радиально через
изолятор.
24-02-2019
3
[0010]
Аудио разъемы с оптическими и электрическими возможностями могут использоваться в
электрических устройствах и кабелях, а также во внешнем оборудовании, таком как
распределительные коробки и другие аксессуары. Оптические возможности разъемов могут
использоваться для передачи видеоданных, аудиоданных, таких как данные
шумоподавления, или других подходящих данных.
[0011]
Дополнительные признаки изобретения, его природа и различные преимущества станут
более очевидными из прилагаемых чертежей и следующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[0012]
ИНЖИР. 1 является принципиальной схемой иллюстративного электронного устройства,
связанного с аксессуаром, таким как гарнитура, коммутационный блок или другое внешнее
оборудование в системе в соответствии с вариантом осуществления настоящего
изобретения.
[0013]
ИНЖИР. Фиг.2 - схема, показывающая, как можно использовать канал связи, который
включает в себя соединитель «наконечник-кольцо-гильза», чтобы позволить оборудованию
взаимодействовать в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0014]
ИНЖИР. Фиг.3 - принципиальная схема, показывающая иллюстративную схему, которая
может использоваться в электронном устройстве для электрической и оптической связи с
аксессуаром и для обеспечения функций обработки и питания в соответствии с вариантом
осуществления настоящего изобретения.
[0015]
ИНЖИР. 4 - принципиальная схема иллюстративной схемы в аксессуаре, который
выполняет функции обработки и который электрически и оптически связывается со схемой
24-02-2019
4
в электронном устройстве, таком как схема на фиг. 3 в соответствии с вариантом
осуществления настоящего изобретения.
[0016]
ИНЖИР. На фиг.5 показана схема иллюстративной системы, в которой электронное
оборудование, такое как коммутационная коробка, служит интерфейсом между
электронным устройством и другим оборудованием в соответствии с вариантом
осуществления настоящего изобретения.
[0017]
ИНЖИР. Фиг.6 - схема, показывающая, как электронное устройство может связываться с
внешним оборудованием с использованием кабеля, имеющего разъемы с оптическими и
электрическими компонентами, в соответствии с вариантом осуществления настоящего
изобретения.
[0018]
ИНЖИР. Фиг.7 - схема, показывающая, как электронное устройство может связываться с
внешним оборудованием, используя кабель с разъемом на одном конце, который имеет
оптические и электрические компоненты, в соответствии с вариантом осуществления
настоящего изобретения.
[0019]
ИНЖИР. Фиг.8 - принципиальная схема, показывающая, как электронное устройство может
обмениваться данными с внешним оборудованием с использованием кабеля, который
содержит схемы оптического и электрического и оптического интерфейса в соответствии с
вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0020]
ИНЖИР. Фиг.9 - схема поперечного сечения иллюстративного кабеля, содержащего четыре
провода и оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего
изобретения.
[0021]
ИНЖИР. 10 представляет собой поперечное сечение иллюстративного кабеля,
содержащего четыре провода и два оптических волокна в соответствии с вариантом
24-02-2019
5
осуществления настоящего изобретения.
[0022]
ИНЖИР. Фиг.11 - схема поперечного сечения иллюстративного разъема и штекера, которые
соединены с кабелем, имеющим оптоволокно и провода, в соответствии с вариантом
осуществления настоящего изобретения.
[0023]
ИНЖИР. Фиг.12 - схема оптического пути, соединенного с парой оптических
приемопередатчиков в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0024]
ИНЖИР. Фиг.13 - вид в перспективе иллюстративной пары аудиоразъемов, которые имеют
признаки сцепления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0025]
ИНЖИР. 14 представляет собой поперечное сечение иллюстративного разъема и ответного
гнезда типа, показанного на фиг. 13, показывающий, как оптический источник и оптический
детектор могут быть связаны с соответствующими оптическими волокнами в кабеле в
соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0026]
ИНЖИР. 15 представляет собой вид в перспективе иллюстративного штекера, имеющего
кольцевые прозрачные участки, через которые свет может передаваться на структуры
оптического волокна в присоединенном кабеле в соответствии с вариантом осуществления
настоящего изобретения.
[0027]
ИНЖИР. 16 представляет собой вид в перспективе части электронного устройства,
содержащего гнездо и связанные кольцевые области источника и детектора, которые могут
совмещаться с кольцевыми прозрачными областями гнезда в гнезде типа, показанного на
фиг. 15 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0028]
24-02-2019
6
ИНЖИР. 17 - вид сбоку в поперечном разрезе системы на основе вилки типа, показанного
на фиг. 15 и домкрат типа, показанного на фиг. 16 в соответствии с вариантом
осуществления настоящего изобретения.
[0029]
ИНЖИР. Фиг.18 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе иллюстративной
системы штепсельных вилок, в которой штепсельная вилка имеет прозрачные кольцевые
изоляторы, а джек имеет соответствующий источник и детекторы в соответствии с
вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0030]
ИНЖИР. 19 представляет собой вид в перспективе иллюстративного электронного
устройства и связанного с ним аксессуара, который имеет вертикально установленный
выступающий гибридный штекер, который принимается гибридным разъемом в
электронном устройстве в соответствии с вариантом осуществления настоящего
изобретения.
[0031]
ИНЖИР. 20 является блок-схемой последовательности операций иллюстративных этапов,
участвующих в настройке и использовании электрического оборудования, которое имеет
оптические и электрические разъемы, в соответствии с вариантом осуществления
настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0032]
Электронные компоненты, такие как электронные устройства и другое оборудование, могут
быть взаимосвязаны с использованием проводных и беспроводных каналов.
Например, беспроводной путь может использоваться для соединения сотового телефона с
беспроводной базовой станцией.
24-02-2019
7
Проводные каналы могут использоваться для подключения электронных устройств к
оборудованию, такому как компьютерная периферия и аудио аксессуары.
Например, пользователь может использовать проводной путь для подключения
портативного музыкального проигрывателя к гарнитуре.
[0033]
В типичной проводной линии провода используются для обработки электрических сигналов.
Одно или несколько оптических волокон могут быть включены в ту же проводную линию, что
и провода.
Например, кабель может содержать четыре провода и одно или два оптических волокна (в
качестве примера).
[0034]
В устройстве такого типа оптическое волокно или волокна в кабеле могут образовывать
оптический путь, а провода могут образовывать электрический путь, который проходит
параллельно оптическому пути.
Оптические и электрические тракты могут использоваться для передачи цифровых данных,
таких как аудиоданные, видеоданные, данные контрольного сигнала и т. Д.
При желании сигналы мощности и аналоговые сигналы могут передаваться по
электрическому тракту.
[0035]
24-02-2019
8
Разъемы могут быть предусмотрены в проводном тракте, который содержит электрические
и оптические тракты.
Например, штекерные и / или розеточные разъемы могут быть предусмотрены на одном
или обоих концах кабеля или могут использоваться для непосредственного подключения
аксессуара к электронному устройству.
[0036]
Электронные устройства, которые могут быть подключены к внешнему оборудованию с
использованием оптических и электрических трактов, включают в себя настольные
компьютеры и портативные электронные устройства.
Портативные электронные устройства, которые подключаются таким образом к внешнему
оборудованию, могут включать в себя планшетные компьютеры, ноутбуки и небольшие
портативные компьютеры того типа, который иногда называют ультрапортативными.
Портативные электронные устройства могут также включать портативные электронные
устройства несколько меньших размеров, такие как наручные часы, подвесные устройства и
другие носимые и миниатюрные устройства.
[0037]
Электронные устройства, подключенные к внешнему оборудованию, также могут быть
карманными электронными устройствами, такими как сотовые телефоны, медиаплееры с
возможностями беспроводной связи, карманные компьютеры (также иногда называемые
персональными цифровыми помощниками), пульты дистанционного управления, устройства
глобальной системы позиционирования (GPS) и портативные игровые устройства.
Электронные устройства могут быть устройствами, которые объединяют функциональные
возможности множества обычных устройств.
24-02-2019
9
Например, электронные устройства могут быть сотовыми телефонами, которые имеют
функции медиаплеера, игровыми устройствами, которые имеют возможности беспроводной
связи, сотовыми телефонами, которые включают в себя функции игры и электронной почты,
и портативными устройствами, которые принимают электронную почту, поддерживают
вызовы по мобильному телефону, имеют функции музыкального проигрывателя, и
поддержка просмотра веб-страниц.
Это просто иллюстративные примеры.
[0038]
Примером внешнего оборудования, которое может быть подключено к такому электронному
устройству с использованием оптических и электрических трактов, является аксессуар,
такой как гарнитура.
Гарнитура обычно включает в себя пару динамиков, которые пользователь может
использовать для воспроизведения звука с электронного устройства.
Аксессуар может иметь пользовательский интерфейс управления, например одну или
несколько кнопок.
Когда пользователь вводит данные, они могут быть переданы на электронное устройство.
В качестве примера, когда пользователь нажимает кнопку на дополнительном устройстве,
соответствующий сигнал может быть подан на электронное устройство, чтобы заставить
электронное устройство предпринять соответствующее действие.
Поскольку кнопка расположена на гарнитуре, а не на электронном устройстве, пользователь
может разместить электронное устройство в удаленном месте, например на столе или в
кармане, одновременно управляя устройством с помощью удобно расположенных кнопок
гарнитуры.
24-02-2019
10
[0039]
Внешнее оборудование, подключенное к электронному устройству, может включать
оборудование, такое как адаптер ленты.
Ленточный адаптер может иметь заглушку на одном конце и кассету на другом конце,
которая скользит в кассетную деку, например автомобильную кассетную деку.
Оборудование, такое как адаптер ленты, может использоваться для воспроизведения
музыки или другого звука через динамики, связанные с кассетной декой.
Аудиоаппаратура, такая как стереосистема в доме или автомобиле пользователя, также
может быть подключена к электронному устройству с использованием оптических и
электрических трактов. Например, пользователь может подключить музыкальный
проигрыватель к автомобильной аудиосистеме, используя трехконтактный или
четырехконтактный аудиоразъем, который включает в себя оптический тракт.
[0040]
В некоторых ситуациях может быть желательно передавать относительно большие объемы
данных между электронным устройством и аксессуаром. Например, если аксессуар имеет
возможности воспроизведения видео (или подключен к оборудованию, которое имеет
возможности отображения видео), оптические и электрические пути между электронным
устройством и аксессуаром могут использоваться для передачи относительно больших
объемов данных (например, видеоданных и сопроводительная информация о саундтреке,
данные изображения и т. д.). Данные, которые передаются между электронным устройством
и аксессуаром, могут переноситься по оптическому пути и / или электрическому пути в виде
цифровых данных.
[0041]
В качестве другого примера, данные, которые передаются между электронным устройством
24-02-2019
11
и аксессуаром, могут включать в себя аудиоданные. Например, цифровые аудиоданные из
микрофона или цифровые аудиоданные, которые воспроизводятся из хранилища, могут
передаваться по оптическим и / или электрическим путям. Когда оптический путь между
электронным устройством и аксессуаром доступен, может быть возможно передавать
большие объемы данных между электронным устройством и аксессуаром, чем было бы
иначе. Например, оптический тракт может использоваться для передачи данных со
скоростями передачи данных, равными десяткам Мбит / с или более, сотням Мбит / с или
более или Гбит / с или более. Оптические дорожки могут также подходить для включения в
миниатюрные детали, такие как разъемы TRS 3,5 мм.
