Aspetti elettronici dell'uscita audio dell'iPhone da 3,5 mm

Sto lavorando da un po 'di tempo a un piccolo progetto di costruzione di un microfono esterno per l'iPhone da collegare in parallelo alle cuffie (tramite il jack da 3,5 mm). Fondamentalmente, voglio sostituire il microfono delle cuffie originale dell'iPhone con un altro microfono, ma uso ancora le cuffie per ascoltare.

Di seguito un'immagine della struttura del prototipo (basata su 2 prodotti esistenti, ma in realtà non funziona; probabilmente a causa di un problema di impedenza):

Alcuni chiarimenti sull'immagine:

• articolo # 5 - punto di divisione tra la presa del microfono e la presa delle cuffie.
• articolo n. 4 - Spina iPhone 3,5 mm
• articolo 3 - un microfono che per ora NON funziona poiché l'iPhone sembra NON identificarlo (probabilmente problemi di impedenza - la sua impedenza è di circa 650 Ohm)
• articolo n. 2 - jack per cuffie semplice (qualsiasi cuffia con spina da 3,5 mm può agganciarsi lì)
• oggetto n. 1 - jack per microfono agganciato al microfono esterno che ho per ora.

Vorrei concentrare la mia domanda sugli aspetti elettrici del mio progetto per ora. Dati noti che ho raccolto finora (non esitate a correggere qualsiasi errore identificato):

1. iPhone fornisce 1,5 V sul jack TRRS da 3,5 mm.
2. la spina TRRS di iPhone è composta da 4 pin: sinistra / destra / terra / microfono

Domande:

1. Qual è il consumo di energia per OGNI parte delle cuffie per iPhone? Ogni parte significa che ci sono 2 componenti: cuffie e microfono e ho bisogno del consumo di energia separato (in particolare il microfono!)

2. Qual è l'attuale drive dell'iPhone sul microfono dell'auricolare e qual è l'attuale pilotato sulle cuffie?

3. Leggi alcune altre risposte sull'argomento dell'impedenza, che l'iPhone identifica il microfono esterno (sull'auricolare, ad esempio) solo se l'impedenza è ± 1650 Ohm, ma poi, ho letto un'altra risposta che afferma che l'impedenza richiesta è ± 5000 Ohm. Qualche idea su cosa sia corretto?

4. Dovrei pianificare che l'impedenza del microfono (include il filo) sia 1650 Ohm (o 5000 Ohm in base alla risposta che otterrò per la domanda n. 3) O dell'intero prototipo (microfono + fili + cuffie normali che aggancio al connettore da 3,5 mm ) dovrebbero essere insieme il 1650 Ohm / 5000 Ohm?

5. È corretto affermare che l'1,5 V fornito dall'uscita audio dell'iPhone da 3,5 mm significa che i pin destro / sinistro / mic sono contatti positivi con 1,5 V rispetto al pin di terra (significa che abbiamo 3 circuiti paralleli provenienti da un 1,5 V fonte di alimentazione).

Questi sono i dati che posso condividere con te dopo aver eseguito la mia serie di esperimenti e aver cercato (ampiamente) attraverso il Web i test pratici reali di altre persone. Ho scartato / omesso i dati che non sono stato in grado di riprodurre:

1. L'impedenza del microfono vivavoce in miniatura Apple standard, quello integrato con le cuffie che includono nel dispositivo iPhone di quarta generazione, è di circa 1600 Ohm. Ciò significa che se si collega semplicemente una resistenza 1.6K tra le connessioni MIC e GND del connettore TRRS, iOS passerà al microfono esterno (in effetti, una resistenza, non un microfono).

   Detto questo, la verità è che versioni diverse di iOS e dispositivi impiegheranno algoritmi decisionali diversi quando tentano di "indovinare" se è presente un microfono esterno collegato a iPhone, iPad o iPod. Puoi trovare alcuni riferimenti nel Web (non li citerò qui poiché ritengo che le informazioni siano fuorvianti) indicando impedenze e comportamenti soglia diversi per gli algoritmi di ogni versione e dispositivo iOS.

   Il mio consiglio è semplice: dimentica i dettagli cruenti delle diverse versioni di iOS là fuori. Usa semplicemente un resistore da 1,6 K, imitando il vero microfono in miniatura di iPhone. Scommetto che Apple non cambierà il comportamento di iOS nel prossimo futuro escludendo milioni di cuffie a mani libere!

2. L'iPhone e altri cellulari applicheranno una tensione CC di circa 1,5-2,5 V al microfono. L'obiettivo di questo è duplice: serve all'iPhone come un modo per misurare l'impedenza CC esterna del microfono e alimenta anche il preamplificatore incorporato in molti microfoni a elettrete in miniatura.

   Quanto sopra significa che dovresti stare attento quando ti interfacci alla connessione mic di un dispositivo Apple, accoppiando AC il tuo segnale sopra il resistore precedentemente discusso 1.6K o usando un divisore di tensione con un resistore più grande e di nuovo detto resistore 1.6K . Il che porta al prossimo argomento ...

3. L'ingresso del microfono dell'iPhone si saturerà a circa 40 mV di picco (millivolt). Pertanto, è necessario adattare l'ampiezza del segnale audio a un livello simile.

4. Attenzione ai connettori audio da 3,5 mm TRRS (maschio) là fuori! Prima di utilizzarne uno, osservare attentamente la connessione alla base della spina (la "S" o "manicotto"). Alcuni connettori termineranno in un disco metallico circolare collegato al manicotto.

   Il problema è che molti dispositivi Apple (per esempio, l'iPhone 4) hanno un involucro metallico collegato internamente a terra e questo tipo di connettori entrerà in contatto tra l'involucro (terra) e il manicotto (microfono), rendendo inutili tutti i tuoi tentativi di iniettare un segnale audio. Ho riscontrato questo problema in passato, sprecando alcune ore cercando di capire perché l'iPhone non riconoscerà un resistore 1.6K correttamente collegato.

   Puoi trovare alcune belle foto di questo problema e una soluzione temporanea fatta in casa per questo: http://martinjohnsoncommunications.blogspot.com.es/2012/04/iphone-external-mic-connection-solved.html

Non ho un iPhone, quindi queste sono ipotesi:

Che tipo di microfono stai usando? Il microfono delle cuffie è probabilmente un microfono a elettrete e 1,5 V viene utilizzato per alimentarlo. Un elettrete apparirà ad alta impedenza sull'ingresso del microfono, al contrario di un microfono dinamico.
Immagino che il resistore di polarizzazione (interno all'iPhone) sia probabilmente di circa 1kΩ (questo interessante documento dice 640Ω)
Potresti essere in grado di testare l'impedenza a cui rileva collegando un pot / resistore al posto del microfono (dal filo del microfono a terra) Varia il valore da 500Ω verso l'alto fino a quando non rileva un microfono, quindi nota il valore.

L'1,5 V è probabilmente presente solo sul filo del microfono (rispetto al filo di terra), a meno che le cuffie non facciano qualcosa di "speciale". Puoi testarlo facilmente con un multimetro.

È probabile che la corrente del microfono sia piuttosto piccola, inferiore a un mA. Le cuffie probabilmente saranno circa 20 - 40mW.

Assicurati di collegarti ai cavi corretti - IIRC la guaina non è messa a terra sulla presa dell'iPhone.

Ho provato un po 'a rispondere alla parte di cablaggio con un resistore.