基于模拟音频连接器的全双工数据流实现方案

　　音频主动降噪技术深受消费者青睐。目前为止，它主要应用在独立的主动降噪头戴式耳机和耳麦中。消费者希望能在嘈杂的环境下享受音乐，并愿意因此购买可提供这种功能的耳机。

　　目前，手机厂商正将主动降噪技术作为其产品的一大差异化优势，在通话和媒介消费上提供卓越的音频体验。最经济实惠且便捷的降噪方法就是在手机中内置降噪电路。但是噪声拾取必须在耳机上实现而不是在手机上，因为手机可能会放在用户的口袋里从而可能会阻断噪音源。

　　这就带来了很大的困难：如何通过标准的3.5毫米音频接口将左、右两个通道的噪声信号从耳机传送到手机，同时将降噪信号从手机回传到耳机。标准的模拟音频接口一般有四个通道。两个通道被用于左、右声道的喇叭，一个麦克风通道和地线。麦克风通道同时用来给麦克风供电。在打电话时，麦克风将语音信号传送到手机。

　　当3.5毫米音频接口被用于传统模拟模式时，就无法将左、右两个通道的噪声信号从耳机传送到手机上进行处理。奥地利微电子已开发出全新的数字多路复用技术，实际上，它可在麦克风通道中创造额外的通道。这些通道能够用于降噪应用，可将耳机中两个或四个额外的左、右声道的麦克风的采样噪声传送到手机中。

　　在其他应用中，额外通道可用来与音频配件进行中、低数据率的数据通信，比如给配件增加显示功能、传送传感器数据或其他额外功能。当然，音频接口的传统工作模式也会得到保留，因此不支持增强特性的标准耳机仍可以使用。本文介绍了如何通过3.5毫米音频接口来实现全双工数据通信。

　　同时采用电压和电流调制

　　如今数字麦克风作为基于过采样时钟的串行∑-Δ调制比特率流被广泛用来提供音频信号。这使得采用多路复用信号数字技术提供全双共通信成为可能。挑战是在同一线路上避免上行和下行信号之间的干扰，同时提供一个足够高的比特率来满足消费者对高音质的需求。一种可行的技术是在麦克风通道上同时采用电压和电流调制技术：一个提供上行信号，另一个则提供下行信号。

　　为了验证此项技术的有效性，奥地利微电子开发了一个完整的演示系统，该系统包括降噪功能，能够用3.5毫米音频接口与手机或MP3播放器相连。它提供了约2Mbit/s的上行信号和12Mbit/s的下行信号。

　　该演示系统由主电路和外围电路组成（见图1、2）。（在实际的终端产品设计上，主电路会嵌入到移动设备中，而外围电路则是在耳机的控制部件上。）

　　图1：数字多路复用演示系统方框图。

　　图2：奥地利微电子的演示系统展示了主电路板（底部），带有音量放大、模式和音量减小键的外围电路板（上），以及头戴式耳机。

　　电池与主电路板相连，以提供独立的电源。主电路板通过3.5mm麦克风接口的麦克风通道给从电路板供电，同时传送调制的麦克风信号。主电路板会生成一个同步时钟，外围电路板时钟与其同步。