Mieux comprendre les commutateurs et les configurations de jack audio

Un jack audio est un connecteur standard offrant de nombreuses utilisations potentielles, en plus de fournir une connectivité audio de base. Comprendre le large éventail de configurations disponibles, notamment le nombre de conducteurs et les options de commutateur, permet aux concepteurs d'exploiter au mieux cette solution d'interconnexion fiable, compacte et familière.

Le jack audio de 2,5 mm ou 3,5 mm est très utilisé dans les smartphones, les lecteurs multimédias, les équipements Hi-Fi et de nombreux autres dispositifs. Pour les concepteurs avec de l'imagination, il peut devenir bien plus qu'un simple outil de connexion pratique pour un haut-parleur externe ou des écouteurs, et peut être utilisé pour connecter différents accessoires qui peuvent contrôler d'autres fonctionnalités du dispositif ; par exemple une perche à selfie dotée d'un bouton permettant de déclencher l'appareil photo. Comprendre comment exploiter au mieux ce port simple, mais polyvalent, commence par un examen approfondi des connexions de signaux internes et des mécanismes de commutation.

Les jacks audio sont offerts en tant que connecteurs simples sans commutateur ou ils peuvent contenir un ou plusieurs commutateurs, actionnés en insérant la fiche. Un connecteur à commutateur est requis pour certaines utilisations, comme pour déconnecter des haut-parleurs internes lors de l'insertion des écouteurs, pour détecter l'insertion d'un accessoire ou lors de l'utilisation d'une carte de mixage audio. Lorsqu'un connecteur sans commutateur est utilisé, la détection des accessoires peut être implémentée à l'aide d'un circuit intégré de commutateur de jack audio. Bien que cela s'ajoute aux coûts de nomenclature et de développement, ces circuits intégrés peuvent fournir des fonctionnalités supplémentaires, comme une fonction d'antirebond pour le commutateur et la détection d'une pression sur un bouton.

La fiche technique d'un jack audio donné décrit les combinaisons de conducteurs et de commutateurs disponibles et comment les spécifier. Le jack audio SJ2-2531X-SMT de Same Sky est un exemple de connecteur extra-plat à montage en surface, disponible avec deux ou trois conducteurs et pouvant être commandé en configurations sans commutateur ou avec un ou deux commutateurs.

Connexions de jack audio de base

La Figure 1 illustre un jack audio de base sans commutateur avec trois conducteurs. Imaginez l'insertion de la fiche de la gauche vers la droite, afin que la pointe, l'anneau et le corps soient alignés avec les contacts correspondants dans le jack, une fois la fiche complètement insérée.

Figure 1 : Jack audio de base sans commutateur à trois conducteurs. (Source de l'image : Same Sky)

La Figure 2 montre l'ajout d'un commutateur à la position de la borne 2 pour être activé par la pointe de la fiche. La fiche technique y fait référence en tant que commutateur à impulsion. Un commutateur similaire peut également être placé au niveau de la borne à anneau. Nous verrons ensuite comment les jacks à anneaux multiples peuvent prendre en charge des réseaux de commutateurs complexes.

Figure 2 : Jack audio à trois conducteurs avec commutateur à impulsion. (Source de l'image : Same Sky)

En se référant à la Figure 2, lorsqu'aucune fiche n'est insérée, la borne 2 et la borne 10 sont en contact, de sorte que le commutateur est classifié comme normalement fermé. Lorsque la fiche est complètement insérée et que la pointe s'engage dans la borne 2, le connecteur à ressort est repoussé et le circuit entre les bornes 10 et 2 est ouvert.

Configurations plus complexes

La Figure 3 montre comment des conducteurs et des commutateurs supplémentaires peuvent être placés. De façon évidente, le nombre et les positions des conducteurs en anneau sur la fiche doivent correspondre aux contacts de la prise, pour pouvoir actionner les commutateurs en fonction de la séquence prévue.

