TWI666875B - 連接電路及其連接方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示內容係關於一種連接電路，包含第一電路及第二電路。第一電路包含第一阻抗單元。第一阻抗單元電性連接於電子裝置的第一偵測端，用以接收第一電壓。第二電路包含第二阻抗單元。第二阻抗單元電性連接於電子裝置的第二偵測端。第二阻抗單元包含電晶體開關。電晶體開關的控制端電性連接於第一電路，使得電晶體開關藉由第一電壓被導通，以使第二電路接收自第二偵測端傳來的第二電壓。

Description

連接電路及其連接方法
本揭示內容關於一種連接電路，特別是用以電性連接至電子裝置，以供電子裝置判斷訊號處理方式之電路。
在各種電子裝置中，連接電路(connection circuit)是用以傳輸電力或資料的重要橋樑。傳輸電路的介面標準眾多，常見的規格包含通用串列匯流排(universal serial bus，以下簡稱USB)、Lightning等。
在電子裝置欲與外部裝置進行資料或電力傳輸時，電子裝置與外部裝置皆必須配置有連接電路。電子裝置及外部裝置內的連接電路相電性連接後，電子裝置能根據連接電路中的電氣特性，判斷出外部裝置的類型，進而執行對應的訊號傳輸。然而，連接電路仍有許多可改良的地方。
本揭示內容之一態樣為一種連接電路。連接電路包含第一電路及第二電路。第一電路包含第一阻抗單 元。第一阻抗單元電性連接於電子裝置的第一偵測端，用以接收第一電壓。第二電路包含第二阻抗單元。第二阻抗單元電性連接於電子裝置的第二偵測端，用以接收第二電壓。第二阻抗單元包含電晶體開關，電晶體開關的控制端電性連接於第一電路，使得電晶體開關藉由第一電壓被導通。
本揭示內容之另一態樣為一種連接電路的連接方法。該連接方法包含下列步驟：電性連接第一電路及第二電路，使得第一電路中的第一阻抗單元連接至第二電路中電晶體開關的控制端。透過第一阻抗單元，接收電子裝置傳來的第一電壓。藉由第一電壓，導通電晶體開關。透過第二電路接收電子裝置傳來的第二電壓。
據此，在第一電壓大於第二電壓的情況下，第二電路將能藉由第一電壓導通電晶體開關，使第二電路具有預期的阻抗值。由於第二電路的電氣特性能根據電晶體開關的導通或關斷而改變，因此能提升連接電路的應用彈性。
100‧‧‧連接電路
110‧‧‧第一電路
111‧‧‧第一阻抗單元
120‧‧‧第二電路
121‧‧‧第二阻抗單元
122‧‧‧電晶體開關
130‧‧‧切換電路
140‧‧‧電力電路
200‧‧‧供電電路
CCa‧‧‧第一端子
CCb‧‧‧第二端子
Bus1‧‧‧第一偵測端
Bus2‧‧‧第二偵測端
Bus3‧‧‧第三端子
CON‧‧‧供電端
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三阻抗單元
Vcc‧‧‧供電電源
H‧‧‧電子裝置
D‧‧‧外部裝置
S301~S305‧‧‧步驟
第1圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的連接電路的示意圖。
第2A圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的連接電路的第一種狀態示意圖。
第2B圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的連接 電路的第二種狀態示意圖。
第3圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的連接方法流程圖。
以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本揭示內容部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。
