Come funzionano le cuffie con controllo del volume?

Una recente domanda sugli appassionati di Android mi ha fatto chiedermi come funzionano le cuffie con controllo del volume.

Non intendo il controllo del volume che funziona attenuando il segnale in ingresso , ma il tipo di controllo del volume che segnala al dispositivo di aumentare o diminuire l'uscita del segnale.

Ad esempio, secondo la pagina del prodotto Crossfade LP , i controlli del volume sono solo per i dispositivi Apple:

Compatibilità universale e comunicazione microfonica LP viene fornito con 2 cavi per la compatibilità universale con tutti i moderni dispositivi mobili e audio. Il cavo per microfono remoto a 3 pulsanti è progettato per i dispositivi Apple più recenti, tra cui iPhone®, iPad®, iPod® e Macbook. Il lungo cavo solo audio e l'adattatore 1/4 "è universalmente compatibile con tutti i dispositivi audio e le apparecchiature professionali.

Tuttavia, questo tipo di dispositivo sembra funzionare con alcuni telefoni Android e la domanda implica che funziona anche con alcune schede audio del computer su macchine Windows, ma non essendo un acquirente di Apple (e solo di recente ho ottenuto il mio primo smartphone) non ho visto questo tipo di cosa prima. Ho fatto una rapida ricerca su Google, ma non riesco a trovare nulla sugli standard di questa tecnologia.

• Come funziona?
  • È qualcosa di semplice come cortocircuitare i canali sinistro / destro / microfono?
  • In tal caso, l'utilizzo di cuffie di questo tipo con apparecchiature che non supportano questa tecnologia, potrebbe danneggiare tali apparecchiature?
  • È un segnale seriale, ad esempio inviato sul canale del microfono?
  • Richiede solo un connettore TRS per cuffie o un connettore TRRS per cuffie + microfono?
• Questa tecnica ha un nome? _{Per inciso, qualcuno potrebbe rispondere a questa domanda, probabilmente posso cercare io stesso il resto delle informazioni. * 8' )}
• È standard come sembra o tutti seguono Apple?
• È qualcosa che è brevettato?
  • In tal caso, chi detiene il brevetto e applica un canone per l'utilizzo di questa tecnologia?
  • In caso contrario, esiste uno standard aperto per questo?

Ci sono alcune informazioni eccellenti in una risposta alla domanda Quale protocollo utilizza un jack per cuffie? ma non risponde alle specifiche di come funziona questo tipo di controllo del volume (ecc.), poiché ora sembra essere più comune e standard.

Questo articolo mostra alcuni buoni modi per effettuare un controllo del volume. Fondamentalmente sono solo alcuni pulsanti che commutano resistori diversi tra un paio di pin del connettore per cuffie TRRS da 1/8 ". Normalmente questi pulsanti posizionerebbero il resistore attraverso (in parallelo con) il microfono.

Un microfono standard ha bisogno di due fili: il segnale di uscita del microfono e GND. Ma anche il microfono ha bisogno di energia, e questo è fornito sullo stesso filo del segnale di uscita del microfono. All'interno del telefono ci sarà una resistenza tra il segnale del microfono e l'alimentazione. Il nostro controllo del volume remoto commuterà una resistenza tra il segnale del microfono e GND. Questi due resistori formeranno un semplice divisore di tensione resistiva, in cui la tensione risultante dipende da quale pulsante viene premuto.

All'interno del telefono questo segnale del microfono entra in un semplice convertitore da analogico a digitale (ADC) che misurerà la tensione e capirà da lì quale pulsante viene premuto.

Farlo in questo modo è un po 'complicato e crea alcuni compromessi. La prima cosa è che non puoi usare contemporaneamente il microfono e i pulsanti. Il più delle volte questo non è un problema, ma a volte vorrai fare casino con le cose. Il telefono deve silenziare il microfono ogni volta che viene premuto un pulsante. Altrimenti ci sarà un forte suono nell'audio. Anche se questo non era un problema elettrico, la maggior parte dei controlli del volume remoti ospita anche il microfono e si otterrebbe un sacco di rumore di gestione meccanica nel microfono solo spostando le dita.