CN212034122U - 兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种兼容usb2.0数据通信和type‑c模拟耳机的电路，包括CPU芯片、音频模块、外设选通开关、音频信号选通开关、逻辑控制芯片和type‑c母座接口，外设选通开关分别连接CPU芯片和音频模块，音频模块连接音频信号选通开关，逻辑判断芯片连接CPU芯片，通过逻辑判断芯片针对type‑c母座接口的CC引脚的电压变化来判断外部***母座U6的设备种类，同时决定是否切换当前电路至支持usb2.0数据通信模式或者支持type‑c模拟耳机的模式，实现了对usb2.0数据通信和type‑c模拟耳机的兼容，降低了功耗以及对硬件资源的占用，也降低了在智能终端内部的电路设计复杂度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路。
背景技术
随着智能终端的普及以及功能多样化，现有智能终端内的电路会设置有单独的usb2.0数据通信电路和单独的type-c模拟耳机***电路。智能终端在工作中，会根据需要分别启动这两个电路或者单个电路，以满足usb2.0数据通信或者type-c模拟耳机输入输出的工作需要。其中，usb2.0数据线和type-c模拟耳机相对于智能终端来说是外设设备(或者简称外设)。
然而，由于智能终端原本可供设计电路的空间有限，如果再像现在这样单独设置usb2.0数据通信电路或者单独的type-c模拟耳机***电路，无疑会增加在智能终端内部的电路设计复杂度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路，其特征在于，包括：
CPU芯片U1，具有信号端CC1、信号端CC2、信号端Agnd-Select、信号端USB-DP和信号端USB_DM；
音频模块U2，具有音频耳机右声道信号端HP_OUTR、音频耳机左声道信号端HP_OUTL、开关选择信号端Mic-Select、耳麦偏置电压端MIC_BIAS、耳麦信号端MIC、耳麦中断检测信号端ACCDET和耳机地信号端Audio-gnd；
外设选通开关U3，分别连接信号端USB-DP、信号端USB_DM、音频耳机右声道信号端HP_OUTR和音频耳机左声道信号端HP_OUTL；其中，该外设选通开关U3连接一第一分压电阻R1的第二端以及一第二分压电阻R2的第一端，第一分压电阻R1的第一端连接有充电线的电源信号端VBUS，第二分压电阻R2的第二端接地；
音频信号选通开关U4，连接音频模块U2；
逻辑控制芯片U5，该逻辑控制芯片U5的一端连接有一第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地，逻辑控制芯片U5的另一端分别连接第一NMOS管Q1的第一端和第二NMOS管Q2的第一端，第一NMOS管Q1的第二端分别连接音频信号选通开关U4和第二MOS管Q2的第二端，第二MOS管Q2的第二端连接音频信号选通开关U4，逻辑控制芯片U5与CPU芯片U1连接；其中，所述音频模块U2与第二MOS管Q2的第二端之间通过一第二电容C2连接，第二MOS管Q2的第二端连接有第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端接地；
type-c母座接口U6，具有数据传输的正信号输出端DP、数据传输的负信号输出端DM、信号端SBU1和信号端SBU2，该type-c母座接口U6的正信号输出端DP和负信号输出端DM分别连接外设选通开关U3的第一开关K1和第二开关K2，type-c母座接口U6与CPU芯片U1通过信号端CC1和信号端CC2连接，信号端SBU1分别连接第二MOS管Q2的第二端和音频信号选通开关U4，信号端SBU2分别连接第一MOS管Q1的第二端和音频信号选通开关U4。
改进地，在所述兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路中，所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的电阻值均为10K欧，所述第一电容C1的容量值为100nf，所述第二电容C2的容量值为1nf，所述第一电感L1的电感值为100nH。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该实用新型中的电路通过设置分别连接CPU芯片和音频模块的外设选通开关，并且还增加了连接音频模块的音频信号选通开关，通过所增设逻辑控制芯片针对type-c母座接口的CC引脚的电压变化来判断外部***母座U6的设备种类，同时决定是否切换当前电路至支持usb2.0数据通信模式或者支持type-c模拟耳机的模式，实现了对usb2.0数据通信和type-c模拟耳机的兼容，不仅降低了功耗以及对硬件资源的占用，而且降低了在智能终端内部的电路设计复杂度。
附图说明
图1为本实施例中兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路，包括：
CPU芯片U1，具有信号端CC1、信号端CC2、信号端Agnd-Select、信号端USB-DP和信号端USB_DM；
