细说耳机接口变迁

　　兼容OMTP和CTIA

　　然而特立独行的苹果采用了类似CTIA的方式，但是并不完全相同。让我们先看看安卓手机的标准做法。安卓系统要求支持CTIA方式，但是在法规特殊的地区例外，比如在中国上市的安卓设备需要支持信产部规定的OMTP标准。　

　　(Android系统对于耳机接口标准的规定)

　　早期的苹果手机也采用类似的做法，即国内行货和水货的苹果设备采用了不同的标准。但是创新的苹果为了节省成本，统一制造工艺，从iPhone 4S开始采用了兼容OMTP和CTIA的耳机接口。在手机内部安装了自动检测电路来判断插入的耳机是OMTP还是CTIA。这种提升用户体验的创新做法非常值得赞赏，引起了ic强烈的研究兴趣。但是因为苹果手机的内部资料难以获得，ic在网上寻觅良久，找到了一种接近的替代实现方案供大家参考。核心就是大名鼎鼎的仙童公司(飞兆)的一款芯片FSA8049。

　　(FSA8049原理图)

　　原理大概是这样的(不感兴趣的直接跳到下一段)，我们知道耳麦上的麦克风要工作，需要手机给它加载一个偏置电压。FSA8049同时检测GND和MIC这两个管脚上的电压。MIC因为有一定的内阻，因而其上的电压肯定不是0，而GND直接接地，检测到的一定是0电压。再结合一些其它的控制逻辑，就可以判断哪个是GND，哪个是MIC了。这个检测电路原理还是挺简单的，考虑到苹果自身具备的强大的芯片研发能力，在A系列处理器上集成这样的检测电路想必也不是什么难事，高集成度带来的成本基本可以忽略不计，却减小了地区法规带来的产品差异性。

　　线控原理

　　耳麦上的线控按键也是有一些标准的。例如安卓系统的耳麦按键线控原理如下。

　　(Android耳麦按键原理)

　　当一个按键被按下时，对应的电阻接地导通。不同按键的对地电阻阻值不同，因而其上的分压也不同。这样通过检测电阻上的电压值，就可以知道是哪个按键被按下了。再加上时间检测，就可以支持短按、长按还是快速按几下等等按键序列。安卓系统对这种按键序列的部分规定如下。

　　(Android系统耳麦按键的定义)

　　在如今购买手机一般不再附送耳机的时代，这种标准大大增加了耳麦的通用程度。前面提到的TRRS三大派之一的苹果“派”，就是麦克风的做法和各个按键阻值有别于CTIA标准而自成一派。所以把苹果耳机插到安卓手机上，麦克风和线控功能有可能是不正常的。

　　随风而逝?

　　iPhone 7的推出，是否意味着3.5mm耳机接口从此走向末日，这是个见仁见智的问题。不过苹果对于数码潮流的引领是毋庸置疑的。就像3.5寸软驱的取消、光驱的取消，都是在苹果产品上首先实现的。例如联想最近推出的Moto Z，也取消了3.5mm耳机接口，复用到了Type C接口上。

　　然而苹果对于配件控制的加强，也是毋庸置疑的。MFi认证价格不菲，现在连耳机产品苹果都要吃上一口，众耳机厂商能答应吗?众耳机发烧友能答应吗?

　　抛开这些不谈，用Lightning或者Type C接口代替传统的3.5mm耳机接口，在技术实现上会带来哪些问题呢?我们知道3.5mm接口传输的是模拟信号，现有的TRRS方式最多传输一左一右两个声道的模拟信号。如果用Lightning或者Type C这种数字接口，耳机接收到的是音频数字信号。耳机内部电路首先需要对数字信号做解码(考虑MFi或者将来做版权保护加密这些数字音频，还需要解密)，然后通过模数转换器(DAC)生成模拟信号，才能送给耳机内的喇叭，驱动喇叭振膜产生声压，人耳才能听到。可以看到，相比传统耳机，这种数字耳机多出了解码模块、DAC模块、放大器，成本一下子高了不少。如果是适配苹果产品的耳机，还需要过MFi认证，又是一笔开销。可以预见，数字耳机的价格短时间内将高企不下。

　　从另一个角度，数字音频的传输将不再受限于TRRS等有限的通道个数，也许耳机内置的多个发声单元将独立接收各自的数字音频，产生出更加丰富的音频效果，会非常有利于AR/VR的沉浸式应用。耳麦也将可以配备多个麦克风甚至麦克风阵列，以实现降噪、回声消除、音源定位等高阶的音频应用。想想这些美好的应用，是不是感觉高高在上的价格也可以默默承受呢?