CN113805112A - 应用于接口转换的扩充接口组的检测电路及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路及其检测方法，包含电荷泵单元、开关单元及反向单元。电荷泵单元依据第一通用序列总线接口的配置通道的状态信号充电及放电。开关单元电性连接电荷泵单元，并依据配置通道的状态信号而导通，并输出端点电压。反向单元电性连接开关单元，并转换端点电压而产生反向端点电压。其中通用序列总线端依据反向端点电压导通第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口的其中一者。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路通过纯硬件电路检测扩充接口组的***状态。
Description
技术领域
本发明是关于一种检测电路及其检测方法，特别是关于一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路及其检测方法。
背景技术
随着数据传输技术的发展，通用序列总线的接口发展出多种不同规格，如A型、B型及C型通用序列总线，不同电子装置所使用的接口规格各不相同。当电子装置上的一组通用序列总线端，需要同时支援两种以上接口规格的通用序列总线接口时，便需通过外加的***模块进行控制，对当前要接收的其中一接口进行判断，并切换信号路径。
有鉴于此，如何开发一种适用于仅有一组通用序列总线端且同时支援两种接口规格的电子产品的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路及其检测方法，亦是相关业者须努力研发突破的目标及方向。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路及其检测方法，检测第一通用序列总线接口的配置通道的状态信号，进而导通第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口的其中一者。
依据本发明的结构态样的一实施方式提供一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，用以检测扩充接口组的***状态，并将扩充接口组导通至通用序列总线端，扩充接口组包含第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口。应用于接口转换的扩充接口组的检测电路包含电荷泵单元、开关单元及反向单元。电荷泵单元接收第一通用序列总线接口的配置通道的状态信号，并依据状态信号充电及放电。开关单元电性连接电荷泵单元，开关单元依据配置通道的状态信号而导通，并输出端点电压。反向单元电性连接开关单元，并转换端点电压而产生反向端点电压。其中，通用序列总线端依据反向端点电压导通第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口的其中一者。
借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路通过纯硬件电路检测扩充接口组的***状态。
依据本发明的方法态样的一实施方式提供一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法，用以检测扩充接口组的***状态，并通过检测电路将扩充接口组导通至通用序列总线端，扩充接口组包含第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口。应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法包含电荷泵充电步骤、开关切换步骤及电压反向步骤。电荷泵充电步骤是接收第一通用序列总线接口的配置通道的状态信号，并依据状态信号对检测电路的电荷泵单元充放电。开关切换步骤是依据状态信号控制检测电路的开关单元，并输出端点电压。电压反向步骤是驱动检测电路的反向单元转换端点电压而生成反向端点电压。其中，通用序列总线端依据反向端点电压导通第一通用序列总线接口及第二通用序列总线接口的其中一者，开关单元电性连接电荷泵单元，反向单元电性连接开关单元。
借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法通过纯硬件电路检测扩充接口组的***状态。
附图说明
图1是绘示本发明的第一实施例的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的方框示意图；
图2是绘示依照图1实施方式的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的连接示意图；
图3是绘示依照图1实施方式的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的电路图；
图4是绘示本发明的第二实施例的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的电路图；
图5是绘示依照图4实施方式的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的波形图；
图6是绘示本发明的第三实施例的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法的流程图；及
图7是绘示本发明的第四实施例的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100，100a：检测电路
10，30：通用序列总线端
20：扩充接口组
20a：第一通用序列总线接口
20b：第二通用序列总线接口
120，120a：电荷泵单元
140，140a：开关单元
160，160a：反向单元
180：多工器
S1，S2：输入端
SE：选择端
So：输出端
D1：第一二极管
D2：第二二极管
D3：第三二极管
B1：缓冲器
CC：配置通道
C1：第一电容
C2：第二电容
C3：第三电容