音频模块U2，具有音频耳机右声道信号端HP_OUTR、音频耳机左声道信号端HP_OUTL、开关选择信号端Mic-Select、耳麦偏置电压端MIC_BIAS、耳麦信号端MIC、耳麦中断检测信号端ACCDET和耳机地信号端Audio-gnd；
外设选通开关U3，分别连接信号端USB-DP、信号端USB_DM、音频耳机右声道信号端HP_OUTR和音频耳机左声道信号端HP_OUTL；其中，该外设选通开关U3连接一第一分压电阻R1的第二端以及一第二分压电阻R2的第一端，第一分压电阻R1的第一端连接有充电线的电源信号端VBUS，第二分压电阻R2的第二端接地；外设选通开关U3在工作时，可以根据外设选通开关U3中Asel信号引脚的电压大小状态将外设在usb模式和音频模式之间进行切换，启动针对usb2.0的数据通信或者启动type-c模拟耳机的工作；该实施例中的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的电阻值均为10K欧；
音频信号选通开关U4，连接音频模块U2，该音频信号选通开关U4在工作时，可以用于U2的MIC信号选通连接type-c母座接口U6的信号端SBU1或信号端SBU2；
逻辑控制芯片U5，该逻辑控制芯片U5的一端连接有一第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地，逻辑控制芯片U5的另一端分别连接第一NMOS管Q1的第一端和第二NMOS管Q2的第一端，第一NMOS管Q1的第二端分别连接音频信号选通开关U4和第二NMOS管Q2的第二端，第二NMOS管Q2的第二端连接音频信号选通开关U4；逻辑控制芯片U5负责控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的导通情况；音频模块U2与第二MOS管Q2的第二端之间通过一第二电容C2连接，第二MOS管Q2的第二端连接有第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端接地，逻辑判断芯片U5还与CPU芯片U1连接；其中，该实施例中的第一电容C1为滤波电容，第二电容C2为隔直电容，第一电感L1用于滤除通向音频模块U2的接地端GND的噪声，第一电容C1的容量值为100nf，第二电容C2的容量值为1nf，第一电感L1的电感值为100nH；
type-c母座接口U6，具有数据传输的正信号输出端DP、数据传输的负信号输出端DM、信号端SBU1和信号端SBU2，该type-c母座接口U6的正信号输出端DP和负信号输出端DM分别连接外设选通开关U3的第一开关K1和第二开关K2，type-c母座接口U6与CPU芯片U1通过信号端CC1和信号端CC2连接，信号端SBU1分别连接第二MOS管Q2的第二端和音频信号选通开关U4，信号端SBU2分别连接第一MOS管Q1的第二端和音频信号选通开关U4。
以下结合图1，对该实施例中的电路原理情况做出说明：
在该电路不***USB数据线或者type-c模拟耳机时，电路中的第二分压电阻R2下拉到地，外设选通开关U3的Asel端口为0v，type-c母座接口U6的正信号输出端DP、负信号输出端DM默认分别和外设选通开关U3的音频耳机右声道信号端HP_OUTR和音频耳机左声道信号端HP_OUTL连接。
当外部USB数据线作为充电功能或数据通信功能***时，type-c母座接口U6的信号端CC1或信号端CC2被USB数据线内部1的10K电阻上拉到VBUS＝5V电源信号，CPU芯片U1作为从机模式工作。外设选通开关U3的Asel端口信号在两分压电阻第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的分压下变为高电平，外设选通开关U3切换信号，type-c母座接口U6的正信号输出端DP、负信号输出端DM分别与外设选通开关U3的信号端USB-DP、信号端USB_DM信号连接，此时利用该USB数据线就可以进行充电或者信号通信，以完成usb2.0数据通信。
当OTG线***时，type-c母座接口U6的信号端CC1或信号端CC2被OTG线内部的5.1K下拉电阻下拉到地，此时CPU芯片U1作为主机模式工作，同时type-c母座接口U6的电源信号端VBUS被***驱动输出VBUS＝5V，外设选通开关U3的Asel端口信号变为高电平，type-c母座接口U6的正信号输出端DP、负信号输出端DM分别与外设选通开关U3的信号端USB-DP、信号端USB_DM信号连接，CPU芯片U1的信号端USB-DP和信号端USB_DM可与外部***设备建立通信，此时是OTG通信模式；
当type-c模拟耳机通过电路的type-c母座接口U6***时，VBSU没有电压，电路中的第二分压电阻R2下拉到地，外设选通开关U3的Asel端口为0v，作为外设的耳机，耳机的左右声道通过母座的正信号输出端DP、负信号输出端DM分别和外设选通开关U3的音频耳机右声道信号端HP_OUTR和音频耳机左声道信号端HP_OUTL连接。
