Aspectos electrónicos de la salida de audio del iPhone de 3.5 mm

Estoy trabajando durante un tiempo en un pequeño proyecto de construir un micrófono externo para que el iPhone se conecte en paralelo a los auriculares (a través del conector de 3,5 mm). Básicamente, quiero reemplazar el micrófono del auricular original del iPhone con otro micrófono, pero aún así usar los auriculares para escuchar.

A continuación se muestra una imagen de la estructura del prototipo (basada en 2 productos existentes, pero en realidad no funciona; probablemente debido a un problema de impedancia):

Algunas aclaraciones sobre la imagen:

• Artículo 5: punto de división entre el conector del micrófono y el conector de los auriculares.
• Artículo n.o 4: conector para iPhone de 3,5 mm
• elemento # 3: un micrófono que por ahora NO funciona ya que el iPhone parece NO identificarlo (probablemente problemas de impedancia, su impedancia es de aproximadamente 650 ohmios)
• artículo # 2 - conector de auriculares simple (cualquier auricular con conector de 3.5 mm puede engancharse allí)
• elemento # 1 - conector de micrófono conectado al micrófono externo que tengo por ahora.

Me gustaría centrar mi pregunta en los aspectos eléctricos de mi proyecto por ahora. Datos conocidos que reuní hasta ahora (no dude en corregir cualquier error que identifique):

1. Suministro de iPhone de 1,5 V en el conector TRRS de 3,5 mm.
2. El enchufe TRRS del iPhone está hecho de 4 pines: Izquierda / Derecha / Tierra / Micrófono

Preguntas:

1. ¿Cuál es el consumo de energía por CADA parte del auricular del iPhone? Cada parte significa que hay 2 componentes: auriculares y micrófono y necesito el consumo de energía separado (¡especialmente el micrófono!)

2. ¿Cuál es la unidad actual del iPhone en el micrófono de los auriculares y cuál es la unidad actual en los auriculares?

3. Lea algunas otras respuestas sobre el tema de la impedancia, que el iPhone identifica el micrófono externo (en los auriculares, por ejemplo) solo si la impedancia es de ± 1650 ohmios, pero luego, leí otra respuesta que afirma que la impedancia requerida es de ± 5000 ohmios. Alguna idea de lo que es correcto?

4. ¿Debo planear que la impedancia del micrófono (incluye el cable) sea de 1650 ohmios (o 5000 ohmios según la respuesta que obtendré para la pregunta n. ° 3) O el prototipo completo (micrófono + cables + auriculares normales que conectaré al conector de 3.5 mm ) deberían estar juntos los 1650 Ohm / 5000 Ohm?

5. ¿Es correcto decir que el 1.5 V suministrado por la salida de audio de 3.5 mm del iPhone, significa que los pines derecho / izquierdo / micrófono son contactos positivos con 1.5 V contra el pin de tierra (significa que tenemos 3 circuitos paralelos originados por un 1.5 V fuente de alimentación).

Estos son los datos que puedo compartir con ustedes después de haber realizado mi propio conjunto de experimentos y haber buscado (ampliamente) en la Web las pruebas prácticas reales de otras personas. He descartado / omitido los datos que no he podido reproducir:

1. La impedancia del micrófono de manos libres en miniatura estándar de Apple, el integrado con los auriculares que incluyen en el dispositivo iPhone de cuarta generación, es de aproximadamente 1600 ohmios. Esto significa que si simplemente conecta una resistencia de 1.6K entre las conexiones MIC y GND del conector TRRS, el iOS cambiará al micrófono externo (de hecho, una resistencia, no un micrófono).

   Una vez dicho esto, la verdad es que las diferentes versiones de iOS y dispositivos emplearán diferentes algoritmos de decisión al intentar "adivinar" si hay un micrófono externo conectado al iPhone, iPad o iPod. Puede encontrar algunas referencias en la Web (no las citaré aquí porque considero que la información es engañosa) indicando diferentes impedancias de umbral y comportamientos para los algoritmos de cada versión y dispositivo iOS.

   Mi consejo es simple: olvídate de los detalles sangrientos de las diferentes versiones de iOS que existen. Simplemente use una resistencia de 1.6K, imitando el micrófono miniatura genuino de iPhone. ¡Apuesto a que Apple no va a cambiar el comportamiento de iOS en un futuro próximo descartando millones de auriculares manos libres!

2. El iPhone, así como otros móviles, aplicarán un voltaje de CC de aproximadamente 1.5-2.5V al micrófono. El objetivo de esto es doble: sirve al iPhone como una forma de medir la impedancia de CC externa del micrófono y también alimenta el preamplificador integrado en muchos micrófonos electret en miniatura.

   Lo anterior significa que debe tener cuidado al interactuar con la conexión de micrófono de un dispositivo Apple, ya sea mediante el acoplamiento de CA de su señal en la parte superior de la resistencia discutida anteriormente de 1.6K o mediante el uso de un divisor de voltaje con una resistencia más grande y nuevamente dicha resistencia de 1.6K . Lo que lleva al siguiente tema ...

3. La entrada de micrófono del iPhone se saturará a aproximadamente 40 mV pico (milivoltios). Por lo tanto, debe adaptar la amplitud de su señal de audio a un nivel similar.

4. ¡Cuidado con los conectores de audio TRRS de 3.5 mm (macho) que hay! Antes de usar uno, observe cuidadosamente la conexión en la base del enchufe (la S o "manga"). Algunos conectores terminarán en un disco metálico circular conectado a la funda.

   El problema es que muchos dispositivos Apple (por ejemplo, el iPhone 4) tienen una carcasa metálica conectada internamente a tierra y este tipo de conectores harán contacto entre la carcasa (tierra) y la funda (micrófono), lo que hace que todos tus intentos sean inútiles. inyectar una señal de audio. He sufrido este problema en el pasado, perdiendo algunas horas tratando de descubrir por qué el iPhone no reconocerá una resistencia 1.6K conectada correctamente.

   Puede encontrar algunas fotos agradables de este problema y una solución casera temporal para ello: http://martinjohnsoncommunications.blogspot.com.es/2012/04/iphone-external-mic-connection-solved.html

No tengo un iPhone, así que estas son suposiciones:

¿Qué tipo de micrófono estás usando? El micrófono del auricular es probablemente un micrófono electret, y el 1.5V se usa para alimentarlo. Un electret tendrá una alta impedancia en la entrada del micrófono, en lugar de, por ejemplo, un micrófono dinámico.
Supongo que la resistencia de polarización (interna del iPhone) es probablemente de aproximadamente 1kΩ (este interesante artículo dice 640Ω).
Puede probar a qué impedancia detecta conectando un potenciómetro / resistencia en lugar del micrófono (del cable del micrófono a tierra) Varíe el valor de 500Ω hacia arriba hasta que detecte un micrófono, luego observe el valor.

El 1.5V probablemente solo esté presente en el cable del micrófono (en relación con el cable de tierra), a menos que los auriculares hagan algo "especial". Puede probar esto fácilmente con un multímetro.

Es probable que la corriente del micrófono sea bastante pequeña, menos de un mA. Los auriculares probablemente tendrán entre 20 y 40 mW.

Asegúrese de conectarse a los cables correctos: IIRC, la funda no está conectada a tierra en el conector de iPhone.

He intentado responder la parte del cableado con una resistencia.