本揭示內容係關於一種連接電路100。請參閱第1圖所示，為連接電路100的其中一個實施例示意圖。連接電路100包含第一電路110及第二電路120。在部分實施例中，連接電路100係設置於外部裝置D(dcvice)中，且用以與電子裝置H(host)的偵測電路相連接。電子裝置H能根據偵測電路中的電氣特性(如：電壓變化)，判斷出連 接電路100對應之外部裝置D的類型，以執行對應的動作，例如：供電。
在部分實施例中，第一電路110電性連接於外部裝置D的第一端子CCa，且包含第一阻抗單元111。第一端子CCa用以與電子裝置H的第一偵測端Bus1相電性連接，用以接收電子裝置H提供的第一電壓。在第1圖中，係將第一阻抗單元111繪示為電阻，但本揭示內容並不以此為限。
第二電路120電性連接於外部裝置D的第二端子CCb，包含第二阻抗單元121。第二端子CCb用以與電子裝置H的第二偵測端Bus2相電性連接，用以接收電子裝置H提供的第二電壓。第二阻抗單元121包含電晶體開關122。電晶體開關122的兩端分別電性連接於第二端子CCb及接地端，且其控制端電性連接至第一電路110。在部分實施例中，電晶體開關122的控制端電性連接於第一端子CCa及第一阻抗單元111之間的節點。
請參閱第2A圖所示，當第一端子CCa電性連接於第一偵測端Bus1、且第二端子CCb電性連接於第二偵測端Bus2的情況下，根據分壓定理，電子裝置H中的供電電源Vcc會在第一端子CCa及第一偵測端Bus1上產生第一電壓。電子裝置H中的供電電源Vcc會在第二端子CCb及第二偵測端Bus2上產生第二電壓。此外，電晶體開關122的控制端亦能接收到第一電壓，而據以被導通。在部份實施例中，如第2A圖所示，當外部裝置D無須由電子裝置H處接收 電力時(如：外部裝置D為耳機)，電晶體開關122須導通，使第二電路120具有特定的第二阻抗值。而電子裝置H透過第二端子CCb偵測到第二阻抗後，即不會傳輸電力至外部裝置D。
電晶體開關122的控制端還電性連接於切換電路130。請參閱第2B圖所示，切換電路130用以產生禁能訊號Su，當切換電路130提供禁能訊號Su至電晶體開關122的控制端時，電晶體開關122根據禁能訊號Su被關斷。此時，第二電路120將形成開路狀態。在部份實施例中，當外部裝置D必須由電子裝置H處取得電力，才能被驅動運作時，電晶體開關122必須關斷。而電子裝置H透過第二端子CCb判斷第二電路120為開路後，才會透過供電電路200將傳輸電力至外部裝置D，詳情於後文詳述。
如第1、2A及2B圖所示，在部分實施例中，電子裝置H的偵測電路內包含第一電阻R1及第二電阻R2。在電子裝置H與連接電路100電性連接時，第一阻抗單元111及第二阻抗單元121可作為下拉電阻，使得電子裝置H透過偵測第一偵測端Bus1(或第一端子CCa)及第二偵測端Bus2(或第二端子CCb)上的電壓值，判斷外部裝置D的類型為何。舉例而言，在切換電路130並未發送禁能訊號Su的情況下，第二阻抗單元121中的電晶體開關122將根據第一電壓而導通。此時，第一電壓的電壓值約為1.2伏特、第二電壓的電壓值為0.1伏特。電子裝置H可據以判斷出外部裝置D的類型，例如：耳機。
反之，在切換電路130發送禁能訊號Su的情況下，第二阻抗單元121中的電晶體開關122將根據禁能訊號Su而被關斷。此時，第一電壓的電壓值仍為1.2伏特，但因為第二電路120形成開路，因此第二偵測端Bus2上的第二電壓之電壓值將為1.65伏特。電子裝置H可據以判斷出外部裝置D的另一種類型，例如：隨身碟。電子裝置H判斷出外部裝置D的類型後，第一端子CCa及/或第二端子CCb可提供電力給外部裝置D使用。