R1：第一电阻
R2：第二电阻
R3：第三电阻
R4：第四电阻
U1：第一开关
U2：第二开关
V1：电源电压
Vs1，Vg1，Vg2：节点电压
Vd1：端点电压
Vo：反向端点电压
S200，S200a：检测方法
S12，S12a：电荷泵充电步骤
S14，S14a：开关切换步骤
S16，S16a：电压反向步骤
S18a：选择步骤
具体实施方式
请一并参照图1及图2，图1是绘示本发明的第一实施例的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的方框示意图；及图2是绘示依照图1实施方式的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的连接示意图。应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100用以检测扩充接口组20的***状态，并将扩充接口组20导通至通用序列总线端10。扩充接口组20包含第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b。应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100包含电荷泵单元120、开关单元140及反向单元160。电荷泵单元120接收第一通用序列总线接口20a的配置通道CC(Configuration Channel)的状态信号，并依据状态信号充电及放电。开关单元140电性连接电荷泵单元120，开关单元140依据配置通道CC的状态信号而导通，并输出端点电压Vd1(标示于图3)。反向单元160电性连接开关单元140，并转换端点电压Vd1而产生反向端点电压Vo。其中，通用序列总线端10依据反向端点电压Vo导通第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b的其中一者。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100通过纯硬件电路检测扩充接口组20的***状态，进而选择第一通用序列总线接口20a与第二通用序列总线接口20b的其中一者导通至通用序列总线端10。
具体而言，通用序列总线端10的传输规格可为USB2.0规格；应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100设置于第一通用序列总线接口20a、第二通用序列总线接口20b及通用序列总线端10之间。第一通用序列总线接口20a与第二通用序列总线接口20b分别为一C型通用序列总线接口(USB Type C)与一A型通用序列总线接口(USB Type-A)。第一通用序列总线接口20a亦直接连接至另一通用序列总线端30，通用序列总线端30的传输规格可为USB3.0。配置通道CC的状态信号为高低变换信号及稳压信号的其中一者。当第一通用序列总线接口20a未检测到设备***时，配置通道CC的状态信号为高低变换信号，亦即配置通道CC的电压在高电位及低电位二者之间切换。当第一通用序列总线接口20a检测到设备***时，配置通道CC的状态信号为稳压信号，亦即配置通道CC的电压为非零的固定电压。第一通用序列总线接口20a的配置通道CC电性连接电荷泵单元120。当电荷泵单元120接收的状态信号为高低变换信号，且在高电位切换至低电位时，电荷泵单元120充电至高电位电压的一倍，进而促使开关单元140导通，此时输出的端点电压Vd1为高电位。反向单元160将端点电压Vd1转换而生成反向端点电压Vo，此时反向端点电压Vo为低电位。反之，当电荷泵单元120接收的状态信号为稳压信号时，电荷泵单元120放电，进而促使开关单元140断开，此时输出的端点电压Vd1为低电位。反向单元160将端点电压Vd1转换而生成反向端点电压Vo，此时反向端点电压Vo为高电位。
应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100可还包含多工器180。多工器180包含二输入端S1及S2、一输出端So及一选择端SE。二输入端S1及S2分别电性连接第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b。输出端So电性连接通用序列总线端10。选择端SE电性连接反向单元160。详细地说，多工器180根据选择端SE接收到的反向端点电压Vo的电位高低判断输出端So连接至第一通用序列总线接口20a或第二通用序列总线接口20b。当选择端SE接收的电压为高电位时，通用序列总线端10导通至第一通用序列总线接口20a；当选择端SE接收的电压为低电位时，通用序列总线端10导通至第二通用序列总线接口20b。必须说明的是，由于应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100是判断第一通用序列总线接口20a的配置通道CC的状态信号，进而切换多工器180。当第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b同时***设备时，由于选择端SE接收到的反向端点电压Vo为高电位，通用序列总线端10会导通至第一通用序列总线接口20a。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100在第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b同时***设备时，可优先导通第一通用序列总线接口20a。以下将通过较详细的电路图说明各元件的动作。