[0042]
В типичном сценарии, который включает передачу аудиоданных, электронное устройство,
которое подключено к внешнему оборудованию, производит аудиосигналы. Эти
аудиосигналы могут передаваться на внешнее оборудование в виде аналогового и
цифрового звука. Например, электрический тракт может включать в себя провода, которые
передают аналоговое аудио на динамики в аксессуаре. Электрические и оптические тракты
могут использоваться для передачи цифровых аудиоданных (например, цифровых
аудиоданных, закодированных с импульсной кодовой модуляцией).
[0043]
Внешнее оборудование может включать голосовой микрофон. Также может быть
предусмотрен один или несколько микрофонов с шумоподавлением. Микрофонные сигналы
(например, аналоговые аудиосигналы, соответствующие голосу пользователя,
окружающему шуму или другим звукам) могут обрабатываться локально в дополнительном
устройстве. Микрофонные сигналы также могут передаваться на электронное устройство с
использованием электрических и / или оптических путей.
[0044]
Канал связи между электронным устройством и аксессуаром может использоваться для
передачи сигналов, таких как сигналы управления, в дополнение к аудио- и видеосигналам.
Цифровые данные могут быть переданы при желании. В общем, данные, передаваемые
между электронным устройством и аксессуаром, могут включать в себя, например,
24-02-2019
12
управляющие сигналы, аудио, видео, информацию, которая должна отображаться для
пользователя, и т.д.
[0045]
Такие аксессуары, как гарнитуры, обычно подключаются к электронным устройствам с
помощью штекеров (штекерные разъемы) и сопряженных разъемов (штекерные разъемы).
Соединители, подобные этим, могут быть представлены в различных форм-факторах. Чаще
всего эти разъемы имеют вид миниатюрных штекеров и разъемов 3,5 мм (1 × 8 ″). Поскольку
аудиосигналы, а иногда и видеосигналы передаются через разъемы и гнезда 3,5 мм,
разъемы и гнезда 3,5 мм иногда называют аудиоразъемами или аудио-видео (A / V)
разъемами. Размер 3,5 мм популярен для наушников и других гарнитур. Иногда также
используются другие размеры, такие как сверхминиатюрные разъемы 2,5 мм и разъемы 1–4
дюйма.
[0046]
В контексте аксессуаров, таких как гарнитуры, эти аудиоразъемы и связанные с ними
кабели могут использоваться для передачи аналоговых сигналов, таких как аудиосигналы
для динамиков и сигналы микрофона. Потоки цифровых данных также могут
использоваться для передачи аудиосигналов (например, выходных аудиосигналов, таких
как воспроизводимые мультимедийные данные или аудио телефонных звонков, сигналы
микрофона и шумоподавления), сигналов управления (например, входных-выходных
сигналов), информации о тактовом сигнале и другие сигналы. Видео может передаваться со
звуком или без звука (например, в виде цифровых данных).
[0047]
Аналоговые сигналы, такие как аналоговые аудиосигналы, могут передаваться по
электрическим путям. Мощность также может передаваться по электрическим путям.
Цифровые данные могут передаваться с использованием электрических и / или оптических
путей. Оптические структуры, такие как оптические волокна и прозрачные окна, могут быть
включены в канал связи между электронным устройством и внешним оборудованием. Эти
оптические структуры могут быть встроены в аудиоразъемы (например, разъемы и разъемы
3,5 мм) или другие разъемы (например, разъемы цифровых данных, такие как разъемы
24-02-2019
13
универсальной последовательной шины, 30-контактные разъемы, разъемы XLR и т. Д.). Для
ясности, использование оптических структур в аудиоразъемах, таких как 3,5-мм разъемы и
вилки, иногда описывается здесь в качестве примера.
[0048]
Аудио разъемы (аудио-видео разъемы), которые используются при подключении
электрического устройства к внешнему оборудованию, могут иметь любое подходящее
количество электрических терминалов. Электрические клеммы в разъеме выполнены из
проводящих материалов, таких как металл, и обычно называются контактами. Стерео аудио
разъемы обычно имеют три электрических контакта. Внешний конец аудиоразъема обычно
называют наконечником. Самая внутренняя часть пробки обычно называется втулкой.
Кольцевой контакт лежит между наконечником и втулкой. При использовании этой
терминологии разъемы для стереозвука, подобные этим, иногда называют разъемами типа
«наконечник-кольцо-гильза» (TRS). Рукав может служить грунтом. Контакт наконечника
может использоваться вместе с муфтой для управления левым аудиоканалом, а контакт
кольца может использоваться вместе с муфтой для обработки правого канала звука (в
качестве примера). В четырехконтактных аудиоразъемах предусмотрен дополнительный
кольцевой контакт для формирования разъема такого типа, который иногда называют
разъемом типа «кольцо-кольцо-кольцо-гильза» (TRRS) или просто как тип разъема TRS.
Четырехконтактные аудиоразъемы могут использоваться для обработки сигнала
микрофона, левого и правого аудиоканалов и заземления (в качестве примера). При
желании схема переключения может использоваться для маршрутизации различных
сигналов к контактам в разъеме и от них, как это необходимо для реализации желаемых
функций. Оптический тракт может быть включен в аудиоразъем, такой как разъем TRS, с
использованием одного или нескольких оптических волокон и связанных оптических
структур.
[0049]
Электрические устройства и внешнее оборудование могут быть подключены различными
способами. Например, пользователь может подключить либо пару стереонаушников, либо
гарнитуру, которая содержит стереонаушники и микрофон, к аудиоразъему сотового
телефона. Такие аксессуары могут включать один или несколько микрофонов с
шумоподавлением. Например, речевой микрофон может иметь ассоциированный микрофон
24-02-2019
14
с шумоподавлением, который улавливает окружающий шум вблизи речевого микрофона.
Наушники или другие динамики в аксессуаре также могут иметь микрофоны с
шумоподавлением. Например, каждый вкладыш в гарнитуре может иметь внешний
микрофон с шумоподавлением на внешней поверхности вкладыша. В дополнение к
внешнему микрофону с шумоподавлением или вместо внешнего микрофона с
шумоподавлением каждый вкладыш может иметь внутренний микрофон с
шумоподавлением на внутренней поверхности вкладыша (прилегающей к уху).
[0050]
В аксессуарах с большим количеством динамиков можно использовать больше микрофонов
с шумоподавлением. Например, дополнительные наушники с шумоподавлением могут быть
предусмотрены в наушниках, которые содержат несколько драйверов, или в аксессуарах
объемного звука. Аксессуар объемного звука может, например, иметь пять или шесть
динамиков (или более) и может иметь микрофон с шумоподавлением, который находится
рядом с каждым соответствующим динамиком.
[0051]
Электрические устройства и внешнее оборудование могут работать в различных режимах.
Например, сотовый телефон может использоваться в режиме музыкального проигрывателя
для воспроизведения стереозвука для пользователя. При работе в телефонном режиме
один и тот же сотовый телефон может использоваться для воспроизведения левого и
правого аудиосигналов телефонного вызова пользователю при одновременной обработке
сигналов микрофона телефонного вызова от пользователя. Функции шумоподавления могут
быть выборочно включены и выключены по мере необходимости. Например,
шумоподавление микрофона может быть активировано, в то время как функции
шумоподавления вкладыша деактивированы (в качестве примера). Функции
шумоподавления также могут быть глобально деактивированы или глобально
активированы.
[0052]
Электронные устройства и внешнее оборудование могут быть снабжены схемой
коммутации или другой схемой конфигурации тракта, которая позволяет электронным
24-02-2019
15
устройствам и внешнему оборудованию работать в различных режимах работы в различных
комбинациях. Когда, например, пользователь подключает аксессуар одного типа к
электронному устройству, схема переключения может быть отрегулирована для
формирования первого набора электрических путей между электронным устройством и
аксессуаром. Когда пользователь подключает аксессуар другого типа, схема конфигурации
пути может быть отрегулирована для формирования второго набора электрических путей
между электронным устройством и аксессуаром.
[0053]
В качестве примера рассмотрим использование электронного устройства с
четырехконтактным разъемом TRS со встроенными оптическими структурами для
поддержки связи по оптическому тракту. Когда пользователь устройства подключает
обычную стереогарнитуру к электронному устройству, схема переключения в электронном
устройстве может быть сконфигурирована для маршрутизации левого и правого аналоговых
аудиовыходов на динамики в гарнитуре через электрические контакты гнезда TRS. Когда
пользователь подключает гарнитуру, которая включает в себя микрофоны с
шумоподавлением, в устройство, схема переключения может быть сконфигурирована для
направления питания на гарнитуру, в то время как оптический тракт используется для
передачи цифровых сигналов шумоподавления между гарнитурой и устройством. Другой
возможный сценарий предполагает использование видеооборудования. Пользователь
может, например, подключить видеооборудование к разъему TRS. В этой ситуации
электрические контакты в гнезде могут использоваться для передачи управляющих
сигналов или питания, тогда как оптический путь используется для передачи аудио- и
видеоданных.
[0054]
Функции шумоподавления могут быть реализованы во внешнем оборудовании или в
электронном устройстве. В схемах, в которых цифровые аудиосигналы передаются от
аксессуара к электронному устройству, ресурсы схемы электронного устройства могут
использоваться для помощи в реализации желаемых функций. Это может помочь
уменьшить количество схем, которые включены в данный аксессуар и может помочь
минимизировать энергопотребление аксессуара. Цифровая обработка звука также может
выполняться с использованием схемы цифровой обработки, которая в основном или
исключительно реализована в дополнительном устройстве.
24-02-2019
16
[0055]
В конфигурациях, в которых по меньшей мере некоторые из коммуникаций между
электронным устройством и аксессуаром осуществляются с использованием цифровых
коммуникаций (оптических и / или электрических), емкость электронного устройства и
аксессуара для связи может быть увеличена. Например, цифровая связь может позволять
передавать многочисленные аудиоканалы между электронным устройством и аксессуаром
в режиме реального времени. Управляющие сигналы и другие сигналы также могут
передаваться в цифровом виде. В то же время электронное устройство может, при
желании, включать в себя аналоговые схемы, которые генерируют аналоговые
аудиосигналы. Когда аксессуар с возможностями цифровой связи подключен к
электронному устройству, электронное устройство и аксессуар могут осуществлять
цифровую связь. Когда аксессуар без цифровых коммуникационных возможностей
подключен к электронному устройству, аналоговая схема в электронном устройстве может
подавать аналоговые аудиосигналы на аксессуар. Например, если к электронному
устройству подключена стереогарнитура с двумя динамиками и без микрофона или
возможностей управления, аналоговая аудиосхема может использоваться для подачи
левого и правого каналов аналогового звука к динамикам в стереогарнитуре.
Когда к электронному устройству подключен более совершенный аксессуар, могут быть
доступны дополнительные функции (например, цифровая обработка звука для уменьшения
шума, возможности цифрового управления, дополнительные аудиопотоки для
громкоговорителей объемного звука и т. Д.).
[0056]
Иллюстративная система, в которой электронное устройство и внешнее оборудование
могут осуществлять связь по проводной линии связи, которая включает в себя оптические и
электрические тракты, показана на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, система 10 может
включать в себя электронное устройство, такое как электронное устройство 12 и внешнее
оборудование 14. Внешним оборудованием 14 может быть оборудование, такое как
автомобиль со звуковой системой, потребительское электронное оборудование, такое как
телевизионный или аудиоприемник с аудио и / или видео возможностями, одноранговое
устройство (например, другое электронное устройство, такое как устройство 12),
коммутационное устройство коробка, которая служит интерфейсом между множеством
электронных устройств 12 или любым другим подходящим электронным оборудованием. В
24-02-2019
17
типичном сценарии, который иногда описывается здесь в качестве примера, внешнее
оборудование 14 может быть аксессуаром, который содержит динамики, такие как
гарнитура. Поэтому внешнее оборудование 14 иногда называют «аксессуаром 14» или
«гарнитурой 14». Динамики в аксессуаре 14 могут быть предоставлены как наушники или
как часть гарнитуры, или могут быть предоставлены в виде набора автономных динамиков с
питанием или без питания (например, настольные динамики).
