Перейти к содержанию

Распиновка аудиоразъёма 3,5 мм

Штекер 3,5 мм бывает трёх- и четырёхконтактным: у наушников — левый и правый каналы и общий провод, у гарнитуры добавляется микрофон. Разбираем, какой сегмент за что отвечает, чем порядок CTIA отличается от OMTP, как телефон распознаёт кнопки гарнитуры и зачем в гнезде дополнительные контакты.

Обновлено Редакция GAW

Штекер 3,5 мм состоит из металлических сегментов, разделённых изолирующими кольцами. По числу сегментов его называют TS (моно: кончик и гильза), TRS (стерео: tip, ring, sleeve) или TRRS (гарнитура: tip, ring, ring, sleeve). Сегменты считают от кончика к корпусу.

Наушники: TRS

СегментНазваниеСигнал
1tip, кончиклевый канал (L)
2ring, кольцоправый канал (R)
3sleeve, гильзаобщий провод (G)

Спецификация Android на гнездо 3,5 мм требует от устройства порядка CTIA, совместимого с трёхконтактными и моно-штекерами: левый и правый каналы на первых двух сегментах, общий провод — на третьем.

Гарнитура: TRRS, CTIA и OMTP

У гарнитуры четыре сегмента, и для двух последних есть два порядка:

СегментCTIA (LRGM)OMTP (LRMG)
1 — tipлевый каналлевый канал
2 — ring 1правый каналправый канал
3 — ring 2общий проводмикрофон
4 — sleeveмикрофонобщий провод

По спецификации Android гарнитура обязана использовать порядок CTIA, кроме регионов, где законодательство требует OMTP; устройству поддержка OMTP не обязательна, но настоятельно рекомендуется. Механически штекер выполняют по японскому стандарту EIAJ-RC5325A.

Если гарнитура и гнездо разных стандартов, микрофон гарнитуры оказывается на общем проводе устройства, а общий провод наушников — на линии микрофона: микрофон не работает, и наушники остаются без нормального общего провода. Переходники CTIA ↔ OMTP меняют местами третий и четвёртый сегменты.

Электрические требования

ПараметрЗначение по спецификации Android
Сопротивление наушниковне меньше 16 Ом, рекомендуется 32–300 Ом
Выходное напряжение устройстване меньше 150 мВ на нагрузке 32 Ом
Сопротивление микрофона постоянному токуне меньше 1000 Ом
Напряжение смещения микрофона1,8–2,9 В
Тип нагрузки на выходеменьше 1 кОм — наушники, больше 5 кОм — линейный вход другого устройства

Микрофон питается напряжением смещения по той же линии, по которой передаёт сигнал: устройство подаёт смещение через резистор, как подтяжку, — в эталонной схеме Android это 2,2 В через 2,2 кОм.

Кнопки гарнитуры

Кнопки подключены параллельно микрофону и при нажатии замыкают линию микрофона на общий провод через резистор. Устройство меряет напряжение на линии и по нему определяет кнопку:

ФункцияДействиеСопротивление в гарнитуреУстройство распознаётНапряжение при 2,2 В через 2,2 кОм
Aвоспроизведение, пауза, ответ на звонок0 Омдо 70 Ом0 В
Dзарезервирована, на Pixel — голосовые команды135 Ом ± 1 %110–180 Ом0,13 В
Bгромкость +240 Ом ± 1 %210–290 Ом0,22 В
Cгромкость −470 Ом ± 1 %360–680 Ом0,39 В

Сопротивления в таблице — эквивалентные, вместе с параллельно включённым микрофоном. Реальный резистор кнопки Rn пересчитывают по сопротивлению капсюля Rmic:

Rэкв=Rmic⋅RnRmic+Rn⇒Rn=Rэкв⋅RmicRmic−RэквR_\text{экв} = \frac{R_\text{mic} \cdot R_n}{R_\text{mic} + R_n} \quad \Rightarrow \quad R_n = \frac{R_\text{экв} \cdot R_\text{mic}}{R_\text{mic} - R_\text{экв}}

Для капсюля 5 кОм спецификация даёт пример: чтобы получить 135 Ом, резистор кнопки D должен быть 139 Ом. По той же формуле для кнопки B нужно 252 Ом, для C — 519 Ом. Это обычный делитель напряжения, и его же можно распознать АЦП микроконтроллера, если гарнитуру подключают к своему устройству.