请参照图1至图3，图3是绘示依照图1实施方式的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的电路图。电荷泵单元120可包含第一二极管D1、第一电容C1、第二二极管D2、第二电容C2及第一电阻R1。第一二极管D1电性连接配置通道CC，第一二极管D1包含阴极端及阳极端。第一电容C1电性连接第一二极管D1的阴极端。第二二极管D2包含阴极端及阳极端，第二二极管D2的阳极端连接第一二极管D1的阴极端及第一电容C1。第二电容C2电性连接第二二极管D2的阴极端。第一电阻R1电性连接第二二极管D2的阴极端，且并联连接第二电容C2。换句话说，电荷泵单元120可为电荷泵电路，开关单元140可包含第一开关U1，第一开关U1可为P型金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor；MOSFET)或其他P型开关元件。反向单元160可包含第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3及第二开关U2。第二开关U2可为N型金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)或其他N型开关元件。
当配置通道CC的状态信号为高低变换信号时，高低变换信号会发生两种状况，一种状况为配置通道CC输出高电位(如5V)，配置通道CC对第一电容C1充电；另一种状况为配置通道CC由高电位转换为低电位(如0V)，第一电容C1放电，并对第二电容C2充电。换句话说，当配置通道CC为高电位时，配置通道CC的高电位电压顺向导通第一二极管D1并向第一电容C1充电至高电位电压，此时第二二极管D2断开。当配置通道CC由高电位切换至低电位时，存储在第一电容C1上的高电位电压(5V)顺向导通第二二极管D2，并对第二电容C2充电，直到第二电容C2两端的电压为高电位电压的一倍(即5V)。此时节点电压Vs1(10V)大于节点电压Vg1(5V)，第一开关U1导通，开关单元140输出的端点电压Vd1近似于节点电压Vs1，对第三电容C3充电，此时节点电压Vg2大于零电位，第二开关U2导通，此时反向端点电压Vo为低电位(0V)。
当配置通道CC的状态信号为稳压信号时，第二电容C2放电至零电位，第一开关U1截止，第二开关U2亦截止，反向端点电压Vo同电源电压V1(1.8V)。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100通过由基本电子元件组成的纯硬件检测电路检测扩充接口组20的***状态，不须通过软体检测模块判断***状态。
请参照图4及图5，图4是绘示本发明的第二实施例的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a的电路图；及图5是绘示依照图4实施方式的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a的波形图。应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a包含电荷泵单元120a、开关单元140a及反向单元160a。在图4实施方式中，应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a的开关单元140a及反向单元160a分别与图3实施方式的开关单元140及反向单元160功能相同，不再赘述。特别的是应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a可还包含一缓冲器B1；电荷泵单元120a可还包含第四电阻R4；反向单元160a可还包含一第三二极管D3。
缓冲器B1电性连接于电荷泵单元120a及配置通道CC之间。借此，避免应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100a产生负载效应，干扰配置通道CC的状态信号。
具体而言，第四电阻R4连接于第二二极管D2及第二电容C2之间，第四电阻R4及第一电阻R1的电阻值可依第二电容C2的耐压及第一开关U1的栅极源极导通电压进行调整。第三二极管D3的阳极端连接至第一开关U1，第三二极管D3的阴极端连接至第二电阻R2、第三电容C3及第二开关U2。
由图5可知，配置通道CC的状态信号在时间为2秒时由高低变换信号转变为稳压信号，状态信号切换前的反向端点电压Vo为低电位电压(0V)，状态信号切换后，第一开关U1两端的源极栅极电压(即节点电压Vs1-节点电压Vg1)及第二开关U2两端的栅极源极电压(即节点电压Vg2)皆逐渐下降，第一开关U1及第二开关U2截止，反向端点电压Vo切换为电源电压V1。
请配合参照图1及图6，图6是绘示本发明的第三实施例的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200的流程图。应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200包含电荷泵充电步骤S12、开关切换步骤S14及电压反向步骤S16。电荷泵充电步骤S12是接收第一通用序列总线接口20a的配置通道CC的状态信号，并依据状态信号对检测电路100的电荷泵单元120充放电。开关切换步骤S14是依据状态信号控制检测电路100的开关单元140，并输出端点电压(图未绘示)。电压反向步骤S16是驱动检测电路100的反向单元160转换端点电压而生成反向端点电压Vo。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200通过纯硬件电路检测扩充接口组20的***状态，进而选择第一通用序列总线接口20a与第二通用序列总线接口20b的其中一者导通至通用序列总线端10。