Как показано на фиг. 1, оборудование 14 может включать в себя схему 32 ввода-вывода и
схему 26 хранения и обработки.
[0057]
Путь, такой как путь 16, может использоваться для соединения электронного устройства 12
и аксессуара 14. В типичной схеме тракт 16 включает в себя один или несколько
аудиоразъемов, таких как разъемы и гнезда 3,5 мм, или аудиоразъемы других подходящих
размеров. Проводящие линии в тракте 16 могут использоваться для передачи
электрических сигналов по тракту 16. Этими линиями могут быть, например, медные
провода, покрытые пластиковой изоляцией. Оптический тракт в тракте 16 может
использоваться для передачи оптических сигналов (то есть света). Оптический путь может
быть сформирован с использованием одного или нескольких оптических волокон.
[0058]
В общем случае на пути 16 может быть любое подходящее количество проводящих линий и
оптических волокон. Например, может быть две, три, четыре, пять или более пяти
отдельных линий и одна, две или более двух оптических волокон. Эти линии и волокна
могут быть частью одного или нескольких кабелей. Кабели могут включать в себя сплошную
проволоку, многожильный провод, экранирование, одиночные заземляющие конструкции,
конструкции с несколькими заземлениями, конструкции из витой пары или любые другие
подходящие конструкции электрических кабелей. Кабели могут также включать пластиковое
волокно, стекловолокно, многомодовое волокно, одномодовое волокно и другие
подходящие структуры оптических трактов.
[0059]
24-02-2019
18
При желании удлинитель и адаптеры могут быть использованы как часть пути 16. В
устройстве с адаптером некоторые из особенностей аксессуара 14, такие как интерфейс
пользователя и функции связи, могут быть предоставлены в форме аксессуара адаптера, с
которым вспомогательное устройство, такое как гарнитура, может быть подключено к
устройству 12. Функции адаптера также могут быть встроены в кабель. Этот тип устройства
может использоваться, например, в кабеле, который имеет как электрические, так и
оптические возможности на одном конце, но который имеет только электрические
возможности на другом конце.
[0060]
Электронное устройство 12 может быть настольным или портативным компьютером,
портативным электронным устройством, таким как портативное электронное устройство,
которое имеет беспроводные возможности, оборудованием, таким как телевизионный или
аудиоприемник, или любым другим подходящим электронным оборудованием. Электронное
устройство 12 может быть выполнено в виде автономного оборудования (например,
портативное устройство, которое носит в кармане пользователя) или может быть
предоставлено как встроенная система. Примеры систем, в которые может быть встроено
устройство 12, включают в себя автомобили, лодки, самолеты, дома, системы
безопасности, системы распространения мультимедиа для коммерческих и домашних
приложений, оборудование для отображения (например, компьютерные мониторы и
телевизоры) и т.д.
[0061]
Устройство 12 может включать в себя схему 28 ввода-вывода и схему 30 хранения и
обработки. Схема 28 ввода-вывода устройства 12 и схема 32 ввода-вывода оборудования
14 могут включать в себя кнопки, сенсорные компоненты, такие как сенсорные экраны и
сенсорные панели, микрофоны, датчики и другие компоненты для сбора ввода от
пользователя. Схемы 32 и 28 ввода-вывода также могут включать в себя громкоговорители,
индукторы состояния, такие как светодиоды, дисплеи и другие компоненты для обеспечения
вывода для пользователей. Схемы 32 и 28 также могут включать в себя цифровые и
аналоговые схемы связи для поддержки электрической и оптической связи по тракту 16 и
для поддержки беспроводной связи. Схемы хранения и обработки 26 и 30 могут быть
основаны на микропроцессорах, специализированных интегральных схемах, аудиочипах
(кодеках), видеоинтегральных схемах, микроконтроллерах, процессорах цифровых
24-02-2019
19
сигналов, устройствах памяти, таких как твердотельное хранилище, энергозависимая
память и жесткие диски. , так далее.
[0062]
Устройство 12 может связываться с сетевым оборудованием, таким как оборудование 18,
по тракту 22. Путь 22 может быть, например, беспроводным путем сотового телефона.
Оборудование 18 может представлять собой, например, сотовую телефонную сеть.
Устройство 12 и сетевое оборудование 18 могут связываться по тракту 22, когда
необходимо подключить устройство 12 к сотовой телефонной сети (например, для
обработки голосовых телефонных вызовов для передачи данных по сотовым телефонным
линиям и т. Д.).
[0063]
Устройство 12 также может связываться с оборудованием, таким как вычислительное
оборудование 20, по тракту 24. Тракт 24 может быть проводным (электрическим и / или
оптическим) или беспроводным. Вычислительное оборудование 20 может представлять
собой компьютер, телевизионную приставку, аудиовизуальное оборудование, такое как
ресивер или телевизор, проигрыватель дисков или другой медиаплеер, игровую приставку,
сетевой расширитель или любое другое подходящее оборудование.
[0064]
В типичном сценарии устройство 12 может быть, в качестве примера, портативным
устройством, которое имеет возможности медиаплеера и сотового телефона (иногда
совместно именуемые сотовым телефоном). Аксессуар 14 может быть гарнитурой с
микрофоном и пользовательским интерфейсом ввода, таким как основанный на кнопках
интерфейс для сбора пользовательского ввода. Путь 16 может быть четырех- или
пятипроводным аудиокабелем со встроенным оптическим путем, который подключен к
устройствам 12 и 14 с помощью аудиоразъемов и штекеров 3,5 мм (в качестве примера).
Вычислительное оборудование 20 может быть компьютером, с которым связывается
устройство 12 (например, для синхронизации списка контактов, мультимедийных файлов и
т. Д.).
24-02-2019
20
[0065]
Пути, такие как пути 24 и 16, могут основываться на общедоступных цифровых разъемах,
таких как разъемы USB или IEEE 1394, разъемы XLR, аудиоразъемы и т. Д. Эти разъемы
могут включать в себя электрические и оптические пути. Преимущество использования
каналов связи, которые совместимы с обычно используемыми аудиоразъемами, такими как
аудиоразъемы 3,5 мм, состоит в том, что этот тип устройства может поддерживать
совместимость с существующей коллекцией гарнитур пользователя и другого устаревшего
оборудования. Компоновки, в которых каналы связи системы 10 реализованы с
использованием аудиоразъемов с форм-фактором 3,5 мм или другой компоновки, которая
совместима с обычными аудиоразъемами, поэтому иногда описываются здесь в качестве
примера. Это просто иллюстративно. В общем, каналы связи и соединители, которые
используются в системе 10, могут включать в себя электрические и оптические пути и
соединительные структуры любого подходящего типа.
[0066]
В системе 10 электронное устройство 12 и аксессуар 14 могут включать в себя схемы
переключения (также иногда называемые схемами конфигурации с изменяемым трактом),
которые можно использовать для выборочного соединения различных цепей с контактами в
аудиоразъемах тракта 16. Схема переключения может быть отрегулирована для поддержки
различных режимов работы. Эти разные режимы работы могут быть результатом
различных комбинаций аксессуаров и электронных устройств, сценариев, в которых
активны разные приложения устройства, и т. Д. Схема переключения может быть
сформирована из одного или нескольких транзисторных переключателей. При желании
схема переключения может включать в себя гибридные схемы, которые могут быть
выборочно включены в использование. Когда гибридные схемы не используются активно,
путь электрической связи и соответствующие контакты разъема, к которым они
подключены, могут использоваться для однонаправленной связи. Когда гибридные схемы
переключаются в активное использование, один и тот же канал электрической связи и
контакты разъема могут использоваться для поддержки двунаправленных сигналов
(например, исходящий левый или правый аудиоканал в одном направлении и входящий
сигнал микрофона в противоположном направлении).
Двунаправленность также может поддерживаться с использованием протоколов
мультиплексирования по времени.
24-02-2019
21
[0067]
Иллюстративная схема, которая может быть связана с путем 16, показана на фиг. 2. Схема
160 переключения может быть предусмотрена в электронном устройстве 12, а схема 162
переключения может быть предусмотрена в дополнительном устройстве 14 или другом
внешнем оборудовании. Проводной тракт 16 может быть использован для соединения
электронного устройства 12 и аксессуара 14. Путь 16 может включать в себя аудиоразъемы,
такие как аудиоразъемы 34 и 38.
[0068]
Аудио разъемы тракта 16 могут включать в себя аудио разъем, такой как разъем 34 (т.е.
охватываемый аудио разъем). Штекер 34 может иметь элемент в форме зубца, который
позволяет штекеру 34 сопрягаться с соответствующим аудиоразъемом, таким как
аудиоразъем (то есть гнездовой аудиоразъем). Домкрат 38 может включать в себя
электрические контакты, которые окружают цилиндрическое отверстие, в которое
вставляется заглушка 34. Эти контакты могут быть выполнены из металлических колец,
подпружиненных токопроводящих структур и т. Д. Разъемы 34 и 38 могут использоваться в
любом подходящем месте или местах в пределах пути 16. Например, аудиоразъемы, такие
как разъем 38, могут быть сформированы внутри корпуса устройства 12, а разъемы, такие
как разъем 34, могут быть сформированы на конце кабеля, такого как кабель 70, который
связан с гарнитурой или другим аксессуаром 14. Как показано на фиг. 2, кабель 70 может
быть подключен к аудиоразъему 34 через конструкцию 66 разгрузочного устройства.
Структуры, такие как структура 66, могут быть сформированы с помощью внешнего
изолятора, такого как пластик (в качестве примера).
[0069]
Аудио штекер 34 является примером четырехконтактного штекера. Четырехконтактная
вилка имеет четыре проводящих области, которые сопрягаются с четырьмя
соответствующими проводящими областями в четырехконтактном гнезде, таком как гнездо
38. Как показано на фиг. 2, эти области могут включать в себя область наконечника, такую
как область 48, области кольца, такие как кольца 50 и 52, и область рукава, такую как
область 54. Эти области окружают цилиндрическую поверхность пробки 34 и разделены
24-02-2019
22
изолирующими областями 56. Когда вилка 34 вставлена в сопряженный разъем 38, область
48 наконечника может вступать в электрический контакт с контактом 74 наконечника
разъема, кольца 50 и 52 могут совмещаться с соответствующими областями 76 и 78 кольца,
а втулка 54 может контактировать с клеммой 80 втулки. Изоляционные области 56 могут
разъединять контакты в гнезде 38. В типичной конфигурации имеется четыре провода 88 в
кабеле 70, каждый из которых электрически соединен с соответствующим контактом в
штекере 34.
[0070]
Кабель 70 также может включать в себя оптический путь 200. Оптический тракт 200 может
быть сформирован из одного или нескольких оптических волокон. В примере по фиг. 2, путь
200 сформирован из одного оптического волокна. Как показано на фиг. 2, путь 200 проходит
через центральный сердечник вилки 34 и сопрягается с соответствующим оптическим путем
206 в гнезде 38. Тракт 206 может быть расположен в электронном устройстве 12 (фиг. 1) и
может использоваться для передачи оптических сигналов между оптическим
приемопередатчиком 208 в устройстве 12 и оптическим каналом 200. В этом качестве путь
206 может рассматриваться как часть пути 200.