由於連接電路100可透過切換電路130，控制第二電路120中的第二阻抗單元121，因此，即可讓連接電路100處於兩種不同的電路狀態。第一種狀態為「雙下拉電阻狀態」，電晶體開關122會被導通而具有特定的阻抗值。第二種狀態則為「單下拉電阻狀態」，電晶體開關122會被關斷，使得第二電路120形成開路狀態。據此，連接電路100將可被配置於不同類型的外部裝置D中，讓連接電路100的應用更為廣泛，且業者無須針對不同類型的外部裝置D，選用不同的連接電路。
在部分實施例中，第一阻抗單元111的阻抗值大於第二阻抗單元121的阻抗值，以在電晶體開關122導通時，第一電壓會大於第二電壓。例如：第一阻抗單元111的阻抗值為5000歐姆，而在電晶體開關122導通時，第二阻抗單元121的阻抗值小於1000歐姆。在部分實施例中，第一端子CCa及第二端子CCb符合通用序列匯流排Type-C傳輸介面。
在部分實施例中，電子裝置H內設有比較電路(圖未示)，用以分別偵測第一偵測端Bus1及第二偵測端Bus2上的電壓值。由於本領域人士能理解比較電路之實施方式，故在此不另贅述。
舉例而言，第一端子CCa及第二端子CCb為Type-C傳輸介面中的配置端子(configuration channel，簡稱cc端子)。根據Type-C傳輸介面之規範，若用於傳輸音頻訊號，則Type-C傳輸介面中的兩支配置端子所對應的下拉電阻為一個大電阻、一個小電阻。如第1圖所示，第一阻抗單元111為大電阻、第二阻抗單元121為小電阻。因此，在電子裝置H中的第一電阻R1及第二電阻R2相同的情況下，第一阻抗單元111對應的第一電壓將會大於第二阻抗單元121對應的第二電壓。如前所述，若第二電壓為0.1伏特，則將不足以控制電晶體開關122導通，因此，本揭示內容係將電晶體開關122的控制端連接至第一電路110，如此，透過第一電壓的高電壓特性(如：1~1.5伏特之間)，即可順利導通電晶體開關122。
在部分實施例中，電晶體開關122為N型金屬氧化物半導體場效電晶體，且電晶體開關122的控制端接收到禁能訊號Su時，將根據該禁能訊號Su被導通至接地端，以使電晶體開關122被關斷。
在部分實施例中，當切換電路130傳送之禁能訊號Su為低電位訊號，用以關斷電晶體開關122。而在其他部分實施例中，切換電路130可為一種開關電路，可由數 位電路實現，當連接電路100需被設定為「單下拉電阻狀態」時，切換電路130才會被導通至接地端，而接地端的低電壓準位即為禁能訊號Su，將會使電晶體開關122被關斷。
在部分實施例中，連接電路100還包含電力電路140。電力電路140電性連接於外部裝置D上的至少一支第三端子Bus3，以透過第三端子Bus3電性連接於電子裝置H的供電端CON。在電子裝置H判斷出外部裝置D的類型後，電子裝置H內的供電電路200將透過供電端CON及第三端子Bus3，傳輸電力至連接電路100，以驅動外部裝置D。
承上，在部分實施例中，由於外部裝置D(如：耳機)本身並無電源，因此，當第三端子Bus3接收電子裝置H傳來之電力，並將電力傳送到電力電路140後，若外部裝置D判斷連接電路100應處於「單下拉電阻狀態」，則電力電路140再將電力提供給切換電路130，使切換電路130藉由電力電路140所提供的電力產生禁能訊號Su。
如第1圖所示，在部分實施例中，連接電路100還包含第三阻抗單元R3。第二電路120電性連接第三阻抗單元R3。電晶體開關122的控制端透過第三阻抗單元R3電性連接於第一電路110。第三阻抗單元R3的阻抗值(如：一百萬歐姆)遠大於第一阻抗單元111的阻抗值。據此，能避免電晶體開關122根據禁能訊號Su被關斷後，電晶體開關122的控制端的漏電問題。
在部分實施例中，電子裝置H內儲存有一判斷表格，以根據檢測到的第一偵測端Bus1、第二偵測端Bus2 的電壓值，判斷出外部裝置D的類型。請參閱下表一~表三所示，係電子裝置H在不同情況下的判斷表格。其中，第一電壓即為第一偵測端Bus1或第一端子CCa的電壓值。第二電壓為第二偵測端Bus2或第二端子CCb的電壓值(單位為伏特)。表一為電子裝置H以預設的USB傳輸標準：0.5安培、5伏特進行供電。表二為傳輸標準：1.5安培、5伏特。表三為傳輸標準：3安培、5伏特。
