CN104639147A - 一种接口复用电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接口复用电路及装置，涉及电路技术领域。该电路包括：音频输出端、充电输入端、外设接口、隔直单元以及开关单元；隔直单元分别与音频输出端和所述外设接口连接；开关单元分别与充电输入端和外设接口连接；隔直单元还与开关单元连接。本发明可以将音频输出端和充电输入端的信号复用到同一个引脚，降低了对外设接口的要求，能选用2.5mm或3.5mm的标准耳机接口作为外设接口，对耳机的适配性更好；且由于标准耳机接口是圆形、没有方向的，进而使得用户在使用该接口时不需辨别耳机或充电器插入的方向，使用起来更加方便，提升了用户的体验感。

Description

一种接口复用电路及装置

技术领域

本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种接口复用电路及装置。

背景技术

随着消费者对电子产品功能的需求越来越多，电子设备的外设接口也越来越多，例如：一般的电子设备均具有USB接口、耳机接口、HDMI接口以及充电接口等外设接口。然而，这些外设接口一方面极大的降低了设备的可靠性，例如：防水、防尘性能；另一方面也对日益紧张的产品结构空间提出了更大的挑战。在不减少接口功能的前提下，尽量减少外设接口的数量，不失为一种有效的解决方法。

现有技术中，常采用耳机接口与充电接口复用的方法来减少电子设备外设接口的数量。该方法主要是采用具有多个引脚的外设接口，将耳机信号线和充电信号线放在同一个外设接口内使用，每个信号线分配一个引脚，因此，要求电子设备的外设接口必须是非标准的接口，导致不能在外设接口上使用2.5mm和3.5mm的标准耳机，且由于大部分非标准的接口均为非对称、有方向性的接口，用户在使用该外设接口时需要辨别耳机或充电器插入的方向，使用起来非常不便，降低了用户的体验感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接口复用电路及装置，旨在解决现有技术中耳机接口与充电接口复用的方法要求电子设备的外设接口必须是非标准的接口，导致不能在该外设接口上使用2.5mm和3.5mm的标准耳机；且使用起来非常不便，降低了用户的体验感的问题。

本发明是这样实现的，一种接口复用电路，包括：音频输出端、充电输入端、外设接口、隔直单元以及开关单元；所述隔直单元分别与所述音频输出端和所述外设接口连接；所述开关单元分别与所述充电输入端和所述外设接口连接；所述隔直单元还与所述开关单元连接；

在所述外设接口接入充电器时：控制所述开关单元导通，以使所述充电器输出的直流电压传输至所述充电输入端，并通过所述隔直单元阻隔所述充电器输出的直流电压向所述音频输出端的传输；

在所述外设接口接入耳机时：控制所述开关单元截止，以关闭所述外设接口的充电功能，阻隔所述音频输出端输出的音频信号向所述充电输入端的传输，使所述音频信号通过所述隔直单元传输至所述外设接口。

在本发明所述的接口复用电路中，所述开关单元为机械式开关。

在本发明所述的接口复用电路中，所述开关单元为电子式开关。

在本发明所述的接口复用电路中，还包括充电使能信号发生单元，所述充电使能信号发生单元分别与所述电子式开关和所述外设接口相连；在所述外设接口接入充电器时，所述充电使能信号发生单元输出第一使能信号，控制所述电子式开关导通；在所述外设接口接入耳机时，所述充电使能信号发生单元输出第二使能信号，控制所述电子式开关截止。

在本发明所述的接口复用电路中，所述电子式开关由第一二极管、第二二极管、第一场效应管、第二场效应管、第一电阻器以及三极管构成；所述第一二极管的阴极和所述第一场效应管的源极共接后连接至所述隔直单元与所述外设接口之间，所述第一二极管的阳极与所述第一场效应管的漏极共接后连接至所述第二二极管的阳极和所述第二场效应管的漏极，所述第二二极管的阴极和所述第二场效应管的源极共接后连接至所述充电输入端，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极共接后连接至所述三极管的集电极，所述三极管的集电极还通过所述第一电阻器连接至所述隔直单元和所述外设接口之间，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极构成所述电子式开关的控制端、连接至所述充电使能信号发生单元。

在本发明所述的接口复用电路中，所述充电使能信号发生单元为低通滤波器。

在本发明所述的接口复用电路中，所述低通滤波器为由第二电阻器和滤波电容器构成的RC低通滤波器；所述第二电阻器的一端连接至所述外设接口，所述第二电阻器的另一端连接至所述开关单元的控制端、并通过所述滤波电容器接地。

在本发明所述的接口复用电路中，所述隔直单元为隔直电容器。

在本发明所述的接口复用电路中，所述外设接口为2.5mm或3.5mm的标准耳机接口。

本发明还提供一种接口复用装置，包括上述任一项所述的接口复用电路。

实施本发明提供的一种接口复用电路及装置具有以下有益效果：

本发明设计的隔直单元和开关单元可以将音频输出端和充电输入端的信号复用到同一个引脚，降低了对外设接口的要求，使得可以选用2.5mm或3.5mm的标准耳机接口作为外设接口，对耳机的适配性更好；且由于标准耳机接口是圆形、没有方向的，使得用户在使用该接口时不需辨别耳机或充电器插入的方向，使用起来更加方便，提升了用户的体验感。

附图说明

图1是本发明提供的接口复用电路的结构示意图。

图2是本发明一较佳实施例提供的接口复用电路的结构示意图。

图3是本发明另一较佳实施例提供的接口复用电路的结构示意图。

图4是图3所示实施例中接口复用电路的工作原理电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明提供的接口复用电路的结构示意图。参见图1所示，本发明提供的接口复用电路，包括：音频输出端1、充电输入端2、外设接口3、隔直单元4以及开关单元；所述隔直单元4分别与所述音频输出端1和所述外设接口3连接；所述开关单元5分别与所述充电输入端2和所述外设接口3连接；所述隔直单元4还与所述开关单元5连接；在所述外设接口3接入充电器时：控制所述开关单元5导通，以使所述充电器输出的直流电压传输至所述充电输入端2，并通过所述隔直单元4阻隔所述充电器输出的直流电压向所述音频输出端1的传输；在所述外设接口3接入耳机时：控制所述开关单元5截止，以关闭所述外设接口3的充电功能，阻隔所述音频输出端1输出的音频信号向所述充电输入端2的传输，使所述音频信号通过所述隔直单元4传输至所述外设接口3。进一步的，本发明中的所述隔直单元4为隔直电容器；所述外设接口3为2.5mm或3.5mm的标准耳机接口。

参见图2所示，作为本发明一具体实现示例，所述开关单元5可以为机械式开关51，当需要通过外设接口3给具有该接口电路的电子设备充电时，手动闭合该机械式开关51即可使充电器输出的直流电压传输至充电输入端2，并通过隔直单元4阻隔充电器输出的直流电压向音频输出端1的传输；当充电完成或不需要通过外设接口3给具有该接口复用电路的电子设备充电时，手动断开该机械式开关51即可关闭外设接口3的充电功能，实现音频输出端1与充电输入端2之间的隔离，当外设接口3有耳机接入时，即可阻隔音频信号向充电输入端2的传输，使音频信号通过隔直单元4传输至外设接口3。

由此可见，本实施例设计的隔直单元4和开关单元5可以将音频输出端1和充电输入端2的信号复用到同一个引脚，降低了对外设接口3的要求，使得可以选用2.5mm或3.5mm的标准耳机接口作为外设接口3，对耳机的适配性更好；且由于标准耳机接口是圆形、没有方向的，使得用户在使用该接口时不需要辨别耳机或充电器插入的方向，使用起来更加方便，提升了用户的体验感。