[0071]
Приемопередатчик 202 может быть расположен в аксессуаре 14. Во время оптической связи
между устройством 12 и аксессуаром 14 оптические приемопередатчики 208 и 202 могут
осуществлять оптическую связь по каналу 200.
[0072]
Коммутационная схема 160 может принимать аналоговые сигналы по тракту 170. Например,
схема 160 переключения может принимать аналоговые звуковые выходные сигналы по
тракту 170 и может переключать эти сигналы на линии 168 при работе в режиме
аналогового выхода для поддержки устаревших аналоговых принадлежностей. Путь 170
также можно использовать для направления сигналов электропитания на соответствующие
контакты в гнезде 38. Коммутационная схема 160 может обрабатывать цифровые
электрические сигналы, используя тракт 172. Например, при работе в режиме цифрового
звука для поддержки гарнитуры, готовой к цифровому подключению, схема 160
24-02-2019
23
переключения может переключать потоки цифрового аудио, которые принимаются на
тракте 172, на линии 168.
[0073]
В электронном устройстве 12 сигналы (например, цифровые сигналы), которые передаются
по пути 200 оптически, могут обрабатываться с использованием пути 210 ввода-вывода. Во
время операций передачи данных от устройства 12 данные из схемы обработки в
электронном устройстве 12 могут быть переданы на путь 210. Данные, которые
принимаются на пути 210, могут быть преобразованы в оптические сигналы с
использованием приемопередатчика 208 и могут быть направлены на путь 200 через путь
206. В аксессуаре 14 оптические сигналы от тракта 200 могут приниматься
приемопередатчиком 202. Приемопередатчик 202 может преобразовывать принятые
оптические сигналы в электрические сигналы, которые предусмотрены на пути 204 вводавывода. Схема обработки внутри аксессуара может принимать и обрабатывать сигналы по
тракту 204.
[0074]
Аксессуар 14 может передавать оптические данные с использованием приемопередатчика
202. Схема обработки в дополнительном устройстве 14 может предоставлять данные в
тракт 204 ввода-вывода. Приемопередатчик 202 может преобразовывать электрические
сигналы, которые принимаются на пути 204, в оптические сигналы. Оптические сигналы
могут передаваться на электронное устройство 12 с использованием тракта 200. В
устройстве 12 оптические сигналы из тракта 200 могут передаваться в приемопередатчик
208 через тракт 206. Приемопередатчик 208 может преобразовывать принятые оптические
сигналы в электрические сигналы, которые предоставляются на пути 210.
[0075]
Приемопередатчики 208 и 202 могут включать в себя источники света и детекторы.
Например, каждый приемопередатчик может включать в себя один или несколько
светодиодов, один или несколько лазерных диодов или другие источники света. Эти
источники могут работать на одной длине волны, или устройства мультиплексирования с
разделением по длине волны могут поддерживаться с использованием нескольких длин
24-02-2019
24
волн света. Каждый приемопередатчик может также включать в себя фотоприемники, такие
как p-i-n диоды, p-n-переходные диоды, матрицы фотодиодов и т. Д.
[0076]
Аксессуары могут иметь фиксированные режимы работы или регулируемые режимы
работы. Например, устаревшая аналоговая гарнитура может работать только в режиме
аналогового аудио. В качестве другого примера, цифровая гарнитура может работать как в
аналоговом, так и в цифровом режимах. Этот тип многомодовой операции может позволить
цифровой гарнитуре вернуться в аналоговый аудиорежим при использовании с устаревшим
музыкальным проигрывателем. Чтобы приспособить множество режимов работы,
дополнительное устройство 14 может управлять конфигурацией переключателей в схеме
переключения 164. При работе в режиме аналогового аудио аналоговые сигналы, которые
передаются между устройством 12 и аксессуаром 14, могут направляться через аналоговые
линии 174. При работе в режиме цифрового аудио схема 164 переключения может быть
сконфигурирована для переключения цифрового тракта 176 в использование и / или
использования приемопередатчика 202 для обработки цифровых оптических сигналов. Эти
конфигурации не должны быть взаимоисключающими. Например, переключающие схемы
160 и 164 могут, при желании, быть помещены в конфигурации, в которых смесь аналоговых
и цифровых сигналов передается по каналу 16, тогда как оптические сигналы передаются
по пути 200.
Типичная смесь сигналов по тракту 16 может включать в себя сигналы мощности,
оптические и / или электрические сигналы управления, оптические и / или электрические
аудиосигналы и оптические и / или электрические видеосигналы. Схема 164 переключения
может, если необходимо, использоваться для переключения схемы генерирования
ультразвукового тона (например, для отправки электрических кодов ультразвукового тона из
дополнительного устройства 14 в устройство 12, которое соответствует событиям нажатия
кнопки или другому пользовательскому вводу).
[0077]
Назначения сигналов, которые используются в аудиоразъемах тракта 16, зависят от типа
используемого электронного устройства и аксессуара, а также от активного режима работы
системы. Например, при работе в унаследованном аналоговом режиме кольцевой контакт
52 может служить заземлением (и поэтому иногда может называться G-контактом штекера
24-02-2019
25
34), наконечник 48 может быть связан с звуком левого канала (и поэтому иногда может быть
называемый L-контактом штекера 34), кольцо 50 может быть связано с правым каналом
аудио (и поэтому иногда может называться R-контактом штекера 34), а втулка 54 может
быть связана с сигналами микрофона (и, следовательно, может иногда упоминается как
контакт М штекера 34). Сопряженные контакты гнезда 38 могут иметь соответствующие
назначения сигналов.
[0078]
Как показано на фиг. 3, электронное устройство 12 может содержать схему 180 видео,
аудио, связи и управления. Видеосхема в схеме 180 может использоваться для генерации
видеосигналов или для приема и обработки видеосигналов. Звуковая схема 182, которую
иногда называют кодеком или аудиокодеком, может использоваться для генерации
аудиосигналов или для приема и обработки аудиосигналов. Звуковая схема 182 может
включать в себя схему 184 аналого-цифрового (аналого-цифрового) преобразователя и
схему 186 аналого-цифрового (аналого-цифрового) преобразования. Схема аналогоцифрового преобразователя в устройстве 12 может использоваться для оцифровки
аналоговых сигналов, таких как аналоговые аудиосигналы. Например, схема 184 аналогоцифрового преобразователя может использоваться для оцифровки одного или нескольких
аналоговых сигналов микрофона. Эти микрофонные сигналы могут приниматься от
аксессуара 14 по тракту 16 или могут приниматься от микрофонного оборудования в
устройстве 12. Схема 186 цифроаналогового преобразователя может использоваться для
генерации аналоговых выходных сигналов. Например, схема 186 цифроаналогового
преобразователя может принимать цифровые сигналы, соответствующие звуковой части
события воспроизведения мультимедиа, аудио для телефонного вызова, сигналам
шумоподавления, звуковому сигналу или сигналу (например, звуковому сигналу или звонку),
или любая другая цифровая информация.
На основе этой цифровой информации схема 186 цифроаналогового преобразователя
может выдавать соответствующие аналоговые сигналы (например, аналоговое аудио).
[0079]
Процессор 188 аудиосигнала может использоваться для выполнения обработки цифрового
сигнала на оцифрованных аудиосигналах. Например, если устройство 14 работает в
режиме шумоподавления голосового микрофона, сигналы цифрового шумоподавления от
24-02-2019
26
микрофона шумоподавления голосового микрофона в аксессуаре 14 могут передаваться по
тракту 16 в процессор 188 аудиосигналов. Процессор 188 аудиосигнала цифрового сигнала
также может принимать цифровые аудиосигналы голоса от голосового микрофона в
аксессуаре 14 и сигналы цифрового шумоподавления от микрофонов шумоподавления
динамика. Используя возможности обработки процессора 188 цифрового аудиосигнала,
сигналы микрофона с цифровым шумоподавлением от дополнительного устройства 14
могут быть цифровым образом удалены из цифрового звукового речевого сигнала и
цифровых сигналов громкоговорителей. Использование вычислительной мощности
устройства 12 таким образом может помочь уменьшить нагрузку на обработку, которая
возлагается на аксессуар 14. Это может позволить изготовить аксессуар 14 из менее
дорогой и менее сложной схемы.
Эффективность энергопотребления и качество звука также могут быть улучшены. При
желании, схема цифровой обработки звука в аксессуаре 14 может использоваться для
дополнения или замены функций обработки звука процессора 188 аудиосигнала. Например,
цифровая схема шумоподавления в дополнительном устройстве 14 может использоваться
для подавления шума для динамиков дополнительного устройства 14.
[0080]
Электрический приемопередатчик 190 может использоваться для поддержки
однонаправленной или двунаправленной электрической цифровой связи с
соответствующим электрическим приемопередатчиком в аксессуаре 14 по тракту 16.
Оптический приемопередатчик 210 может использоваться для поддержки
однонаправленной или двунаправленной оптической цифровой связи с соответствующим
оптическим приемопередатчиком в аксессуаре 14 по тракту 16. Оптический
приемопередатчик 210 может иметь оптический передатчик 212 и оптический приемник 216.
Передатчик 212 может включать в себя источник света, такой как источник 214 света.
Источником 214 света может быть светодиод (LED), лазерный диод или любой другой
подходящий источник света. Свет, генерируемый источником 214 света, может быть
видимым светом, инфракрасным светом или может иметь другие подходящие длины волн.
Детектор 218 может использоваться приемником 216 для преобразования входящих
световых сигналов от оптического пути 206 (который является расширением пути 200 пути
16) в электрические сигналы. Во время оптической передачи данных свет от источника 214
может передаваться по оптическому пути 200 пути 16 с использованием оптического пути
206.
24-02-2019
27
[0081]
Любой подходящий протокол связи может использоваться приемопередатчиками 190 и 210.
Например, может использоваться протокол, который включает в себя такие функции, как
функции исправления ошибок. Данные могут отправляться в пакетах или других
подходящих структурах данных. Часы, которые создаются схемой 180 по фиг. 3 (например,
посредством схемы в приемопередатчике 190), могут быть переданы с данными. Например,
приемопередатчик 190 и / или приемопередатчик 210 могут встраивать переменные часы в
передаваемый поток цифровых данных.
[0082]
Схема 220 источника питания может использоваться для подачи питания на электрические
контакты в разъеме 38 (например, от батареи в устройстве 12).
[0083]
Схема переключения, такая как схема 160 переключения по фиг. 2, может использоваться
для выборочного подключения контактов аудиоразъема 38 к схемам видео, аудио, связи и
схемам 180 управления, схемам 220 электропитания и другим схемам в устройстве 12.
Например, когда необходимо подать аналоговые аудиосигналы от кодека 182 на разъем 38,
схема переключения может быть соответствующим образом отрегулирована схемой
управления и обработки устройства 12. Когда необходимо направить электрические
цифровые сигналы на аудиоконтакты аудиоразъема 38, схему переключения можно
использовать для подключения приемопередатчика 190 к аудиоразъему 38. Сигналы
питания и другие сигналы также могут выборочно направляться в разъем 38 путем
переключения схемы 160. Оптический путь 206 и связанный оптический путь 200 на фиг. 2,
может использоваться для передачи оптических сигналов в устройство 12 и из него.