音频信号选通开关U4分别与音频模块U2的耳麦信号端MIC和type-c母座接口U6的信号端SBU2连接，第一NMOS管Q1关闭、第二NMOS管Q2导通，外部***的模拟耳机自身的地信号和耳麦信号会通过type-c母座接口U6的SBU1信号、SBU2信号，经过音频信号选通开关U4、逻辑控制芯片U5、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2的选通后分别连接到音频模块U2的Audio-gnd信号和音频模块U2的MIC信号，同时记录音频模块U2的耳麦信号端MIC的电压值V1；之后，CPU芯片U1的Agnd-Select信号和音频模块U2的Mic-Select信号会自动翻转逻辑电平状态，使音频信号选通开关U4选通音频模块U2的耳麦信号端MIC和type-c母座接口U6的信号端SBU1连接，第一NMOS管Q1导通、第二NMOS管Q2关闭，外部***的模拟耳机自身的地信号和耳麦信号，会通过type-c母座接口U6的SBU1信号、SBU2信号，经过音频信号选通开关U4、逻辑控制芯片U5、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2的选通后分别连接到音频模块U2的耳麦信号端MIC和音频模块U2的耳机地信号端Audio-gnd，同时记录音频模块U2的MIC端的电压值V2。若V1大于V2，CPU芯片U1的Agnd-Select信号电平和音频模块U2的Mic-Select信号电平维持在原来状态；若V1小于V2，CPU芯片U1的Agnd-Select信号电平和音频模块U2的Mic-Select信号电平维持在翻转后的状态。
其中，该电路是根据type-c母座接口U6的信号端CC1和信号端CC2的电压来区分***到该实施例电路中的外设种类：例如：
在判断充电模式时，充电线的一个CC引脚会有上拉电阻；当充电线***到作为母座的type-c母座接口上时，type-c母座接口上CC引脚的电压因上拉电阻的拉高而拉高。
在判断OTG模式时，OTG线的一个CC引脚上会有下拉电阻(5.1k)到地；当OTG线***到type-c母座接口上时，type-c母座接口上CC引脚的电压会因下拉电阻的变化而变化；
在判断音频附件模式时，type-c模拟耳机的两个CC引脚下拉零欧姆到地，***后，type-c母座接口的两个CC引脚也下拉到地，引起cc电压变化，从而判断音频附件模式。
Claims (2)
1.兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路，其特征在于，包括：
CPU芯片U1，具有信号端CC1、信号端CC2、信号端Agnd-Select、信号端USB-DP和信号端USB_DM；
音频模块U2，具有音频耳机右声道信号端HP_OUTR、音频耳机左声道信号HP_OUTL、开关选择信号端Mic-Select、耳麦偏置电压端MIC_BIAS、耳麦信号端MIC、耳麦中断检测信号端ACCDET和耳机地信号端Audio-gnd；
外设选通开关U3，分别连接信号端USB-DP、信号端USB_DM、音频耳机右声道信号端HP_OUTR和音频耳机左声道信号端HP_OUTL；其中，该外设选通开关U3连接一第一分压电阻R1的第二端以及一第二分压电阻R2的第一端，第一分压电阻R1的第一端连接有充电线的电源信号端VBUS，第二分压电阻R2的第二端接地；
音频信号选通开关U4，连接音频模块U2；
逻辑控制芯片U5，该逻辑控制芯片U5的一端连接有一第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地，逻辑控制芯片U5的另一端分别连接第一NMOS管Q1的第一端和第二NMOS管Q2的第一端，第一NMOS管Q1的第二端分别连接音频信号选通开关U4和第二MOS管Q2的第二端，第二MOS管Q2的第二端连接音频信号选通开关U4，逻辑控制芯片U5与CPU芯片U1连接；其中，所述音频模块U2与第二MOS管Q2的第二端之间通过一第二电容C2连接，第二MOS管Q2的第二端连接有第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端接地；
type-c母座接口U6，具有数据传输的正信号输出端DP、数据传输的负信号输出端DM、信号端SBU1和信号端SBU2，该type-c母座接口U6的正信号输出端DP和负信号输出端DM分别连接外设选通开关U3的第一开关K1和第二开关K2，type-c母座接口U6与CPU芯片U1通过信号端CC1和信号端CC2连接，信号端SBU1分别连接第二MOS管Q2的第二端和音频信号选通开关U4，信号端SBU2分别连接第一MOS管Q1的第二端和音频信号选通开关U4。
2.根据权利要求1所述的兼容usb2.0通信和type-c模拟耳机的电路，其特征在于，所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2的电阻值均为10K欧，所述第一电容C1的容量值为100nf，所述第二电容C2的容量值为1nf，所述第一电感L1的电感值为100nH。
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| CN113672534A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-19 | 荣耀终端有限公司 | 终端设备和开关电路 |
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