早期的3.5mm耳機只有GND、左、右聲道3個引腳，這種耳機接口簡單，使用范圍廣，常見在電腦等大型設(shè)備音頻接口上，這種接口有個顯而易見的缺點，即：沒有MIC，不能錄音打電話。在電腦上可以單獨增加MIC接口，但是在手機這種集成度高的移動設(shè)備上，單獨增加MIC接口顯然不是個高性價比的方案，因此出現(xiàn)了帶有MIC的耳機接口。早期各手機廠商都是自由發(fā)揮，出現(xiàn)了五花八門的耳機接口，各家廠商的耳機接口又互不兼容，耳機不能共用給消費者帶來非常多的苦惱，天下苦雜耳機接口久矣。于是，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的耳機接口亟待出現(xiàn)。

后來就出現(xiàn)了OMTP標(biāo)準(zhǔn)和CTIA標(biāo)準(zhǔn)，二者在鏈路上主要有MIC和GND的區(qū)別，見圖5-62。當(dāng)年遵循OMTP的有鼎鼎大名的諾基亞，我國也選擇了OMTP，但一些手機廠商依然選用CTIA，正因為如此，當(dāng)年很多同學(xué)會發(fā)現(xiàn)一些3.5mm耳機不兼容。

上圖右圖是耳機線的鏈路示意圖，耳機有兩個小的揚聲器作為左、右聲道，連接到接頭的L和R，耳機上還有MIC可以錄音，此外還有3個功能按鍵，分別是暫停、上一曲和下一曲的功能，不同的按鍵有不同的串聯(lián)電阻，可以通過檢測電阻來判斷具體是哪個按鍵按下去的，比如當(dāng)K1按下時，MIC和GND之間是短路的，當(dāng)K2按下時，MIC和GND之間的電阻是R1。

OMTP和CTIA耳機接口有不匹配的問題，科技的進步一直服務(wù)于用戶的需求，為了解決OMTP、CTIA的兼容性問題，音頻開關(guān)開始進入人們的視野，很多手機都會加入音頻開關(guān)，通路原理見下圖(a)和(b)。當(dāng)耳機插入時，音頻開關(guān)會檢測MIC和GND的順序然后自動切換MIC和GND通路，不管用什么標(biāo)準(zhǔn)的耳機，不管怎么插，都能夠?qū)崿F(xiàn)二者的兼容。

怎么實現(xiàn)耳機插入檢測呢?耳機插座起了重要作用，耳機插座也是分兩種，NC(NORMAL CLOSE)和NO(NORMAL OPEN)。NC是常閉，上圖(c)中的插座左聲道L和DET平時是閉合短接的，如果插入耳機后L和DET就會斷開，DET為高電平，以此實現(xiàn)耳機插入檢測。NO是常開，(d)中，通常狀態(tài)下L和DET是斷開的，插入耳機后L和DET短接，DET為低電平。手機軟件需要根據(jù)手機使用的耳機插座進行軟硬件配置，來識別耳機插入狀態(tài)。

現(xiàn)在高端的手機越來越薄，3.5mm耳機接口會占據(jù)很大空間，高端手機一般都取消了3.5mm耳機接口，通過TYPE-C口實現(xiàn)耳機、USB和充電功能。用戶在使用時有兩種耳機可選擇，一種是3.5mm傳統(tǒng)耳機搭配個3.5mm轉(zhuǎn)TYPE-C的轉(zhuǎn)接頭，另一種是直接使用TYPE-C頭的耳機。下圖左側(cè)是耳機的插座轉(zhuǎn)TYPE-C接口的連接圖，其中由于TYPE-C接口支持正反插，因此左右聲道不用切換，直接根據(jù)TYPE-C D+、D-正反插功能就可以實現(xiàn)。不同標(biāo)準(zhǔn)的耳機MIC和GND順序不同，手機同時還要兼容TYPE-C接口中MIC和GND的正反插，MIC和GND的切換邏輯就比較復(fù)雜，篇幅有限，本文不詳細(xì)介紹。

TYPE-C口的數(shù)據(jù)流分兩種，一種是音頻的，包括左、右聲道、MIC和地，另一種是USB的通路，其中左右聲道占用了USB的D+、D-引腳，因此需要加入模擬開關(guān)對D+、D-和耳機的左右聲道進行切換，TYPE-C的CC引腳具有非常重要的功能，可以進行設(shè)備識別。上圖右側(cè)中，當(dāng)插入USB數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)通信時，模擬開關(guān)內(nèi)部切換到DP和DN，USB與AP(CPU)進行數(shù)據(jù)交換;當(dāng)插入耳機時，模擬開關(guān)切換到L、R，CODEC通過模擬開關(guān)來驅(qū)動耳機。