[0084]
Иллюстративная схема, которая может использоваться для обработки задач обработки
сигналов для аксессуара 14, показана на фиг. 4. Как показано на фиг. 4, аксессуар 14 может
включать в себя компоненты и схему 192 обработки. Схема 192 может включать в себя
24-02-2019
28
такие компоненты, как батарея, переключатели, дисплей, сенсорный экран, клавиатура,
интегральные схемы, дискретные компоненты и т.д. Схема 192 также может включать в
себя такие компоненты, как микрофоны и динамики. В примере по фиг. 4, аксессуар 14
включает в себя микрофоны 222, 226, 230 и 231 и включает в себя динамики 224 и 228
(показаны отдельно на фиг.). Динамики 224 и 228 могут представлять собой, например,
левый и правый динамики в паре наушников или левый и правый динамики в другом
внешнем оборудовании. Микрофоны 222 и 226 могут быть микрофонами с
шумоподавлением, которые используются для сбора сигналов окружающего шума,
связанных с динамиками 224 и 228, соответственно. Используя методы подавления шума,
сигналы окружающего шума могут быть использованы для уменьшения шума в звуке,
воспроизводимом через громкоговорители 224 и 228.
Методы шумоподавления также могут быть реализованы для микрофонов. Например,
микрофон 230 может быть голосовым микрофоном, который используется для сбора голоса
пользователя во время телефонных вызовов или для записи аудиоклипов. Микрофон 231
может использоваться для сбора сигналов окружающего шума, связанных с
использованием микрофона 230, и поэтому может служить микрофоном с
шумоподавлением для микрофона 230.
[0085]
Операции шумоподавления могут выполняться с использованием аналоговых схем или с
использованием методов цифровой обработки. Операции цифровой обработки звука для
реализации шумоподавления и для реализации других функций могут выполняться
локально в дополнительном устройстве 14 или могут выполняться удаленно в устройстве
12. Как показано на фиг. 4, схема 192 может включать в себя схему 232 обработки звука.
Схема 232 может включать в себя схему 234 аналого-цифрового преобразователя
(например, для оцифровки аналоговых аудиосигналов от микрофона в аксессуаре 14) и
схему 236 цифроаналогового преобразователя (например, для преобразования цифровых
сигналов в аналоговые сигналы, которые воспроизводятся через динамики аксессуара 14).
[0086]
Как описано в связи с фиг. 2, аксессуар 14 может связываться с устройством 12 по тракту
16. Путь 16 может включать в себя провода, которые подключены к соответствующим
электрическим контактам в разъеме 34 и тем самым к электрическому интерфейсу 238.
24-02-2019
29
Путь 16 также может включать в себя оптический путь (показанный как путь 200), который
подключен к оптическому интерфейсу 252. Электрический интерфейс 238 может включать в
себя схему переключения (например, схему 164 переключения на фиг.2) и схему 241
электрического приемопередатчика, такую как передатчик 240 и приемник 242. Передатчик
240 и приемник 242 могут использоваться для обеспечения электрической связи с
соответствующими схемами приемника и передатчика в электрическом приемопередатчике
190 (фиг.3). Коммутационная схема 164 (фиг. 2) может использоваться для регулировки
электрических трактов в аксессуаре 14 для поддержки желаемого режима работы. В
частности, схема 164 на фиг. 2, может использоваться для подключения микрофонного
контакта M, контактов левого и правого каналов L и R и заземляющего контакта G к
соответствующим цепям в аксессуаре 14, в то время как схема 160 переключения в
устройстве 12 используется для подключения соответствующих контактов в разъеме 38 к
соответствующим цепям в устройство 12.
[0087]
Оптическая связь по каналу 16 может поддерживаться с использованием оптического
приемопередатчика 202 схемы 252 интерфейса оптической связи. Передатчик 244 может
содержать оптический источник, такой как источник 246. Источник 246 может содержать
один или несколько лазерных диодов, светодиодов и т. Д. Приемник 248 может включать в
себя детектор, такой как схема 250 детектора. Детектор 250 может включать в себя один
или несколько фотоприемников для приема световых сигналов, которые были переданы по
оптическому тракту 200 от устройства 12.
[0088]
Схема 192 может использовать электрический интерфейс 238 для поддержки электрических
связей с устройством 12 по тракту 16. Схема 192 может использовать оптический
интерфейс 252 для поддержки оптической связи с устройством 12 по тракту 16.
[0089]
Схема 232 может использоваться для локальной реализации функций шумоподавления. В
типичном локальном устройстве шумоподавления с использованием методов цифровой
обработки аналоговые сигналы микрофонов оцифровываются с использованием аналого-
24-02-2019
30
цифровых схем 234. Схема 232 обработки принимает аудиосигналы (например,
воспроизводимую музыку) от устройства 12 по тракту 16 в цифровой форме (оптической или
электрической). Схема 232 обработки звука может затем использовать методы цифровой
обработки для устранения шума от воспроизводимого аудио. Результирующий аудиосигнал
может быть преобразован в аналоговый для динамиков 224 и 228 с использованием схемы
236 цифроаналогового преобразователя.
[0090]
В типичной методике дистанционного шумоподавления могут использоваться схемы 234
схемы аналого-цифрового преобразователя для оцифровки сигналов окружающего шума от
микрофонов с шумоподавлением в аксессуаре 14, таком как микрофон 222, микрофон 226 и
микрофон 231. Электрический интерфейс 238 и / или оптический интерфейс 252 могут
использоваться для передачи этих сигналов на дополнительное устройство 14.
Преимущество использования оптического тракта 200 для передачи цифровых
аудиосигналов от аксессуара 14 на устройство 12 состоит в том, что оптический тракт 200,
как правило, не подвержен электрическим помехам и может поддерживать сигналы с
относительно большими скоростями передачи данных. Устройство 12 может принимать
цифровые сигналы шумоподавления от микрофона шумоподавления, используя
приемопередатчик 190 и / или приемопередатчик 210 (фиг.3). Процессор 188 аудиосигнала
может затем использоваться для выполнения операций шумоподавления. Результирующий
аудиосигнал с шумоподавлением может быть возвращен на дополнительное устройство 14
по тракту 14 (например, с использованием аналогового выхода от кодека 182,
электрических цифровых сигналов от приемопередатчика 190 или оптических цифровых
сигналов от приемопередатчика 210).
В аксессуаре 14 аналоговые сигналы могут быть направлены на динамики 224 и 228. Если
звук с шумоподавлением предоставляется в цифровой форме, электрический интерфейс
238 и / или оптический интерфейс 252 могут предоставлять эти сигналы в схему 232. Схема
236 цифроаналогового преобразователя может затем преобразовывать цифровое аудио в
аналоговое аудио для воспроизведения на динамиках 224 и 228.
[0091]
При желании другие функции могут быть реализованы локально и / или удаленно.
Например, аксессуар 14 может использовать схему 192 для локальной обработки вводимых
24-02-2019
31
пользователем данных, таких как данные приведения в действие кнопки, видео,
изображения или данные датчика. Эти сигналы также могут обрабатываться дистанционно
путем передачи локальных сигналов на устройство 12 по тракту 16 с использованием
электрического интерфейса 238 и / или оптического интерфейса 252. Использование схемы
232 обработки звука для реализации локальных и удаленных операций обработки является
просто иллюстративным.
[0092]
При желании устройство 12 может быть подключено к внешнему оборудованию, которое
служит интерфейсом между несколькими устройствами. Этот тип устройства показан на
фиг. 5.
[0093]
Как показано на фиг. 5 система 10 включает в себя электронное устройство 12.
Электронное устройство 12 включает в себя электрическую интерфейсную схему
(приемопередатчик) 190 и оптическую интерфейсную схему (приемопередатчик) 210. Путь
16А может включать в себя электрический путь 88А и оптический путь 200А. Путь 16А может
использоваться для подключения электронного устройства 12 к электронному
оборудованию 14А. Оборудование 14А может использовать электрическую интерфейсную
схему 238А (электрическую схему приемопередатчика) для связи с устройством 12 по
электрическому тракту 88А. Оборудование 14А может использовать схему 252А оптического
интерфейса (схему оптического приемопередатчика) для связи с устройством 12 по
оптическому тракту 200А.
[0094]
Оборудование 14А может служить интерфейсом (иногда называемым распределительным
блоком) между устройством 12 и одним или несколькими дополнительными элементами
оборудования 14В. Устройства, которые соединены в системе 10 на фиг. 5 могут быть,
например, устройства бытовой электроники, такие как приемники, телевизионные приставки
и телевизоры. Взаимосвязанные устройства могут также включать компьютеры,
аудиооборудование (например, музыкальные инструменты, студийные мониторы, блоки
звуковых эффектов и т. Д.), Видеооборудование (например, дисплеи, видеопроцессоры и т.
24-02-2019
32
Д.), Принтеры и другие периферийные устройства, коммуникационное оборудование и т. Д. ,
[0095]
Как показано на фиг. 5, оборудование 14А может использовать схему 238А электрического
интерфейса для связи с соответствующей схемой 238В электрического интерфейса (схемой
приемопередатчика) в одном или нескольких элементах оборудования 14В, используя
электрические пути 88В в каналах 16В. Это позволяет передавать сигналы мощности и / или
электрические данные на оборудование 14В с использованием оборудования 14А. Сигналы
питания и / или данных могут исходить из устройства 12 или из оборудования 14B.
Оборудование 14А также может использовать схему 252А оптического интерфейса для
связи с соответствующей схемой 252В оптического интерфейса (схемой
приемопередатчика) в одном или нескольких элементах оборудования 14В, используя
оптические пути 200В в путях 16В. Это позволяет распространять оптические сигналы от
устройства 12 или одного из устройств 14B на другое оборудование в системе 10.
[0096]
Рассмотрим, в качестве примера, использование оборудования 14B в качестве
распределительной коробки аудио.
При таком типе устройства оборудование (устройство) 12 может представлять собой
компьютер с одной или несколькими аудио- и видеокартами. Эти карты могут быть связаны
с оборудованием 14А, используя путь 16А. Оборудование 14В может включать в себя
оборудование для музыкальных инструментов, такое как гитары, синтезаторы, студийные
мониторы, речевой микрофон, инструментальные микрофоны и т. Д. В оборудовании 14B
схема 252B оптического интерфейса может использоваться для переноса цифровых
оптических данных, таких как цифровые аудиоданные. Например, в синтезаторе оптический
путь между синтезатором и распределительным блоком 14А может использоваться для
переноса данных цифрового интерфейса музыкального инструмента (MIDI) и / или
цифрового аудио. В гитаре оптический путь между гитарой и распределительным блоком
14А может использоваться для переноса цифровых аудиоданных из звукоснимателей или
встроенных схем эффектов в гитаре. Микрофоны и студийные мониторы могут
использовать оптические пути для передачи цифровых аудиоданных.
[0097]
24-02-2019
33
Для поддержки устаревших кабелей и улучшения совместимости с оборудованием, которое
необязательно содержит оптические пути, гибридные оптико-электрические соединители,
которые используются в системе 10, могут использовать различные форм-факторы.
Например, разъемы на одном или обоих концах кабелей в путях 16A и 16B могут быть
разъемами USB, аудиоразъемами, такими как гнезда и штекеры 3,5 мм или
четвертьдюймовыми гнездами и штекерами, разъемами XLR и «мама», другими разъемами
или комбинации этих разъемов. Например, кабель может иметь гибридный
электрооптический разъем на одном конце и аудиоразъем большего или меньшего размера
или другой разъем на другом конце. Гибридный разъем в этом типе устройства может быть
основан на форм-факторе USB, форм-факторе XLR, форм-факторе аудиоразъема
(например, 3,5 мм или четверти дюйма и т. Д.), Разъеме на основе XLR-1. Connector4 ″
аудио разъем гибридный и др. Разъем на другом конце может иметь обычные
электрические возможности и может быть основан на форм-факторе USB, форм-факторе
XLR, форм-факторе аудиоразъема (например, 3,5 мм или четверти дюйма и т. Д.), Разъеме
на основе гибридный аудиоразъем XLR-1⁄4 ″ и т. д.
