Como os fones de ouvido com controle de volume funcionam?

Uma pergunta recente sobre os entusiastas do Android me fez pensar em como os fones de ouvido com controle de volume funcionam.

Não quero dizer o controle de volume que funciona atenuando o sinal recebido , mas o tipo de controle de volume que sinaliza ao dispositivo para aumentar ou diminuir a saída do sinal.

Por exemplo, de acordo com a página do produto Crossfade LP , os controles de volume são apenas para dispositivos apple:

Compatibilidade universal e comunicação por microfone O LP vem com 2 cabos para compatibilidade universal com todos os dispositivos móveis e de áudio modernos. O cabo do microfone remoto de 3 botões foi projetado para os dispositivos Apple mais recentes, incluindo as séries iPhone®, iPad®, iPod® e Macbook. O longo cabo somente de áudio e o adaptador de 1/4 "são universalmente compatíveis com todos os dispositivos de áudio e equipamentos profissionais.

No entanto, esse tipo de dispositivo aparentemente funciona com alguns telefones Android, e a pergunta implica que ele também funciona com algumas placas de som de computadores em máquinas Windows, mas não sendo um comprador da Apple (e apenas recebendo meu primeiro smartphone recentemente) eu não vi esse tipo de coisa antes. Eu fiz uma pesquisa rápida no Google, mas não consigo encontrar nada sobre os padrões dessa tecnologia.

• Como é que isso funciona?
  • É algo tão simples quanto reduzir os canais esquerdo / direito / microfone?
  • Em caso afirmativo, o uso de fones de ouvido desse tipo com equipamentos que não suportam essa tecnologia pode danificá-los?
  • É um sinal serial, por exemplo, enviado pelo canal do microfone?
  • Requer apenas um conector TRS para fones de ouvido ou um conector TRRS para fones de ouvido + microfone?
• Essa técnica tem um nome? _{Aliás, se alguém puder responder a isso, provavelmente posso procurar o restante das informações. * 8 ')}
• É tão padrão quanto parece, ou todo mundo está apenas seguindo a Apple?
• Isso é patenteado?
  • Em caso afirmativo, quem detém a patente e cobra uma taxa de licença para que as pessoas usem essa tecnologia?
  • Caso contrário, existe um padrão aberto para isso?

Há algumas informações excelentes em uma resposta à pergunta Que protocolo um fone de ouvido usa? mas não responde às especificidades de como esse tipo de controle de volume (etc.) funciona, já que agora parece ser mais comum e padrão.

Este artigo mostra algumas boas maneiras de fazer um controle de volume. Basicamente, são apenas alguns botões que alternam resistores diferentes entre dois pinos do conector de fone de ouvido TRRS de 1/8 ". Normalmente esses botões colocam o resistor no microfone (em paralelo).

Um microfone padrão precisa de dois fios: o sinal de saída do microfone e o GND. Mas o microfone também precisa de energia, e isso é fornecido no mesmo fio que o sinal de saída do microfone. Dentro do telefone, haverá um resistor entre o sinal do microfone e a potência. Nosso controle de volume remoto alterna um resistor entre o sinal do microfone e o GND. Esses dois resistores formarão um divisor de tensão resistivo simples, onde a tensão resultante depende de qual botão está sendo pressionado.

Dentro do telefone, esse sinal de microfone entra em um simples conversor analógico-digital (ADC) que mede a tensão e descobre a partir daí qual botão está sendo pressionado.

Fazer dessa maneira é um pouco complicado e cria alguns compromissos. A primeira coisa é que você não pode usar o microfone e os botões ao mesmo tempo. Na maioria das vezes isso não é um problema, mas ocasionalmente você vai querer mexer nas coisas. O telefone deve silenciar o microfone sempre que um botão for pressionado. Caso contrário, haverá um pop alto no áudio. Mesmo se isso não fosse um problema elétrico, a maioria dos controles remotos de volume também abriga o microfone e você obteria muito ruído de manuseio mecânico no microfone apenas movendo os dedos.