Однокнопочная гарнитура обязана поддерживать функцию A, двухкнопочная — A и D, трёхкнопочная — A, B и C, четырёхкнопочная — все четыре.

Гнездо и его переключатели

Гнёзда 3,5 мм бывают без переключателей и с дополнительными контактами. Same Sky описывает типичный вариант: пружина контакта кончика в свободном гнезде касается отдельного вывода — это нормально замкнутый переключатель. Вставленный штекер отжимает пружину, и контакт размыкается. Такие переключатели используют, чтобы:

  • переключать звук между встроенным динамиком и наушниками: пока штекера нет, сигнал идёт через замкнутые контакты на динамик, со штекером — в наушники;
  • обнаруживать вставку штекера: размыкание контакта видит микроконтроллер;
  • управлять другой частью схемы через отдельный SPDT-переключатель, электрически не связанный со звуком.

Спецификация Android требует сообщать о вставке, только когда все контакты штекера уже касаются своих сегментов: иначе при медленной вставке тип гарнитуры определится неверно. По сопротивлению между 3-м и 4-м сегментами устройство отличает четырёхконтактный штекер — не меньше 100 Ом, — от трёхконтактного, у которого гильза замыкает эти контакты.

Номера выводов гнезда у разных производителей и даже в разных моделях одного производителя разные — сверяйтесь со схемой в даташите конкретного гнезда. Другие разъёмы — в разделе «Распиновки».

Таблица контактов одной картинкой для печати и документации: Распиновка аудиоразъёма 3,5 мм (PNG, 1200×436).

Частые вопросы

Где левый и правый канал на штекере 3,5 мм?

На кончике (tip) — левый канал, на первом кольце (ring) — правый, на гильзе (sleeve) у трёхконтактного штекера — общий провод. Тот же порядок первых двух сегментов сохраняется и у гарнитуры: в обозначениях CTIA и OMTP — LRGM и LRMG — первые буквы L и R.

Чем CTIA отличается от OMTP?

Местом микрофона и общего провода на двух последних сегментах. CTIA — L, R, G, M: третий сегмент — общий провод, гильза — микрофон. OMTP — L, R, M, G: наоборот. Спецификация Android требует от гарнитур порядка CTIA, кроме регионов, где законодательство требует OMTP. Если вставить гарнитуру одного стандарта в гнездо другого, микрофон и общий провод поменяются местами: микрофон не заработает, а наушники останутся без нормального общего провода.

Как телефон узнаёт, какая кнопка гарнитуры нажата?

Кнопки замыкают микрофонную линию на общий провод через резисторы: по спецификации Android 0 Ом — воспроизведение и пауза, 135 Ом — голосовые команды, 240 Ом — громче, 470 Ом — тише. Телефон подаёт на микрофон смещение и по напряжению на линии определяет нажатую кнопку: при 2,2 В через 2,2 кОм это 0, 0,13, 0,22 и 0,39 В.

Как устройство понимает, что вставлены наушники без микрофона?

У трёхконтактного штекера гильза перекрывает оба последних контакта гнезда и замыкает их. Спецификация Android велит считать штекер трёхконтактным, если сопротивление между 3-м и 4-м сегментами меньше 100 Ом, и четырёхконтактным, если не меньше. Сам факт вставки определяют контакты-переключатели гнезда.

Источники

  1. Android Open Source Project. 3.5 mm headset: Accessory specification — четырёхконтактный штекер по EIAJ-RC5325A, порядок CTIA (LRGM) обязателен, OMTP (LRMG) — по требованию законодательства; функции кнопок A–D и их сопротивления 0, 240, 470 и 135 Ом; импеданс динамиков и микрофона
  2. Android Open Source Project. 3.5 mm headset jack: Device specification — смещение микрофона 1,8–2,9 В, пороги распознавания кнопок, различение трёх- и четырёхконтактного штекера по сопротивлению между 3-м и 4-м сегментами, порядок обнаружения вставки
  3. Same Sky (CUI Devices). Understanding Audio Jack Switches and Schematics — схемы гнёзд: нормально замкнутые контакты на сегментах, обнаружение вставки, переключение динамика и наушников, независимые SPDT-контакты

Нашли ошибку?