Схема в кабеле или в другом месте системы может использоваться для преобразования
между оптическим и электрическим форматами сигнализации. Электрические пути в
кабелях могут быть сбалансированными или несбалансированными. Каждый элемент
оборудования в системе 10 может иметь соединительные разъемы, которые принимают
разъемы на концах кабелей.
[0098]
Как показано на фиг. 6, путь 16 может быть снабжен гибридными оптико-электрическими
соединителями на обоих концах. Устройство 12 может иметь разъем, такой как разъем 254,
который содержит как электрический («Е»), так и оптический («О») интерфейсы
(приемопередатчики). Кабель 70 может иметь пару оптико-электрических разъемов. Оптикоэлектрический разъем 256 может иметь оптический путь и электрические контакты, которые
сопрягаются с соответствующим оптическим путем, и электрические контакты в разъеме
254 устройства 12. Оптико-электрический разъем 258 может сопрягаться с оптикоэлектрическим разъемом 260 в устройстве 14. Устройства 12 и 14 могут быть сотовыми
телефонами или другими электрическими устройствами, аксессуарами, такими как
наушники или другое электрическое оборудование и т.д. Устройство 14 может иметь
дополнительные дополнительные разъемы, такие как оптико-электрический разъем 262,
для взаимодействия с дополнительными компонентами (например, как описано в связи с
24-02-2019
34
фиг.5). Устройство 12 также может иметь более одного оптико-электрического разъема,
если это необходимо.
[0099]
Устройство типа, показанного на фиг. 6, может быть удовлетворительным, когда
необходимо соединить элементы оборудования, каждый из которых содержит разъем для
приема разъема соединительного кабеля. В некоторых ситуациях может быть желательно
использовать проводное кабельное соединение вместо или в сочетании с устройством типа
соединителя. Например, гарнитура может иметь кабельный хвостик с разъемом. В этой
ситуации кабель в тракте 16 может иметь один конец, который имеет разъем, и один конец,
который подключен непосредственно к электрической схеме устройства без использования
разъема. Конфигурация этого типа показана на фиг. 7. Как показано на фиг. 7, устройство
12 может иметь оптико-электрический разъем 254. Кабель 70 в тракте 16 может иметь
разъем на одном конце, такой как разъем 256. Разъем 256 может сопрягаться с разъемом
254 для поддержки оптической и электрической связи. В устройстве 14 провода и
оптический путь в кабеле 70 могут быть жестко соединены с электрической и оптической
схемой интерфейса без использования разъема (показанного как проводное соединение
264 на фиг. 7).
Устройство 14 на фиг. 7 может иметь разъемы, такие как оптико-электрический разъем 262,
для взаимодействия с дополнительным оборудованием (например, как описано в связи с
фиг. 5).
[0100]
Кабель 70 может содержать схему оптико-электрического интерфейса. Устройство такого
типа показано на фиг. 8. Как показано на фиг. 8, например, кабель 70 может содержать
интерфейсную схему 266. На одном конце кабель 70 может иметь оптико-электрический
разъем (разъем 256), который соединяется с оптико-электрическим разъемом 254
устройства 12. Оптико-электрический соединитель 256 может иметь оптический путь,
образованный из волокна и / или другой оптической соединительной структуры и
электрических контактов. Оптический путь и электрические контакты разъема 256 могут
совмещаться с соответствующим оптическим путем и электрическими контактами в разъеме
254 устройства 12. На своем другом конце кабель 70 может иметь электрический разъем
(разъем 268), имеющий электрические контакты, которые сочетаются с электрическими
24-02-2019
35
контактами в соответствующем электрическом разъеме 270 устройства 14. Электрический
путь может быть сформирован непосредственно между электрическими контактами
разъема 256 и разъема 268, и / или провода в электрическом пути, которые возникают на
электрических контактах разъема 256, могут заканчиваться на электрических клеммах,
связанных со схемой 266 интерфейса.
Когда электрические сигналы от разъема 256 принимаются интерфейсной схемой 266,
интерфейсная схема 266 может повторно передавать эти электрические сигналы на
некоторые или все электрические контакты в разъеме 268 и наоборот.
[0101]
Устройство 14 на фиг. 8 может иметь другие порты (например, порты, образованные
электрическими разъемами 276) для поддержки соединений с дополнительным
оборудованием. Схема 266 интерфейса может содержать схему 272 оптико-электрического
преобразователя и схему 274 электро-оптического преобразователя. Схемы 272 и 274 могут
включать в себя схемы оптических приемопередатчиков для отправки и приема оптических
сигналов и схемы электрических приемопередатчиков для отправки и приема электрических
сигналов. Например, схема 272 оптического преобразователя может включать в себя
фотоприемник. Схема 274 электрооптического преобразователя может включать в себя
источник света. Во время работы устройство 14 может использовать источник света для
передачи оптических сигналов по оптическому пути в разъемах 254, 256 и кабеле 70. Схема
272 может принимать оптические сигналы от оптического пути в кабеле 70, которые были
переданы устройством 12, и, используя фотоприемник, может генерировать
соответствующие электрические сигналы, которые подаются на устройство 14, используя
электрический разъем 268 и сопрягаемый электрический разъем 270.
Схема 266 может принимать электрические сигналы от устройства 14 через соединитель
270 и соединитель 268 и может использовать источник света электро-оптической схемы 274
для получения соответствующих оптических сигналов. Эти оптические сигналы могут быть
переданы на устройство 12 с использованием оптического пути в кабеле 70.
[0102]
В устройствах типа, показанного на фиг. 6, 7 и 8, электрооптические разъемы и
24-02-2019
36
электрические разъемы могут быть выполнены в виде 3,5-мм аудиоразъемов TRS или
других аудиоразъемов, могут быть реализованы в виде разъемов XLR или могут
использовать другие подходящие форм-факторы. Оптические пути в кабеле 70 могут быть
сформированы из одного оптического волокна, которое связано с фильтрами с
мультиплексированием с разделением по длине волны и соответствующими источниками и
детекторами. Например, единственное волокно может использоваться в устройстве на фиг.
8, для передачи оптических сигналов из соединителя 256 в схему 272 оптикоэлектрического интерфейса. В интерфейсе 266 фильтр мультиплексирования с
разделением по длине волны может использоваться для направления света от оптического
пути кабеля 70, который имеет первую длину волны, к фотоприемнику в схеме 272 и может
использоваться для направления света, который имеет вторую длину волны, от света
источник в схеме 274 к оптическому пути кабеля 70.
[0103]
Вид сбоку в поперечном разрезе иллюстративного кабеля, такого как кабель 70, показан на
фиг. 9. В примере по фиг. 9, кабель 70 имеет четыре провода 278 и одно оптическое
волокно (волокно 280). Провода 278 и волокно 280 могут быть заключены в оболочку 282.
При необходимости в кабель 70 могут быть включены дополнительные компоненты
(например, нити из упрочняющего волокна, диэлектрический наполнитель, металлические
оплетки или фольга (например, для электромагнитного экранирования) и т. Д. Провода 278
могут быть сформированы из сплошного проводника (например, сплошного медного
провода) или из многожильного провода. Пластиковое покрытие или другой изолятор может
окружать каждый провод, чтобы предотвратить короткие замыкания. Волокно 280 может
быть сформировано из материала, который является прозрачным для света (например, для
инфракрасного или видимого света). Подходящие материалы для волокна 280 включают
пластик и стекло. Волокно 280 может быть многомодовым волокном или может быть
одномодовым волокном. В волокно 280 может быть включен один или несколько слоев
(например, слой сердцевины, слой оболочки, упрочняющие слои и т. Д.).
[0104]
Провода 278 могут быть использованы при формировании электрического пути на пути 16.
Волокно 280 может быть использовано при формировании оптического пути. Хотя четыре
провода и одно оптическое волокно показаны на иллюстративном поперечном разрезе фиг.
9, это всего лишь пример. Кабель 70 может содержать менее четырех проводов или более
четырех проводов и может содержать одно, два или более двух оптических волокон.
24-02-2019
37
Например, кабель 70 может содержать два оптических волокна 280, как показано на фиг. 10.
[0105]
Когда тракт 16 содержит одно оптическое волокно, оптические сигналы могут отправляться
в одном направлении. Например, передатчик в устройстве 12 может передавать оптические
сигналы в соответствующий приемник в оборудовании 14, или передатчик в оборудовании
14 может передавать оптические сигналы в соответствующий приемник в устройстве 12.
Двунаправленная связь также может поддерживаться. При одном подходящем устройстве
схема мультиплексирования с временным разделением может использоваться для
поддержки двунаправленной связи. В схеме мультиплексирования с временным
разделением устройство 12 и оборудование 14 могут по очереди использовать оптический
путь. В течение определенных периодов времени устройство 12 может передавать
оптические сигналы на оборудование 14. В течение других периодов времени оборудование
14 может передавать оптические сигналы на оборудование 12.
[0106]
Одновременная двунаправленная связь по одному оптоволокну также может
поддерживаться. Например, в системе может использоваться множество длин волн света.
Электронное устройство 12 может передавать восходящие данные, используя свет на
первой длине волны, в то время как оборудование 14 одновременно передает нисходящие
данные, используя свет на второй длине волны. Когда кабели содержат несколько волокон
(как с иллюстративным кабелем на фиг. 10), одно волокно может использоваться для
восходящей связи, тогда как другое волокно используется для нисходящей связи. Каждое
волокно в многоволоконном кабеле также может использоваться для двунаправленной
связи с использованием методов мультиплексирования с временным или волновым
разделением.
[0107]
В кабеле 70 оптическое волокно, которое составляет оптический путь, может быть
расположено в центре кабеля (то есть, проходя вдоль его продольной оси коаксиальным
образом) или может быть расположено в других подходящих частях кабеля (например,
24-02-2019
38
вблизи пластиковая оболочка или переплетены с другими нитями материала). В оптикоэлектрических разъемах оптическое волокно может быть соединено с прозрачными
структурами, которые помогают направлять свет в и из оптического волокна. Эти
прозрачные структуры могут включать в себя коаксиальные длины волокон, кольцевые
(кольцеобразные) прозрачные изоляторы (например, изоляторы, которые служат как
прозрачными проводниками для света, так и в качестве электрических изоляторов, которые
изолируют электрические контакты в соединителях друг от друга) и т.д.
[0108]
Иллюстративная конфигурация, которая может использоваться для оптического
электрического аудиоразъема и сопрягаемого оптического электрического аудиоразъема,
показана на фиг. 11. Как показано на фиг. 11, аудиоразъем 38 (например, аудиоразъем
TRS) может содержать электрические контакты 74, 76, 78 и 80 (обозначенные T, R1, R2 и S
соответственно) и может иметь связанный оптический приемопередатчик 208. Диаграмма
фиг. 11 показана вилка 34, частично вставленная в гнездо 38. Когда штекер 34 полностью
подключен к разъему 38, электрические контакты 48, 50, 52 и 54 (обозначенные
соответственно T, R1, R2 и S) образуют соответствующие электрические соединения с
сопряженными контактами 74, 76, 78 и 80. Оптический тракт 200 может быть помещен в
контакт с приемопередатчиком 208 или может быть расположен достаточно близко к
приемопередатчику 208, чтобы оптические сигналы (свет) могли быть связаны между
приемопередатчиком 208 и трактом 200. При желании, гнездо 38 может включать в себя
оптический элемент, такой как элемент 206 на фиг. 2, который вставлен в оптический путь
200, чтобы помочь передавать оптические сигналы между портом 286 ввода-вывода
приемопередатчика 208 и наконечником 284 оптического пути 200.
