31 May 2014

先上个电路图:

现在大多数3.5mm耳机插头都由三个绝缘环分成了四段,每段引出一根线。这四段从顶端向下依次引出的线是:左声道(L)、右声道(R)、地线(G)和麦克风(M)。 这四根线像上图那样连接到了耳机内部。

从上面的电路图可以看到,左声道和右声道(蓝线和绿线)分别与地线构成了左右耳机的正负极。地线(黄线)保持为0电平,可以通过控制左声道和右声道线的电压变化来发出声音。 麦克风线(红线)与地线之间的电路比较复杂,因为除了录音,还要用来实现按键功能。图中的K«、K=、K»表示现在线控耳机上常见的三个按键:音量减小、播放/暂停、音量增加。这三个键每一个被按下都相当于在麦克风(MIC)上并联了一个电阻。 这三个电阻依次是R2、0、R1。设备可以通过检测麦克线和地线之间的电阻变化来判断是哪个按键被按下。只要能检测到哪个键被按下,软件就可以自己定义这些按键对应的功能,包括进一步定义双击、三击、长按等等。 当然,没有键被按下时,MIC这个电阻会随着声波变化,设备据此来录制音频信号。

以上就是耳机的内部的工作原理。如果各个厂家都按照上面的标准来生产耳机和设备,那么所有耳机和设备都是兼容的。不幸的是,实际情况并没有这么理想。

早些年的时候,线控耳机还没出现,主流的耳机只有左右声道和地(L、R、G)三根线。如下图所示(现在也还可以见到这种插头上只有两个绝缘环的耳机):

后来决定增加一根麦克风线(MIC)的时候,关于MIC线的位置竟然出现了分歧。欧洲一派(OMTP)将其定在了右声道与地线之间,如下面左图所示。美国一派(CTIA)则反其道而行,将MIC定在了地线以下,如下面右图所示。

这就像移动通信中的GSM和CDMA两派。中国一如既往地追随欧洲派,将OMTP称为国标,将CTIA称为美标。

如果一种标准的耳机插到了另一种标准的设备上,就会出现不兼容现象。具体表现为,只能隐隐约约听到很小的背景音乐,主要的人声却听不见。这是因为两种标准混用时相当于把地线接到了MIC线上,也就相当于地线不再是0电平了。一个实用的技巧是可以一直按着播放/暂停键,这样声音听起来就正常了。因为从电路图可以看到,按着这个键相当于把MIC线和地线短接。这个技巧可以临时救急用。

希望这种只有接线顺序差别的不兼容现象早日消除,可省去不少麻烦。