有的手機會在TYPE-C的SBU引腳上拉出一根線到CPU串口上，用于研發(fā)調(diào)試使用，比如可以通過串口抓取手機開機LOG，識別手機狀態(tài)、快速定位手機異常模塊。這個UART串口線如果和MIC共用SBU引腳的話，MIC和UART串口可以通過一個0歐姆的電阻進行區(qū)分，在用耳機錄音時可能會錄進去滋滋的電流音，或者耳機喇叭也有滋滋的電流音，這都是串口引起的，因此在研發(fā)階段要選一些斷開UART與SBU(MIC)的手機來測試耳機音頻相關(guān)內(nèi)容，并且在量產(chǎn)時刪除電阻(把UART和MIC斷開)，而且這UART走線也需要注意，UART和MIC連接點距離電阻這一段走線一定要短，見左圖中“×”位置，如果這段走線很長，那么即使摘除了電阻，這段長長的走線也會由于天線效應(yīng)拾取電路上的噪聲，容易降低MIC音頻性能。

首先是語音信號采集，當(dāng)你用手機進行通話時，手機內(nèi)置的麥克風(fēng)會將你的聲音轉(zhuǎn)化為語音信號，這個過程就是聲音的采集。采集到的語音信號被傳輸?shù)绞謾C的數(shù)字信號處理器(DSP)進行處理。DSP可以根據(jù)編碼規(guī)則將語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，這個過程就是編碼。

接下來是數(shù)字信號的傳輸。數(shù)字信號是通過手機內(nèi)置的無線電模塊轉(zhuǎn)化為無線電波信號，并通過天線發(fā)射出去。無線電波信號可以傳播到幾千米的范圍內(nèi)，信號的強弱取決于通訊設(shè)備的發(fā)射功率和天線的接收靈敏度。

當(dāng)無線電波信號到達(dá)接收端的手機時，經(jīng)過天線捕捉和放大后，被傳輸?shù)紻SP進行解碼。解碼將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為語音信號，這個過程就是將數(shù)字信號還原成語音信號。解碼后的語音信號被傳輸?shù)綋P聲器，播放出來，完成了整個通話的過程。

值得注意的是，手機通話所使用的電磁波是一個特定的頻段，一般為800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz等。這些頻段是由電信運營商分配的，不同的運營商使用的頻段不同。因此，如果你使用的手機不支持某個頻段，你就無法在該頻段的網(wǎng)絡(luò)中進行通話。

總之，手機通話的原理是利用了電磁波傳輸信號的特性，將語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過無線電波進行傳輸，再將數(shù)字信號還原成語音信號。這個過程需要手機內(nèi)置的麥克風(fēng)、數(shù)字信號處理器、天線、揚聲器等多個部件，才能完成一次通話。在手機通話的過程中，涉及到一系列復(fù)雜的技術(shù)和科學(xué)原理。接下來，我們將逐步解釋手機通話的運作機制。

首先，手機通過無線電波進行通信。這些無線電波在頻率和振幅上受到調(diào)制，以傳輸語音和數(shù)據(jù)信息。調(diào)制的過程就是將信息編碼到無線電波中，使其可以在傳輸過程中被接收并解碼。

手機通過無線電信號連接到移動網(wǎng)絡(luò)。移動網(wǎng)絡(luò)由一系列稱為基站的設(shè)施構(gòu)成，這些設(shè)施負(fù)責(zé)管理無線通信，并在必要時將信號從一個基站傳遞到另一個基站。這種傳遞過程被稱為蜂窩通信，它使得手機可以在不同區(qū)域之間無縫通信。

在通話過程中，語音信息被手機麥克風(fēng)捕捉，并轉(zhuǎn)換為電信號。這些電信號然后經(jīng)過數(shù)字信號處理(DSP)芯片的編碼，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這個過程被稱為模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。

然后，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被送入移動網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。在網(wǎng)絡(luò)中，這些數(shù)據(jù)會經(jīng)過各種設(shè)備的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，直到它們到達(dá)接收手機。接收手機的DSP芯片將接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行解碼，將其還原為模擬信號。這些模擬信號再被送到手機聽筒，轉(zhuǎn)換成聲音信號，從而被我們聽到。

同時，手機之間也可以通過短信、數(shù)據(jù)流和互聯(lián)網(wǎng)連接進行通信。這些通信方式同樣依賴于無線電信號的傳輸和數(shù)字信號的處理。

以上就是手機通話的基本原理。在這個過程中，科技的進步和精確的信號處理技術(shù)使得我們可以輕松地進行遠(yuǎn)距離的通信。無論身處何處，只要有移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋，我們就可以使用手機進行通話和通信。