Figure 3 : Fiche à quatre conducteurs et prise avec un commutateur à impulsion et deux commutateurs à anneau. (Source de l'image : Same Sky)

Jusqu'à maintenant, les commutateurs décrits sont de type normalement fermé simple. Toutefois, d'autres configurations sont disponibles, comme normalement ouvert, unipolaire bidirectionnel (SPDT) et bipolaire bidirectionnel (DPDT) (Figure 4). Ces commutateurs peuvent être isolés des signaux audio, leur permettant ainsi d'être utilisés pour contrôler plusieurs autres circuits.

Figure 4 : Autres configurations de commutateur. (Source de l'image : Same Sky)

Quelques exemples pratiques

Les configurations de connecteur disponibles offrent aux concepteurs de nombreux choix pour répondre aux besoins d'une vaste gamme de fonctions de contrôle de système, de détection d'insertion et de commutation de signaux. Les principaux exemples d'utilisation incluent la commutation audio entre des haut-parleurs et des écouteurs, comme illustré à la Figure 5, ainsi que l'insertion d'une fiche et le contrôle d'autres parties du circuit ne dépendant pas des signaux audio.

Figure 5 : Commutation audio entre des haut-parleurs et des écouteurs. (Source de l'image : Same Sky)

Dans le premier schéma de la Figure 5, l'audio est lu via le haut-parleur intégré lorsqu'aucune fiche d'écouteur n'est insérée. Le connecteur contient des commutateurs à anneau et à impulsion qui s'ouvrent lorsque la fiche est insérée, comme illustré dans le second schéma. Cela déconnecte la source audio du haut-parleur, tout en connectant les écouteurs au circuit.

La Figure 6 illustre l'utilisation d'un commutateur à impulsion de type normalement fermé pour détecter l'insertion d'une fiche et allumer un voyant d'avertissement.

Figure 6 : Utilisation d'un commutateur à impulsion pour détecter l'insertion d'une fiche. (Source de l'image : Same Sky)

Le connecteur illustré à la Figure 7 contient un commutateur SPDT qui est utilisé pour faire passer le dispositif d'un mode de fonctionnement à l'autre, en insérant ou en retirant la fiche. Le connecteur contient des contacts ordinaires de type pointe et anneau, bien que les bornes 4-6 soient isolées des signaux audio sur les bornes 1-3. Lorsqu'aucune fiche n'est insérée, les bornes 4 et 5 sont connectées. L'insertion de la fiche ouvre les bornes 4 et 5, et connecte au contraire les bornes 5 et 6. Cette alternance peut être utilisée pour faire passer le système principal d'un mode de fonctionnement à un autre.

Figure 7 : Utilisation du jack audio pour faire passer le dispositif d'un mode de fonctionnement à un autre. (Source de l'image : Same Sky)

Conclusion

Alliant format compact et grande polyvalence, le jack audio standard est pratique, fiable et facile à comprendre pour les concepteurs et les utilisateurs de matériel. Même avec une faible connaissance des différentes fonctionnalités disponibles, les concepteurs peuvent tirer parti du jack pour prendre en charge des fonctions supplémentaires dans les nouveaux produits, qui nécessiteraient sinon l'ajout d'autres commutateurs discrets ou ports d'accessoires. Ainsi, une utilisation intelligente du jack audio peut réduire les coûts de nomenclature, simplifier la conception matérielle et accélérer les délais de mise sur le marché pour les produits mis à jour avec de nouvelles fonctionnalités.

Le portefeuille de connecteurs audio de Same Sky contient des jacks et des fiches de 2,5 mm et 3,5 mm avec des configurations et des types de commutateur différents. Des technologies à montage en surface et traversant sont offertes, avec une sélection de connecteurs étanches répertoriés IP67. Des fiches de 2,5 mm et 3,5 mm dans des configurations à montage sur câble et traversant sont également disponibles.