En djupdykning bland ljudanslutningsomkopplare och konfigurationer | DigiKey

En ljudanslutning är en standardiserad anslutning med många potentiella användningsområden utöver ljudöverföring. Med kunskaper om möjliga konfigurationer och alternativ för antal ledare och omkopplare, kan utvecklarna få ut så mycket som möjligt av den välbekanta, kompakta och tillförlitliga anslutningen.

2,5 mm- och 3,5 mm-anslutningen är ett vanligt tillbehör för smarta telefoner, mediespelare, hi-fi-utrustning och andra enheter. Är man uppfinningsrik kan anslutningen bli mer än en enkel ljudanslutning för externa högtalare eller hörlurar. Den kan användas för att koppla in en rad tillbehör som styr andra funktioner i systemet – till exempel en kameraknapp på en selfie-pinne. För att kunna nyttja den enkla men mångsidiga porten fullt ut, krävs det kunskaper om de interna signalanslutningarna och omkopplingsmekanismerna.

Ljudanslutningar kan vara enkla, anslutningar utan omkopplare, eller innehålla en eller flera omkopplare som aktiveras när man sticker i kontakten. En anslutning med omkopplare behövs till exempel om interna högtalare ska kopplas bort när ett par hörlurar ansluts, eller för att detektera anslutning av tillbehör eller använda ett mixerbord. Om ljudanslutningen saknar omkopplare, kan en särskild integrerad ljudanslutningskrets användas för att detektera anslutning av tillbehör. Med den metoden blir stycklistan längre och materialkostnaderna högre, men den dedikerade kretsen kan erbjuda extra funktioner, som knappfördröjning (debounce) och avkänning av knapptryckningar.

I databladet för en godtycklig ljudanslutning beskrivs kombinationen av tillgängliga ledare och omkopplare, och deras specifikationer. Ljudanslutningen Same Sky SJ2-2531X-SMT är ett exempel på en enklare, ytmonterad anslutning som finns i utförande med två eller tre ledare och i konfiguration utan omkopplare, med en omkopplare eller med två omkopplare.

Enkel ljudanslutning

Figur 1 visar ett enklare ljuduttag med tre ledare. Kontakten förs in från vänster till höger, så att spetsen, ringen och hylsan hamnar mitt för motsvarande kontaktdelar i uttaget när kontakten är helt instucken.

Figur 1: Enkelt ljuduttag med tre ledare, utan omkopplare. (Bildkälla: Same Sky)

I figur 2 har en omkopplare lagts till för pol 2. Omkopplaren aktiveras när kontakten sticks in. Enligt databladet är det här en så kallad spetsomkopplare (tip switch). En liknande omkopplare kan läggas till för ringpolen. Längre fram beskrivs hur ett uttag med flera ringar kan ge stöd för en rad omkopplare.

Figur 2: Ljuduttag med tre ledare och spetsomkopplare. (Bildkälla: Same Sky)

I figur 2 ser vi att pol 2 och pol 10 är i kontakt med varandra när ingen kontakt är instucken, vilket innebär att omkopplaren är normalt sluten. När kontakten är helt instucken och spetsen är i kontakt med pol 2, trycks fjäderkopplingen undan, så att kretsen mellan pol 10 och pol 2 öppnas.

Mer avancerade konfigurationer

Figur 3 visar hur extra ledare och omkopplare kan arrangeras. Antalet ringledare och deras positioner på kontakten måste överensstämma med kontakterna i uttaget, för att omkopplarna ska aktiveras i förväntad turordning.

Figur 3: Kontakt med fyra ledare och uttag med en spetsomkopplare och två ringomkopplare (Bildkälla: Same Sky)

Hittills har vi beskrivit enklare omkopplare av normalt sluten typ. Men det finns också andra konfigurationer, till exempel normalt öppna omkopplare och omkopplare av typen Singe Pull Double Throw (SPDT) och Double Pole Double Throw (DPDT) (figur 4). Sådana omkopplare kan isoleras från ljudsignalen och användas för att styra andra kretsar.

Figur 4: Alternativa omkopplarkonfigurationer (Bildkälla: Same Sky)

Några praktiska exempel

Tillgängliga anslutningskonfigurationer ger breda möjligheter för signalomkoppling, insticksdetektering och systemstyrning. Till exempel kan man koppla över ljudet från högtalare till hörlurar (eller tvärtom), så som i figur 5, eller använda insticksdetektering och styra andra kretsdelar, som inte är beroende av ljudsignalerna.

Diagram för ljudöverkoppling mellan högtalare och hörlurar. (Bildkälla: Same Sky)

I det första diagrammet i figur 5 spelas ljudet upp i den inbyggda högtalaren när ingen hörlurskontakt är instucken. Anslutningen innehåller spets- och ringomkopplare som öppnas när kontakten sticks in, så som i det andra diagrammet. Då kopplas ljudkällan bort från högtalaren, samtidigt som hörlurarna ansluts till kretsen.

Figur 6 visar hur en normalt sluten spetsomkopplare används för att detektera att kontakten sticks in, varvid en indikeringslampa tänds.

Figur 6: Diagram med spetsomkopplare som detekterar att kontakt sticks in (Bildkälla: Same Sky)

Anslutningen i figur 7 innehåller en SPDT-omkopplare som används för att växla mellan två funktionslägen när kontakten sticks in eller dras ur. Anslutningen innehåller vanliga spets- och ringkontakter, men polerna 4–6 är isolerade från ljudsignalerna på polerna 1–3. När kontakten inte är instucken, är polerna 4 och 5 anslutna. När kontakten sticks in öppnas polerna 4 och 5, så att polerna 5 och 6 ansluts. Det här kan användas för att koppla om systemet mellan två olika funktionslägen.

Figur 7: Ljudanslutning som används för att växla mellan olika funktionslägen. (Bildkälla: Same Sky)

Slutsatser

En konventionell ljudanslutning av branschstandard erbjuder hög mångsidighet i litet format och är ett praktiskt, tillförlitligt och enkelt alternativ för både utvecklare och användare. Med ytliga kunskaper om de olika funktionerna kan utvecklarna använda anslutningen för att erbjuda extra funktioner i nya produkter, där det annars skulle krävas fler diskreta omkopplare eller portar. Genom att använda ljudanslutningen på ett smart sätt kan man minska materialkostnaderna, förenkla designen och förkorta tiden till marknad för produkter som utrustas med nya funktioner.

Same Sky portfölj av ljudanslutningar innehåller 2,5 mm och 3,5 mm uttag och kontakter i olika konfigurationer och med olika typer av omkopplare. Ytmonterade eller genomgående utföranden erbjuds, liksom ett brett urval av vattentäta, IP67-klassade anslutningar. Lämpliga 2,5 mm och 3,5 mm kontakter för kabelmontering och genomgående konfigurationer finns också.