В конфигурации этого типа оптический элемент (который может быть, например, коротким
отрезком оптического волокна) может служить в качестве расширяющейся части пути 200.
[0109]
В конфигурациях типа, показанного на фиг. 11, в кабеле 70 и в разъеме 34 может быть
только одно оптическое волокно. Поэтому может быть желательно использовать методы
мультиплексирования с разделением по длине волны для поддержки двунаправленной
связи по оптоволокну. Мультиплексирование с разделением по длине волны может быть
реализовано с использованием оптических фильтров с мультиплексированием с
24-02-2019
39
разделением по длине волны (WDM). Как показано на фиг. 12, например, соответствующий
фильтр WDM может быть связан с каждым концом пути 16. В устройстве 12 источник 212
может быть связан с входным портом WDM-фильтра 288 посредством оптического пути 290
(например, оптического волокна). Детектор 218 может быть соединен с выходным портом
WDM-фильтра 288 оптическим путем 292 (например, оптическим волокном). Путь 200
(например, оптическое волокно) может быть соединен с портом ввода-вывода фильтра 288
WDM (либо прямым соединением, либо через расширение оптического пути, такое как
расширение 206 оптического пути по фиг.2). В устройстве 14 WDM-фильтр 294 может иметь
порт ввода-вывода, который связан с путем 200, выходной порт, который связан с
детектором 250 (например, оптическим путем 296), и входной порт, который связан с
источником 246 ( например, по оптическому пути 298).
[0110]
WDM-фильтры 294 и 288 объединяют и разделяют свет по длине волны. Например,
исходящий свет от источника 212 на первой длине волны может быть направлен на путь
200 посредством WDM-фильтра 288. В устройстве 14 WDM-фильтр 294 может направлять
свет на этой первой длине волны на вход детектора 250. Источник 246 в устройстве 14
может пропускать свет на второй длине волны, которая отличается от первой длины волны.
WDM-фильтр 294 может направлять эту вторую длину волны света на путь 200. В
устройстве 12 WDM-фильтр 288 может направлять свет на второй длине волны на вход
детектора 218. WDM-фильтры 288 и 294 могут быть реализованы с использованием
решеток, связанных волноводов и т. Д. Если в схеме мультиплексирования с разделением
по длине волны требуется более двух длин волн, дополнительные WDM-фильтры или
фильтры с дополнительными портами могут использоваться для размещения
дополнительных источников и детекторов. Конфигурации фильтра WDM типа, показанного
на фиг. 12, при желании, может использоваться в системах типа, описанного в связи с фиг.
6, 7 и 8 (в качестве примера).
[0111]
В устройствах типа, показанного на фиг. 11, оптический путь 200 может быть сформирован
с использованием коаксиального волокна (то есть волокна, которое проходит вдоль
центральной продольной оси кабеля 70 и разъемов 34 и 38). Аудио разъемы 34 и 38 в этом
типе расположения не должны быть расположены в определенной ориентации вращения,
чтобы обеспечить адекватную оптическую связь между трактом 200 и приемопередатчиком
208, потому что разъемы 34 и 38 на фиг. 11 расположение радиально симметрично.
24-02-2019
40
[0112]
При желании, однако, соединители 34 и 38 могут быть снабжены элементами
выравнивания, которые помогают этим соединителям сохранять определенную желаемую
ориентацию вращения при сопряжении. Этот тип устройства показан на фиг. 13. Как
показано на фиг. 13, штекер 34 и домкрат 38 могут быть выровнены вдоль продольной оси
304. Штекер 34 может иметь одну или несколько элементов зацепления, таких как элемент
300 зацепления (например, выступ). Домкрат 38 может иметь один или несколько
сопряженных элементов зацепления, таких как элемент 302 зацепления (например, выемка
или другое углубление). Когда пользователь желает вставить штекер 34 в гнездо 38 вдоль
оси 304, он может повернуть штекер 34 вокруг оси 304 в направлении 306. Как только
элементы зацепления будут правильно выровнены (т.е. когда элементы 300 и 302 будут
выровнены по кругу), заглушка 34 может быть полностью вставлена в гнездо 38.
[0113]
Когда признаки вращательного выравнивания типа показаны на фиг. 13 используются в
аудиоразъемах, может быть обеспечено требуемое вращательное выравнивание между
штекером 34 и гнездом 38. В результате источник 212 и детектор 218 могут быть
расположены в конкретных известных положениях в устройстве 12, как показано на фиг. 14.
На фиг. 14, например, путь 200 включает в себя первое волокно 280А и второе волокно
280В. В устройстве 14 волокно 280A связано с детектором 250, а волокно 280B связано с
источником 246. Когда штекер 34 подключен к разъему 38, элементы выравнивания 300 и
302 (фиг. 13) входят в зацепление и тем самым гарантируют, что волокно 280А будет
правильно выровнено с источником 212 и что волокно 280В будет правильно выровнено с
детектором 218 (или в конфигурациях, которые использовать фильтры WDM, чтобы одно
волокно на пути 200 было выровнено с портом ввода-вывода фильтра WDM).
[0114]
В системах, в которых не используются элементы выравнивания, может быть желательно
снабдить штекер 34 и штекер 38 радиально-симметричными структурами оптической связи.
Рассмотрим, в качестве примера, конфигурацию вилки на фиг. 15. Как показано на фиг. 15,
штекер 34 может быть снабжен кольцевой оптической структурой 310 и концентрической
24-02-2019
41
кольцевой оптической структурой 308. Структуры 310 и 308 могут представлять собой
прозрачные элементы в форме кольца, которые оптически связаны с соответствующими
оптическими волокнами в кабеле 70 и окружают штырь (удлиненный элемент 309 в форме
штыря), на котором контакт наконечника, кольцевые контакты и контакт муфты вилки
образуются. Структуры 310 и 308 могут быть сформированы из прозрачного пластика,
стекла или других подходящих прозрачных веществ (например, для инфракрасного или
видимого света). Пример по фиг. 15 включает в себя две кольцевые структуры оптической
связи, но при желании могут использоваться устройства только с одной структурой
оптической связи (например, когда используется устройство WDM типа, описанного в связи
с фиг. 12).
[0115]
Поскольку структуры оптической связи, такие как структуры оптической связи 310 и 308,
являются радиально симметричными, использование устройств типа, показанного на фиг.
15 помогают гарантировать, что между аудиоразъемами имеется надлежащая оптическая
связь (например, оптическая связь между оптическим трактом 200 и приемопередатчиком
208) независимо от ориентации вращения между штекером 34 и разъемом 38. При желании
одна или несколько кольцевых оптических соединительных структур могут быть включены в
разъем 38, как показано на фиг. 16. В этом типе конструкции соединительная структура 308
имеет диаметр, который больше диаметра круглого отверстия цилиндрической полости,
которая образует внутреннюю часть домкрата 38, а соединительная структура 310 имеет
диаметр больше, чем диаметр соединительной структуры 308. Соединительная структура
308 может использоваться для направления входящего света от оптической
соединительной структуры 308 разъема 34 к детектору в устройстве 14. Соединительная
структура 310 гнезда 38 может использоваться для направления проходящего света от
источника в устройстве 12 к оптической соединительной структуре 310 в штекере 34 (фиг.
15).
Кольцевые оптические соединительные структуры в гнезде 38 и штекере 34 могут
использоваться для сопряжения друг с другом или могут использоваться для сопряжения с
источниками, детекторами или оптическими волокнами, которые имеют фиксированные
положения в своих разъемах, но которые не полностью окружают разъем. Например,
кольцевые оптические соединительные структуры в штекере 34 могут быть связаны с
источником и детектором типа, показанного на фиг. 14 или кольцевые оптические
соединительные структуры в гнезде 38 могут быть соединены с оптическими волокнами,
такими как оптические волокна 280А и 280В в штекере 34.
24-02-2019
42
[0116]
Вид сбоку в разрезе вилки и гнезда, где кольцевые структуры оптической связи вилки 34
используются для сопряжения с источником и детектором в гнезде 38, показан на фиг. 17.
Как показано на фиг. 17, внешняя кольцевая оптическая соединительная структура 308
может быть соединена с оптическим волокном 280А, а внутренняя кольцевая оптическая
соединительная структура 310 может быть соединена с оптическим волокном 280В.
Кольцевая оптическая соединительная структура 308 будет оптически соединять волокно
280А с источником 212, независимо от ориентации вращения вилки 34 в гнезде 38.
Аналогично, оптическая соединительная структура 310 будет оптически соединять волокно
280В с детектором 218 независимо от ориентации вращения между вилкой 34 и домкратом
38.
[0117]
При желании свет может передаваться через прозрачные оптические соединительные
структуры, которые сформированы между электрическими контактами в штекере 34 и
разъеме 38. Каждый из электрических контактов в штекере 34 и гнезде 38 (то есть контакты
наконечника, кольца и гильзы) может быть электрически изолирован от соседних
электрических контактов с помощью кольцеобразных прозрачных диэлектрических структур
(например, стекла, пластика или других диэлектрических материалов, которые прозрачны в
инфракрасной или видимой части спектра и имеют электрическую изоляцию). Поэтому эти
структуры могут служить двойным целям. Электрически диэлектрические структуры
представляют собой изоляторы, которые блокируют протекание тока между соседними
электрическими разъемами. Это предотвращает замыкание электрических контактов друг
на друга. Оптически, по меньшей мере, некоторые из диэлектрических структур прозрачны
для оптических сигналов на пути 200. Это позволяет связывать оптические сигналы между
оптическим приемопередатчиком и оптическим трактом 200.
[0118]
Расположение соединителей, в которых прозрачные диэлектрические структуры
образованы между соответствующими электрическими контактами в штекере 34 и гнезде
38, показано на фиг. 18. Как показано на фиг. 18, штекер 34 может иметь контакты 48, 50, 52
и 54, которые совмещаются с соответствующими контактами 74, 76, 78 и 80 в гнезде 38.
24-02-2019
43
Контакты 48, 50, 52 и 54 на фиг. 18 имеют форму кольца. Сопрягающие контакты 74, 76, 78
и 80 могут быть сформированы с использованием полых колец, пружинных металлических
выступов, которые выступают внутрь и создают электрический контакт с контактами
штекера 34 или другими подходящими электрическими контактами. В типичной
конфигурации контакты вилки 34 разделены диэлектриком (см., Например, диэлектрическую
ленту 56, которая изолирует контакт 48 наконечника от кольцевого контакта 50).