请配合参照图1、图2及图7，图7是绘示本发明的第四实施例的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200a的流程图。应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200a包含电荷泵充电步骤S12a、开关切换步骤S14a及电压反向步骤S16a。在图7实施方式中，应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200a的电荷泵充电步骤S12a、开关切换步骤S14a及电压反向步骤S16a与图6实施方式的电荷泵充电步骤S12、开关切换步骤S14及电压反向步骤S16相同，不再赘述。特别的是，应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200a还包含一选择步骤S18a。选择步骤S18a是驱动检测电路100的多工器180依据反向端点电压Vo选择导通第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b的其中一者。借此，本发明的应用于接口转换的扩充接口组20的检测电路100的检测方法S200a在第一通用序列总线接口20a及第二通用序列总线接口20b同时***设备时，可优先导通第一通用序列总线接口20a。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，用以检测一扩充接口组的一***状态，并将该扩充接口组导通至一通用序列总线端，该扩充接口组包含一第一通用序列总线接口及一第二通用序列总线接口，其特征在于，该应用于接口转换的扩充接口组的检测电路包含：
一电荷泵单元，接收该第一通用序列总线接口的一配置通道的一状态信号，并依据该状态信号充电及放电；
一开关单元，电性连接该电荷泵单元，并依据该配置通道的该状态信号而导通，并输出一端点电压；以及
一反向单元，电性连接该开关单元，并转换该端点电压而产生一反向端点电压；
其中，该通用序列总线端依据该反向端点电压导通该第一通用序列总线接口及该第二通用序列总线接口的其中一者。
2.如权利要求1所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，其特征在于，还包含：
一缓冲器，电性连接于该电荷泵单元及该配置通道之间。
3.如权利要求1所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，其特征在于，该第一通用序列总线接口与该第二通用序列总线接口分别为一C型通用序列总线接口与一A型通用序列总线接口。
4.如权利要求1所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，其特征在于，该电荷泵单元包含：
一第一二极管，电性连接该配置通道，该第一二极管包含一阴极端及一阳极端；
一第一电容，电性连接该第一二极管的该阴极端；
一第二二极管，包含一阴极端及一阳极端，该第二二极管的该阳极端连接该第一二极管的该阴极端及该第一电容；
一第二电容，电性连接该第二二极管的该阴极端；及
一第一电阻，电性连接该第二二极管的该阴极端，且并联连接该第二电容。
5.如权利要求4所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，其特征在于，该配置通道的该状态信号为一高低变换信号及一稳压信号的其中一者；
当该配置通道的该状态信号为该高低变换信号，该高低变换信号包含：
当该配置通道输出一高电位，该配置通道对该第一电容充电；及
当该配置通道由该高电位转换为一低电位，该第一电容放电，并对该第二电容充电；及
当该配置通道的该状态信号为该稳压信号，该第二电容放电至一零电位。
6.如权利要求1所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路，其特征在于，还包含：
一多工器，包含：
二输入端，分别电性连接该第一通用序列总线接口及该第二通用序列总线接口；
一输出端，电性连接该通用序列总线端；及
一选择端，电性连接该反向单元。
7.一种应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法，用以检测一扩充接口组的一***状态，并通过一检测电路将该扩充接口组导通至一通用序列总线端，该扩充接口组包含一第一通用序列总线接口及一第二通用序列总线接口，其特征在于，该应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法包含：
一电荷泵充电步骤，是接收该第一通用序列总线接口的一配置通道的一状态信号，并依据该状态信号对该检测电路的一电荷泵单元充放电；
一开关切换步骤，是依据该状态信号控制该检测电路的一开关单元，并输出一端点电压；以及
一电压反向步骤，是驱动该检测电路的一反向单元转换该端点电压而生成一反向端点电压；
其中，该通用序列总线端依据该反向端点电压导通该第一通用序列总线接口及该第二通用序列总线接口的其中一者，该开关单元电性连接该电荷泵单元，该反向单元电性连接该开关单元。
8.如权利要求7所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法，其特征在于，该电荷泵单元包含：
一第一二极管，电性连接该配置通道，该第一二极管包含一阴极端及一阳极端；
一第一电容，电性连接该第一二极管的该阴极端；
一第二二极管，包含一阴极端及一阳极端，该第二二极管的该阳极端连接该第一二极管的该阴极端及该第一电容；
一第二电容，电性连接该第二二极管的该阴极端；及
一第一电阻，电性连接该第二二极管的该阴极端，且并联连接该第二电容。
9.如权利要求8所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法，其特征在于，该配置通道的该状态信号为一高低变换信号及一稳压信号的其中一者；
当该配置通道的该状态信号为该高低变换信号，该高低变换信号包含：
当该配置通道输出一高电位，该配置通道对该第一电容充电；及
当该配置通道由该高电位转换为一低电位，该第一电容放电，并对该第二电容充电；及
当该配置通道的该状态信号为该稳压信号，该第二电容放电至一零电位。
10.如权利要求7所述的应用于接口转换的扩充接口组的检测电路的检测方法，其特征在于，还包含：
一选择步骤，是驱动该检测电路的一多工器依据该反向端点电压选择导通该第一通用序列总线接口及该第二通用序列总线接口的其中一者。
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| TWI777848B (zh) | 2022-09-11 |
| TW202314530A (zh) | 2023-04-01 |
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