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
| Сегмент | Название | Сигнал |
|---|---|---|
| 1 | tip, кончик | левый канал (L) |
| 2 | ring, кольцо | правый канал (R) |
| 3 | sleeve, гильза | общий 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:
| Сегмент | CTIA (LRGM) | OMTP (LRMG) |
|---|---|---|
| 1 — tip | левый канал | левый канал |
| 2 — ring 1 | правый канал | правый канал |
| 3 — ring 2 | общий провод | микрофон |
| 4 — sleeve | микрофон | общий 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
| Параметр | Значение по спецификации Android |
|---|---|
| Сопротивление наушников | не меньше 16 Ом, рекомендуется 32–300 Ом |
| Выходное напряжение устройства | не меньше 150 мВ на нагрузке 32 Ом |
| Сопротивление микрофона постоянному току | не меньше 1000 Ом |
| Напряжение смещения микрофона | 1,8–2,9 В |
| Тип нагрузки на выходе | меньше 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:
| Функция | Действие | Сопротивление в гарнитуре | Устройство распознаёт | Напряжение при 2,2 В через 2,2 кОм |
|---|---|---|---|---|
| A | воспроизведение, пауза, ответ на звонок | 0 Ом | до 70 Ом | 0 В |
| D | зарезервирована, на Pixel — голосовые команды | 135 Ом ± 1 % | 110–180 Ом | 0,13 В |
| B | громкость + | 240 Ом ± 1 % | 210–290 Ом | 0,22 В |
| C | громкость − | 470 Ом ± 1 % | 360–680 Ом | 0,39 В |
Сопротивления в таблице — эквивалентные, вместе с параллельно включённым микрофоном. Реальный резистор кнопки Rn пересчитывают по сопротивлению капсюля Rmic:
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
- 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
- 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
- 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?