[0119]
По меньшей мере, часть диэлектрика, который изолирует электрические контакты в штекере
34, также может служить прозрачным окном для оптических сигналов. На фиг. 18, например,
кольцевая оптическая полоса 312 может быть сформирована из диэлектрика, такого как
прозрачный пластик или прозрачное стекло. Оптическую соединительную структуру 314
(например, один или несколько прозрачных пластиковых или стеклянных элементов) можно
использовать для оптического соединения оптической ленточной структуры 312 с
оптическим трактом 280B. Оптические структуры 312 и 314 расположены между контактами
50 и 52 и поэтому могут помочь изолировать контакты 50 и 52 друг от друга. Кольцевая
оптическая полоса 316 также может быть сформирована из диэлектрика, такого как
прозрачный пластик или прозрачное стекло. Оптическая соединительная структура 318
(например, один или несколько прозрачных пластиковых или стеклянных элементов) может
использоваться для оптического соединения оптической ленточной структуры 316 с
оптическим трактом 280А. Когда вилка 34 вставлена в гнездо 38, как показано на фиг. 18,
структуры 312 и 314 могут оптически соединять источник 212 с трактом 280B, а структуры
316 и 318 могут оптически соединять детектор 218 с трактом 280A.
[0120]
В устройстве такого типа тракт 280B может использоваться разъемом 38 для передачи
оптических сигналов от устройства 12, а тракт 280A может использоваться разъемом 38 для
приема оптических сигналов для устройства 12. При желании могут быть использованы
другие меры. Например, гнездо 38 и штекер 34 могут быть снабжены одним оптическим
путем, а не несколькими оптическими путями. В этом типе устройства двунаправленная
связь может поддерживаться с использованием методов мультиплексирования с
разделением по длине волны, как описано в связи с фиг. 12 или методы
мультиплексирования с временным разделением. Кроме того, любая соответствующая пара
контактов может быть разделена прозрачной изолирующей структурой. Разделение
контактов R1 и R2 одной такой структурой и разделение контактов R2 и S другой такой
24-02-2019
44
структурой в примере на фиг. 18 являются просто иллюстративными. При желании
прозрачные изолирующие структуры могут быть сформированы как единые куски
материала. Использование двух или более отдельных частей смежного прозрачного
материала (например, двухкомпонентных структур, таких как структура 312/314 и структура
316/318 на фиг. 18) показано в качестве примера.
[0121]
Как показано на фиг. 18, гнездо 18 также может иметь прозрачные изолирующие структуры,
такие как конструкции 320 и 322, в зазорах между соседними контактами. Эти структуры
могут, при желании, помочь изолировать электрические контакты в гнезде 38 друг от друга.
Структура 320 может иметь форму волокна, форму кольца или другую подходящую форму и
может использоваться для направления света от источника 212 в структуру 312. Структура
322 может иметь форму волокна, форму кольца или другую подходящую форму и может
использоваться для направления света от структуры 316 в детектор 218. В устройствах с
мультиплексированием с разделением по длине волны должна использоваться только одна
из оптических соединительных структур 320 и 322 с прозрачным изолятором. В ситуации
такого типа оптическая структура связи может быть связана с WDM-фильтром, таким как
фильтр 288 на фиг. 12. Источник 212 и детектор 218 (или, в конфигурациях WDM, фильтр
288 WDM) могут быть расположены с определенной ориентацией вращения вокруг штекера
34 (как показано в примере на фиг. 18) или могут быть сформированы в одном или
нескольких радиальных местах вокруг штекера 34. ,
В конфигурациях, в которых используется только одно радиальное местоположение
(например, положение источника 212 и детектора 218 в 12:00, которое показано в примере
на фиг. 18), структуры 320 и 322 могут использоваться, чтобы помочь сконцентрировать и
направить свет между ними. радиальное расположение и радиально однородные
кольцеобразные структуры в штекере 34, такие как конструкции 312 и 316 или другие
прозрачные изолирующие структуры штекера.
[0122]
При желании элементы зацепления, такие как элементы 302 и 300 на фиг. 13 может
использоваться в связи с разъемами типа, показанного на фиг. 18. Когда используются
элементы зацепления, ориентация вращения между штекером 34 и домкратом 38 известна
всякий раз, когда штекер 34 и домкрат 38 соединены вместе. В результате, оптические
24-02-2019
45
соединительные структуры 314 и 318 могут быть сконфигурированы для направления света
в конкретное радиальное местоположение вокруг штекера 34 и от него (например, в 12:00
источника и детектора на фиг. 18). Таким образом, можно избежать снижения уровня
сигнала, которое в противном случае могло бы быть связано с распределением оптических
сигналов радиально равномерным образом.
[0123]
ИНЖИР. 19 представляет собой вид в перспективе иллюстративного электронного
устройства и связанного с ним аксессуара. Как показано на фиг. 19, аксессуар 14 может
иметь основание 334, из которого заглушка 34 выступает вертикально. Основание 334
может служить подставкой, поддерживающей электронное устройство. Базовая конструкция
334 может иметь полость 336. Полость 336 может иметь размер и форму, которые
сконфигурированы для приема и поддержки конца 338 устройства 12. Кабель 330 и разъем
332 могут быть подключены к дополнительному оборудованию, такому как компьютер (см.,
Например, компьютерное оборудование 20 на фиг.1). Кабель 330 и разъем 332 могут
использоваться для передачи аналоговых сигналов, сигналов питания и цифровых сигналов
данных. Когда пользователь желает зарядить аккумулятор в устройстве 12 или
воспроизвести аудио и видео с устройства 12, пользователь может вставить устройство 12
в полость 336. В этом положении цилиндрическая пробка 34 находится в сопряженном
цилиндрическом домене 38. Оптические и электрические пути через штекер 34 и разъем 38
могут использоваться для передачи данных и питания между аксессуаром 14 и устройством
12 (например, двунаправленно с использованием методов мультиплексирования с
разделением по времени и / или мультиплексирования с разделением по длине волны).
При желании электрические контакты разъемов могут распределять мощность на
устройство 12, в то время как устройство 12 передает цифровые оптические сигналы на
аксессуар 14 с использованием оптического пути через разъемы. Аксессуар 14 может быть
снабжен динамиками или другими компонентами, которые позволяют аксессуару 14
представлять мультимедиа пользователю. Аксессуар 14 также может использовать схему
оптического приемопередатчика и / или электрическую схему приемопередатчика для
передачи данных в оборудование и из него, которое подключено к кабелю 330 и разъему
332.
[0124]
24-02-2019
46
ИНЖИР. На фиг.20 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая
иллюстративные этапы передачи электрических и оптических сигналов через каналы 16
связи между электрическим оборудованием, таким как электронное устройство, аксессуары
и другое оборудование. Каналы связи обычно включают в себя как электрические, так и
оптические пути.
[0125]
На этапе 324, после того как пользователь соединил оборудование вместе, используя пути
16, оборудование в системе может выполнить операции обнаружения. Эти операции
позволяют компонентам в системе определять, какое другое оборудование включено в
систему, и, следовательно, позволяют компонентам соответствующим образом изменять
свои настройки. В качестве примера, электронное устройство, которое обнаруживает, что
устаревшая гарнитура, которая включает только электрические провода, было подключено,
может конфигурировать себя для поддержки воспроизведения аналогового аудио, тогда как
электронное устройство, которое обнаруживает, что аксессуар с возможностями оптической
связи был подключен, может настраиваться использовать его оптический трансивер.
[0126]
Один способ, которым оборудование в системе 10 может определять возможности другого
оборудования в системе, включает использование переключателей. Например, домкрат 38
может быть снабжен механически, электрически или оптически переключателем (например,
датчиком света, таким как датчик отражения света), который изменяет состояние всякий
раз, когда вставляется элемент зацепления, такой как элемент 300 зацепления признак
сцепления, такой как признак 302 сцепления (фиг. 13). Наличие функции зацепления на
аудиоразъеме служит в качестве флага, который рекламирует его возможности.
[0127]
Другой способ, которым оборудование в системе 10 может определять возможности другого
оборудования, включает использование протоколов связи. Оборудование в системе может,
например, транслировать коды, которые информируют другое оборудование об их
возможностях. Электрическое устройство или другой аксессуар, такой как гарнитура, может,
например, передавать оптическую или электрическую информацию, чтобы другие
24-02-2019
47
устройства знали о своих оптических (и электрических) возможностях. Протоколы связи
могут быть однонаправленными (например, оборудование может транслировать коды без
получения важной информации от другого оборудования) или могут быть
двунаправленными. В типичном двунаправленном протоколе оборудование в системе
может, например, передавать информацию, которая информирует другое оборудование об
их возможностях в ответ на принятые запросы, или может обмениваться информацией о
возможностях как часть более сложного двустороннего обмена данными.
[0128]
Во время операций 324 обнаружения оборудование в системе 10 может обнаруживать
информацию о другом оборудовании, такую как, какой тип протоколов связи поддерживает
оборудование, какие типы приемопередатчиков содержит оборудование, содержит ли
оборудование оптический приемопередатчик и т.д.
[0129]
На этапе 326 оборудование в системе может выполнять операции настройки соединения.
Например, оборудование в системе может обмениваться пакетами цифровых данных,
которые информируют другое оборудование о желаемых тактовых частотах, желаемых
мощностях передачи для оптических сигналов, желаемых форматах связи (например, будут
ли возможности исправления ошибок присутствовать или не будут присутствовать, скорость
передачи данных). лимиты и т. д.), желаемое напряжение питания, которое будет
передаваться (если есть), и другие параметры соединения.
[0130]
В качестве примера рассмотрим ситуацию, в которой каждое устройство 12 и оборудование
14 содержат светодиодный (LED) источник. Из-за качества оптической связи,
сформированной, когда вилка 34 вставлена в гнездо 38, и других переменных, затухание
оптического пути 200 может быть неопределенным. Во время операций этапа 326
устройство 12 и оборудование 14 могут отправлять тестовые световые импульсы при
выполнении соответствующих измерений мощности с их детекторами. На основании этих
измерений устройство 12 и оборудование 14 могут затем договариваться, чтобы установить
оптимальные уровни оптического сигнала для использования при обмене данными по
24-02-2019
48
тракту 16. Переговоры могут проводиться с использованием электрического пути и / или с
использованием оптического пути. Благодаря согласованию оптимальных уровней
мощности сигнала потребление энергии может быть минимизировано, что повышает
эффективность.
[0131]
Типичный процесс согласования оптической мощности может первоначально включать
передачу тестового пакета от дополнительного устройства при начальной мощности P1
(например, установка низкой или самой низкой мощности). В ответ электронное устройство
может использовать свой оптический приемопередатчик для измерения количества
мощности в принятом оптическом сигнале. Как только этот уровень мощности был измерен,
электронное устройство может ответить на аксессуар. Например, электронное устройство
может реагировать на аксессуар, используя электрический приемопередатчик в
электронном устройстве. Отклик электронного устройства может указывать, что мощность
P1 является приемлемым уровнем для использования в будущих оптических
коммуникациях по линии связи. Если измеренная мощность низкая, ответ электронного
устройства может потребовать, чтобы аксессуар увеличил свою оптическую мощность
передачи. Этот процесс согласования может продолжаться до тех пор, пока два устройства
не достигнут соглашения о приемлемом уровне оптической мощности, который будет
использоваться для связи. Оптические передатчики как в электронном устройстве, так и в
аксессуаре могут быть откалиброваны таким образом.
[0132]
После того, как линии связи между оборудованием в системе 10 были установлены на этапе
326, оборудование может использовать эти линии связи во время нормальной работы
системы (этап 328). Например, оптические и электрические пути в ссылках 16 могут
использоваться для передачи видеоданных (включая звуковые дорожки), аудиоданных
(например, для схем шумоподавления), сигналов управления и т. Д.
[0133]
Вышеизложенное является просто иллюстрацией принципов этого изобретения, и
специалисты в данной области могут сделать различные модификации, не выходя за
пределы объема и сущности изобретения.
24-02-2019
49
24-02-2019
50
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
112 Кб
Теги
2011116647, kinds
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа