CN102098368A - 一种手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机，包括：手机接口，手机接口包括输入端口和输出端口；电阻，电阻包括第一端和第二端，第一端与输入端口连接，第二端与输出端口连接，输出端口进一步连接参考电压；电压检测单元，电压检测单元连接第一端，以对第一端处的电压进行检测；电流计算模块，根据检测到的电压以及电阻的阻值计算流经电阻的电流值。通过以上方式，本发明所提供的手机具有电流测量功能，能有效借助手机的便携性，方便用户随身携带以进行电流测量，不需要再去购买电流表就可以实现电流的测量，具有方便实用的优点。

Description

一种手机

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种手机。

背景技术

当前我国国内手机应用相当普及，但是电流表却并不如手机那么普及，人们一般不会把电流表随身携带，因此，当遇到突发状况，如一些电子产品突然出现电路故障需要维修人员使用到电流表对电子产品进行电流测量时，维修人员身边往往只会携带用于通信的手机而不是电流表，从而需另外购买电流表，造成用户的不便和金钱上的浪费。

因此，亟需提供一种带有电流测量功能的手机，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种手机，该手机具有电流测量功能，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种手机，手机包括：手机接口，手机接口包括输入端口和输出端口；电阻，电阻包括第一端和第二端，第一端与输入端口连接，第二端与输出端口连接，输出端口进一步连接参考电压；电压检测单元，电压检测单元连接第一端，以对第一端处的电压进行检测；电流计算模块，根据检测到的电压以及电阻的阻值计算流经电阻的电流值。

其中，电压检测单元包括增益模块以及模数转换模块，增益模块连接第一端，并对第一端处的第一模拟电压进行增益处理，以获得第二模拟电压，模数转换模块对第二模拟电压进行模数转换，以获得电压的数字值，电流计算模块根据电压的数字值、增益模块的增益系数以及阻值计算电流值。

其中，电压检测单元进一步包括控制开关、二极管以及控制模块，控制开关包括第三端、第四端和第五端，第三端连接控制模块，第四端连接输入端口，第五端连接二极管的正极，二极管的负极连接增益模块，第四端和第五端在第三端接收的控制信号的控制下选择性导通。

其中，控制开关为P型MOS管，第三端、第四端和第五端分别为P型MOS管的栅极、源极和漏极。

其中，手机进一步包括第一选择开关、第二选择开关和电池，第一选择开关包括第六端、第七端以及第八端，第六端与电阻的第一端连接，第七端与输入端口连接，第八端与二极管的负极连接，第六端选择性连接至第七端以及第八端，第二开关包括第九端、第十端和第十一端，第九端与电阻的第二端连接，第十端与电池的正极连接，电池的负极和第十一端与输出端口连接。

其中，在电流检测模式下，第六端连接至第七端，第九端连接至第十一端，第四端和第五端导通。

其中，在充电模式下，第六端连接至第八端，第九端连接至第十端，第四端和第五端导通。

其中，参考电压为地电压。

其中，电流计算模块根据以下公式计算电流值：

其中，电流值为I，电阻的阻值为R，增益模块的增益系数为G，电压的数字值为A，模数转换模块的参考电压为V_ref，模数转换模块的位数为n。

其中，手机进一步包括显示模块，用于显示电流值。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明所提供的手机具有电流测量功能，能有效借助手机的便携性，方便用户随身携带以进行电流测量，不需要再去购买电流表就可以实现电流的测量，具有方便实用的优点。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的手机的电路结构示意图；

图2是根据本发明第二实施例的手机的电路结构示意图；

图3是根据本发明第三实施例的手机的电路结构示意图；

图4是根据本发明第四实施例的手机的电路结构示意图；

图5是是根据本发明第五实施例的增益系数调整步骤。

具体实施方式

首先请参见图1，图1是根据本发明第一实施例的手机的电路结构示意图。

如图1所示，根据本发明第一实施例的手机包括：手机接口、电阻103、电压检测单元106以及电流计算模块107。其中手机接口包括输入端口101和输出端口102，电阻包括第一端104和第二端105，第一端104与输入端口101连接，第二端105与输出端口102连接，输出端口102进一步连接参考电压108，电压检测单元106连接第一端104，以对第一端104处的电压进行检测，电流计算模块107根据检测到的电压以及电阻103的阻值计算流经电阻的电流值。

如图1所示，输出端口102所连接的参考电压优选为地电压，但也可根据实际需要调整，本发明对此不作具体限定。

请进一步参见图1，具体而言，电压检测单元106可包括增益模块1061以及模数转换模块1062，增益模块1061连接第一端104，并对第一端104处的第一模拟电压进行增益处理，以获得第二模拟电压，模数转换模块1062对第二模拟电压进行模数转换，以获得电压的数字值，电流计算模块107根据电压的数字值、增益模块1061的增益系数以及电阻103的阻值计算电流值。

请参见图2，图2是根据本发明第二实施例的手机的电路结构示意图。

如图2所示，在本发明的第二实施例中，电压检测单元106包括增益模块206、模数转换模块207、控制开关208、二极管209以及控制模块210，控制开关208包括第三端211、第四端212和第五端213，第三端211连接控制模块210，第四端212连接输入端口201，第五端213连接二极管209的正极，二极管209的负极连接增益模块206，第四端212和第五端213在第三端211接收的控制信号的控制下选择性导通。

与第一实施例相同，输出端口202所连接的参考电压优选为地电压，但也可根据实际需要调整，本发明对此不作具体限定。

当控制模块210发出第一控制信号时，控制开关208的第四端212与第五端213连通，增益模块206可获取第一端204处的第一模拟电压，并对第一端204处的第一模拟电压进行增益处理，以获得第二模拟电压，模数转换模块207对第二模拟电压进行模数转换，以获得电压的数字值，电流计算模块根据电压的数字值、增益模块的增益系数以及阻值计算电流值。

而当控制模块210发出第二控制信号时，控制开关208的第四端212与第五端213断开，增益模块206停止采集第一端204处的第一模拟电压。

其中，控制开关可优选使用为P型MOS管，第三端211、第四端212和第五端213分别为P型MOS管的栅极、源极和漏极，并且，当控制开关可优选使用为P型MOS管时，第一控制信号为低电平，第二控制信号为高电平。但，在可达成上述功能的前提下，亦可使用其他具有受控开关功能的开关三极管或继电器，本发明对此不作限定。

另外，电流计算模块230获得的电流值可通过显示模块231显示出来，其中显示模块231可优选为LCD显示屏，而在其他实施例中，也可以通过语音播放模块将电流值以语音形式播放出来。

请参见图3，图3是根据本发明第三实施例的手机的电路结构示意图。

如图3所示，本发明的第三实施例在第二实施例的基础上进一步设置有第一选择开关314、第二选择开关315和电池316，以使得本发明所揭示的手机可进一步在电流检测模式以及充电模式之间根据用户需要切换。其中，第一选择开关314包括第六端317、第七端318以及第八端319，第六端317与电阻303的第一端304连接，第七端318与输入端口301连接，第八端319与二极管309的负极连接，第六端317选择性连接至第七端318以及第八端319，第二开关315包括第九端320、第十端321和第十一端322，第九端320与电阻303的第二端305连接，第十端321与电池316的正极连接，电池316的负极和第十一端322与输出端口302连接。

通过以上设置，可通过控制第一选择开关314和第二选择开关315的选通连接关系使得手机在电流检测模式与充电模式之间切换。

在电流检测模式下，第六端317连接至第七端318，第九端320连接至第十一端322，第四端312和第五端313导通。在控制模块310发出第一控制信号时，控制开关308的第四端312与第五端313连通，增益模块306可获取第一端304处的第一模拟电压，并对第一端304处的第一模拟电压进行增益处理，以获得第二模拟电压，模数转换模块307对第二模拟电压进行模数转换，以获得电压的数字值，电流计算模块330根据电压的数字值、增益模块的增益系数以及阻值计算电流值。显示模块331可将电流值显示以呈现给用户。

在充电模式下，第六端317连接至第八端319，第九端320连接至第十端321，第四端312和第五端313导通。在控制模块310发出第一控制信号时，控制开关308的第四端312与第五端313连通，电流可流经控制开关308、二极管309以及电阻303而进入电池316的正极，以对电池进行充电。

因此，在实际使用中，手机接口中的输入端口101和输出端口102可与USB接口中的VCC引脚以及GND引脚连接。当使用充电器接入USB接口对手机中的电池进行充电时，将第一选择开关314的第六端317连接至第八端319，将第二选择开关315的第九端320连接至第十端321，并使得控制开关308的第四端312和第五端313导通，从而进入充电模式，充电器输入的电流可对电池进行充电。

另外，更可设置两个探针，使其分别与USB接口中的VCC引脚以及GND引脚连接。当要对外部电路进行电流测量时，将第一选择开关314的第六端317连接至第七端318，将第二选择开关315的第九端320连接至第十一端322，并使得控制开关308的第四端312和第五端313导通，从而进入电流检测模式，以通过上述的方式获取外部电路的电流值。

同样地，在本实施例中，也可利用显示模块331将电流值显示出来。

请参见图4，图4是根据本发明第四实施例的手机的电路结构示意图。如图4所示，在本发明的第四实施例中，采用了电源管理芯片401以及基带芯片402，以上实施例中的增益模块、控制模块、模数转换模块、电流计算模块可以在电源管理芯片401以及基带芯片402中实现。

具体而言，电源管理芯片401可实现增益模块以及控制模块的功能，而基带芯片402可实现模数转换模块、电流计算模块的功能，其中，电源管理芯片可定义一基本输入输出端口GATE_CTRL，通过控制该端口GATE_CTRL输出高低电平，来控制控制开关的打开或闭合。

并且，电源管理芯片401可利用端口ISENSE获取第一模拟电压，并通过电源管理芯片的增益处理将第一模拟电压转换为第二模拟电压，该第二模拟电压可通过VOUT端口输出至基带芯片402的数模转换器(于下文将会详细描述)。

而基带芯片402则可实现数模转换模块和电流计算模块的功能，其中，可利用基带芯片402中用于语音处理的数模转换器对第二模拟电压进行数模转换，以获取电压的数字值。

并且，由于基带芯片402具有运算处理功能，因此可编写相关计算程序，以将具体的电流值计算方式内嵌于基带芯片上，从而可利用基带芯片402运算该计算程序以计算出电流值。

具体的电流值计算方式如下：假设增益模块的增益系数设置为G，外部电流为I，电阻的阻值为R，则电阻上的压降(即第一模拟电压)为V_R＝I×R，经过增益处理后获取的第二模拟模拟电压为V_out＝I×R×G，并且基带芯片的数模转换器的参考电压为V_ref，模数转换模块的位数为n，因此，第二模拟电压经过数字化处理后成为电压的数字值

故获得转换公式

其中，V_ref可根据实际情况设置，一般而言可设置为2.8V，而模数转换模块的位数n一般而言为10位，因此

其单位为安培，其中R的阻值可取为0.2欧姆(作为优选阻值，但并不限定于此值，可根据实际需要选取)，因此

为提高精度，可精确到毫安，即

毫安。

以上的计算过程可利用电流计算模块实现，而在本实施例中，电流计算模块可利用基带芯片402配合相关的计算程序实现，但，于本发明的其他实施例中，也可直接通过设计硬件计算电路来实现，本发明对此不作具体限定。

值得注意的是，利用基带芯片以及电源管理芯片实现增益模块、控制模块、模数转换模块、电流计算模块的功能只是本发明中的一个优选实施方式，增益模块、控制模块、模数转换模块、电流计算模块也可采用可实现相同功能的专用硬件电路来实现。

请参见图5，图5为根据本发明第五实施例的增益系数调整步骤。由于外部电流流经电阻产生的第一模拟电压与数模转换模块的参考电压相比过小，因此，需要对第一模拟电压进行增益处理，但，增益系数需要根据需要来确定，因此，可通过图5所示的方法对增益模块中的增益系数作出调整，使得经过增益模块的增益处理后的第二模拟电压接近参考电压，如图5所示，增益系数调整步骤包括：

步骤501，设置最小增益系数。

步骤502，利用数模转换模块对第二模拟电压进行采样。

步骤503，判断采样值是否接近于模数转换模块的参考电压V_ref所对应的位数2ⁿ(以二进制数形式表示为111111111，如若数模转换模块的位数n为10时，2¹⁰等于1024，也可以十六进制数0x3FF表示，由于数模转换模块所获取的采样值为二进制数，因此判断采样值是否接近于111111111)，若判断结果为“否”，则跳至步骤504，若判断结果为“是”，则跳至步骤505。

步骤504，增加增益系数的值，并重新执行步骤502。

步骤505，确定增益系数。

步骤506，经过转换公式获得电流值。

在以上所揭示的增益系数调整步骤中，首先设置一个最小增益系数，并且根据该最小增益系数获得第二模拟电压，通过判断第二模拟电压的取样值是否接近于参考电压V_ref所对应的取样值111111111，以根据判断结果逐步增大增益系数，使得第二模拟电压逐步逼近参考电压，最后利用可使得第二模拟电压最接近参考电压的增益系数作为结果，代入转换公式

中，从而获得准确的电流值。

因此，本发明提供了一种手机，其具有电流测量功能，能有效借助手机的便携性，方便用户随身携带以进行电流测量，用户不需要再去购买电流表就可以实现电流的测量，具有方便实用的优点。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种手机，其特征在于，所述手机包括：

手机接口，所述手机接口包括输入端口和输出端口；

电阻，所述电阻包括第一端和第二端，所述第一端与所述输入端口连接，所述第二端与所述输出端口连接，所述输出端口进一步连接参考电压；

电压检测单元，所述电压检测单元连接所述第一端，以对所述第一端处的电压进行检测；

电流计算模块，根据检测到的所述电压以及所述电阻的阻值计算流经所述电阻的电流值。

2.根据权利1所述的手机，其特征在于，所述电压检测单元包括增益模块以及模数转换模块，所述增益模块连接所述第一端，并对所述第一端处的第一模拟电压进行增益处理，以获得第二模拟电压，所述模数转换模块对所述第二模拟电压进行模数转换，以获得电压的数字值，所述电流计算模块根据所述电压的数字值、所述增益模块的增益系数以及所述阻值计算所述电流值。

3.根据权利2所述的手机，其特征在于，所述电压检测单元进一步包括控制开关、二极管以及控制模块，所述控制开关包括第三端、第四端和第五端，所述第三端连接所述控制模块，所述第四端连接所述输入端口，所述第五端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述增益模块，所述第四端和所述第五端在所述第三端接收的控制信号的控制下选择性导通。

4.根据权利3所述的手机，其特征在于，所述控制开关为P型MOS管，所述第三端、所述第四端和所述第五端分别为所述P型MOS管的栅极、源极和漏极。

5.根据权利要求3所述的手机，其特征在于，第一选择开关、第二选择开关和电池，所述第一选择开关包括第六端、第七端以及第八端，所述第六端与所述电阻的所述第一端连接，所述第七端与所述输入端口连接，所述第八端与所述二极管的所述负极连接，所述第六端选择性连接至所述第七端以及所述第八端，所述第二开关包括第九端、第十端和第十一端，所述第九端与所述电阻的所述第二端连接，所述第十端与所述电池的正极连接，所述电池的负极和所述第十一端与所述输出端口连接。

6.根据权利要求5所述的手机，其特征在于，在电流检测模式下，所述第六端连接至所述第七端，所述第九端连接至所述第十一端，所述第四端和所述第五端导通。

7.根据权利要求5所述的手机，其特征在于，在充电模式下，所述第六端连接至所述第八端，所述第九端连接至所述第十端，所述第四端和所述第五端导通。

8.根据权利要求2所述的手机，其特征在于，所述参考电压为地电压。

9.根据权利要求8所述的手机，其特征在于，所述电流计算模块根据以下公式计算所述电流值：

$I=\frac{A\×V_{\mathrm{ref}}}{G\×R\×2^n}$

其中，所述电流值为I，所述电阻的阻值为R，所述增益模块的增益系数为G，所述电压的数字值为A，所述模数转换模块的参考电压为V_ref，所述模数转换模块的位数为n。

10.根据权利要求1所述的手机，其特征在于，所述手机进一步包括显示模块，用于显示所述电流值。

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