参见图3所示，作为本发明另一实现示例，所述开关单元5为电子式开关52。且在本实施例中，所述接口复用电路还包括充电使能信号发生单元6，所述充电使能信号发生单元6分别与所述电子式开关52和所述外设接口3相连；在所述外设接口3接入充电器时，所述充电使能信号发生单元6输出第一使能信号，控制所述电子式开关52导通；在所述外设接口3接入耳机时，所述充电使能信号发生单元6输出第二使能信号，控制所述电子式开关52截止。

图4示出了是图3所示实施例中电子式开关52和充电使能信号发生单元6的具体电路结构。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图4所示，在本实施例中所述电子式开关52由第一二级管D1、第二二级管D2、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一电阻器R1以及三极管Q3构成；所述第一二极D1管的阴极和所述第一场效应管Q1的源极共接后连接至所述隔直单元4与所述外设接口3之间，所述第一二级管D1的阳极与所述第一场效应管Q1的漏极共接后连接至所述第二二级管D2的阳极和所述第二场效应管Q2的漏极，所述第二二级管D2的阴极和所述第二场效应管Q2的源极共接后连接至所述充电输入端2，所述第一场效应管Q1的栅极和所述第二场效应管Q2的栅极共接后连接至所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的集电极还通过所述第一电阻器R1连接至所述隔直单元4和所述外设接口3之间，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极构成所述电子式开关52的控制端、连接至所述充电使能信号发生单元6。应当理解的是，本发明中也可以采用其他形式的电子式开关52，例如：可以采用模拟开关代替上述电路所示出的电子式开关52。

参见图4所示，在本实施例中所述充电使能信号发生单元6为低通滤波器。具体的，本实施例中的所述低通滤波器为由第二电阻器R2和滤波电容器C2构成的RC低通滤波器；所述第二电阻器R2的一端连接至所述外设接口3，所述第二电阻器R2的另一端连接至所述开关单元5的控制端、并通过所述滤波电容器C2接地。应当理解的是，在具体实现时，也可以采用其他形式的低通滤波器代替上述RC低通滤波器，例如：使用传感器实现充电使能信号的产生等。

以下结合图4详细阐述图3所示实施例提供的接口复用电路的工作原理：

在所述外设接口3接入充电器时：由于由第二电阻器R2和滤波电容器C2组成的RC低通滤波器对直流电压衰减极小，在充电时，RC低通滤波器会将充电器通过外设接口3输入的直流充电电压信号传递到三极管Q3的基极形成第一充电使能信号，该第一充电使能信号会将三极管Q3的基极电压拉高，使该三极管Q3导通。三极管Q3的导通，会将第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的栅极电压拉低到地电位。此时第一场效应管Q1的栅极电压显著小于源极电压，第一场效应管Q1导通。直流充电电流通过第一场效应管Q1、第二二级管D2到达第二场效应管Q2的源极，使得第二场效应管Q2的栅极电压也显著小于源极电压，第二场效应管Q2也导通，此时，电子式开关52即处于导通状态，这样便可以使充电器输出的直流电压传输至充电输入端2；同时，在此过程中，隔直电容器会阻隔充电器输出的直流电压向音频输出端1的传输。此外，由于场效应管的导通电阻器远远小于二极管的导通电阻器，本实施例中导通后的第二场效应管Q2与第二二级管D2并联的大大减小的充电路径上的电阻器，进而减小了充电电压到充电输入端2的电压损耗。

在所述外设接口3接入耳机时：由于由第二电阻器R2和滤波电容器C2组成的RC低通滤波器的阻隔作用，使得此时三极管Q3的基极电压趋近发射极电压，三极管Q3保持在截止状态，此时，电子式开关52处于截止状态，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的栅极通过第一电阻器R1上拉到与第一场效应管Q1源极相同的电压，第一场效应截止，音频输出端1输出的音频信号被第一场效应管Q1和第一二级管D1阻隔不能泄漏到后端电路，阻隔了音频输出端1输出的音频信号向充电输入端2的传输，使该音频信号可以通过隔直单元4传输至外设接口3；且在此过程中由第二电阻器R2和滤波电容器C2组成的RC低通滤波器还可以减少耳机音频信号泄漏到三级管的基极，以避免电子开关电路的误触发，其中，该RC低通滤波器的截止频率f₀＝1/2πRC，R为第二电阻器的阻值，C为滤波电容器的电容值，f₀为RC低通滤波器的截止频率。