如表一~表三所示，在第一電壓位於判斷 低標至判斷高標之間的電壓值時，電子裝置H會判斷出第一電路110為導通狀態。同理，在第二電壓位於判斷低標至判斷高標之間的電壓值時，電子裝置H會判斷第二電路120處於導通狀態。而若第一電壓、第二電壓大於判斷門檻值，或者為開路電壓，則電子裝置H會判斷第一電路110或第二電路120處於開路狀態。
請參閱第3圖所示，在此以連接電路100運作的角度，說明其連接方法如後。在步驟S301中，第一電路110將被電性連接至第二電路120，使得第一電路110中的第一阻抗單元111連接至第二電路120中電晶體開關122的控制端。
在步驟S302中，當第一端子CCa連接至第一偵測端Bus1時，第一阻抗單元111接收電子裝置H傳來的第一電壓。在步驟S303中，當第二端子CCb連接至第二偵測端Bus2時，第二電路120藉由第一電壓導通電晶體開關122。接著，在步驟S304中，第二電路120接收第二電壓。
在步驟S305中，當第一端子CCa及第二端子CCb分別接收到第一電壓及第二電壓後，若連接電路100判斷應設定於「單下拉電阻狀態」，則電力電路140將透過第三端子Bus3，接收電子裝置H傳來的電力。在步驟S306中，切換電路130藉由電子裝置傳來的電力被驅動，以產生禁能訊號Su，並將禁能訊號Su傳送至電晶體開關122的控制端，以關斷電晶體開關122。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上， 然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種連接電路，包含：一第一電路，包含一第一阻抗單元，其中該第一阻抗單元電性連接於一電子裝置的一第一偵測端，用以接收一第一電壓；以及一第二電路，包含一第二阻抗單元，其中該第二阻抗單元電性連接於該電子裝置的一第二偵測端，用以接收一第二電壓；該第二阻抗單元包含一電晶體開關，該電晶體開關的一控制端電性連接於該第一電路，使得該電晶體開關藉由該第一電壓被導通。
  2. 如請求項1所述之連接電路，其中該電晶體開關的該控制端還電性連接於一切換電路，當該切換電路提供一禁能訊號時，該電晶體開關根據該禁能訊號被關斷。
  3. 如請求項2所述之連接電路，其中該第一阻抗單元的阻抗值大於該第二阻抗單元的阻抗值，以在該電晶體開關導通時，該第一電壓大於該第二電壓。
  4. 如請求項2所述之連接電路，還包含一電力電路，該電力電路用以接收該電子裝置傳來之電力，且該切換電路藉由該電子裝置傳來之電力產生該禁能訊號。
  5. 如請求項2所述之連接電路，其中該電晶體開關為N型金屬氧化物半導體場效電晶體。
  6. 如請求項5所述之連接電路，其中該電晶體開關的該控制端根據該禁能訊號被導通至一接地端，使該電晶體開關被關斷；當該電晶體開關被關斷時，該第二電路形成開路狀態。
  7. 如請求項1所述之連接電路，其中該第二電路還電性連接一第三阻抗單元，該電晶體開關的該控制端透過該第三阻抗單元電性連接於該第一電路。
  8. 如請求項7所述之連接電路，其中該第三阻抗單元的阻抗值大於該第一阻抗單元的阻抗值。
  9. 如請求項1所述之連接電路，其中該第一電路電性連接於一第一端子，該第二電路電性連接於一第二端子，該第一端子及該第二端子符合通用序列匯流排Type-C傳輸介面。
  10. 一種連接電路的連接方法，包含：電性連接一第一電路及一第二電路，使得該第一電路中的一第一阻抗單元連接至該第二電路中一電晶體開關的一控制端；透過該第一阻抗單元，接收一電子裝置傳來的一第一電壓；藉由該第一電壓，導通該電晶體開關；以及透過該第二電路，接收該電子裝置傳來的一第二電壓。
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