在所述外设接口3未接入耳机和充电器时，电路工作状态和插入耳机时的情况相当。

综上，本实施例提供的接口复用电路可以将音频输出端1和充电输入端2的信号复用到同一个引脚，降低了对外设接口3的要求，使得可以选用2.5mm或3.5mm的标准耳机接口作为外设接口3，对耳机的适配性更好；且由于标准耳机接口是圆形、没有方向的，使得用户在使用该接口时不需辨别耳机或充电器插入的方向，使用起来更加方便，提升了用户的体验感。

本发明还提供一种接口复用装置，本发明所提供的接口复用装置包括上述实施例中任一种接口复用电路。

本发明所提供的接口复用装置同样可以将音频输出端1和充电输入端2的信号复用到同一个引脚，降低了对外设接口3的要求，使得可以选用2.5mm或3.5mm的标准耳机接口作为外设接口3。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接口复用电路，其特征在于，包括：音频输出端、充电输入端、外设接口、隔直单元以及开关单元；所述隔直单元分别与所述音频输出端和所述外设接口连接；所述开关单元分别与所述充电输入端和所述外设接口连接；所述隔直单元还与所述开关单元连接；

在所述外设接口接入充电器时：控制所述开关单元导通，以使所述充电器输出的直流电压传输至所述充电输入端，并通过所述隔直单元阻隔所述充电器输出的直流电压向所述音频输出端的传输；

在所述外设接口接入耳机时：控制所述开关单元截止，以关闭所述外设接口的充电功能，阻隔所述音频输出端输出的音频信号向所述充电输入端的传输，使所述音频信号通过所述隔直单元传输至所述外设接口。

2.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述开关单元为机械式开关。

3.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述开关单元为电子式开关。

4.如权利要求3所述的接口复用电路，其特征在于，还包括充电使能信号发生单元，所述充电使能信号发生单元分别与所述电子式开关和所述外设接口相连；在所述外设接口接入充电器时，所述充电使能信号发生单元输出第一使能信号，控制所述电子式开关导通；在所述外设接口接入耳机时，所述充电使能信号发生单元输出第二使能信号，控制所述电子式开关截止。

5.如权利要求4所述的接口复用电路，其特征在于，所述电子式开关由第一二极管、第二二极管、第一场效应管、第二场效应管、第一电阻器以及三极管构成；所述第一二极管的阴极和所述第一场效应管的源极共接后连接至所述隔直单元与所述外设接口之间，所述第一二极管的阳极与所述第一场效应管的漏极共接后连接至所述第二二极管的阳极和所述第二场效应管的漏极，所述第二二极管的阴极和所述第二场效应管的源极共接后连接至所述充电输入端，所述第一场效应管的栅极和所述第二场效应管的栅极共接后连接至所述三极管的集电极，所述三极管的集电极还通过所述第一电阻器连接至所述隔直单元和所述外设接口之间，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极构成所述电子式开关的控制端、连接至所述充电使能信号发生单元。

6.如权利要求5所述的接口复用电路，其特征在于，所述充电使能信号发生单元为低通滤波器。

7.如权利要求6所述的接口复用电路，其特征在于，所述低通滤波器为由第二电阻器和滤波电容器构成的RC低通滤波器；所述第二电阻器的一端连接至所述外设接口，所述第二电阻器的另一端连接至所述开关单元的控制端、并通过所述滤波电容器接地。

8.如权利要求1～7任一项所述的接口复用电路，其特征在于，所述隔直单元为隔直电容器。

9.如权利要求8所述的接口复用电路，其特征在于，所述外设接口为2.5mm或3.5mm的标准耳机接口。

10.一种接口复用装置，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的接口复用电路。