CN105208438A - 功能切换电路及网关式机顶盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机顶盒技术领域，具体公开一种用于网关式机顶盒的功能切换电路及网关式机顶盒。本发明的功能切换电路包括：网络接口，用于将PC机的网线插入状态发送至第一触发电路；HDMI接口，用于将电视机的状态发送至第二触发电路；第一触发电路，用于根据PC机的网线插入状态向判断电路输出调制解调器的不同触发信号；第二触发电路，用于根据电视机的状态向判断电路输出电视机的不同触发信号；判断电路，用于根据电视机的触发信号和调制解调器的触发信号判断是机顶盒否进入切换状态；切换电路，用于根据判断电路的判断结果控制机顶盒是否进行功能切换。本发明的能够实现网关式机顶盒看电视功能和上网功能之间的自动切换，实施方便、简单有效。

Description

功能切换电路及网关式机顶盒
【技术领域】
本发明涉及数字家庭技术领域，具体涉及一种高清家庭网关式机顶盒功能自动切换电路。
【背景技术】
高清家庭网关式机顶盒在使用过程中，通常看电视功能和上网功能不会同时使用。然而，现有技术的机顶盒的电视功能和上网功能往往是同时持续工作的，这造成了资源的巨大浪费。
也可以通过手动操作，在不需要或不使用时关闭机顶盒的电视功能或上网功能，然而这又会给用户造成不便。
【发明内容】
本发明旨在克服现有技术的网关式机顶盒中电视功能和上网功能不能自动切换的缺陷，提供一种高清家庭网关式机顶盒功能自动切换电路。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一方面，本发明提供一种用于网关式机顶盒的功能切换电路，包括：网络接口，连接在机顶盒的调制解调器与PC机之间，用于将PC机的网线插入状态发送至第一触发电路；HDMI接口，连接在机顶盒与电视之间，用于将电视机的状态发送至第二触发电路；第一触发电路，输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、输出端连接判断电路第一输入端，用于根据PC机的网线插入状态向判断电路输出调制解调器触发信号；第二触发电路，输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、输出端连接判断电路第二输入端，用于根据电视机的状态向判断电路输出电视机触发信号；判断电路，其输出端连接切换电路，用于根据电视机的触发信号和调制解调器的触发信号判断是机顶盒否进入切换状态；切换电路，用于根据判断电路的判断结果控制机顶盒是否进行功能切换。
一些实施例中，所述第一触发电路可以包括N沟道增强型MOS管Q01、二极管D01和电阻R01，所述N沟道增强型MOS管Q01的栅极作为第一触发电路的输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、漏极连接二极管D01阴极、源极接地，所述二极管D01阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R01一端连接二极管D01阳极、另一端连接电源。
一些实施例中，所述第二触发电路可以包括P沟道增强型MOS管Q02、二极管D02和电阻R03，所述P沟道增强型MOS管Q02的栅极作为第二触发电路的输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、漏极连接二极管D02阴极、源极接地，所述二极管D02阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R03一端连接二极管D02阳极、另一端连接电源。
一些实施例中，所述判断电路可以为两个串联的N沟道增强型MOS管和两个并联的P沟道增强型MOS管组成的与门电路，与门电路的两个输入端分别连接第一触发电路和第二触发电路的输出端、输出端连接切换电路。
一些实施例中，所述切换电路包括三极管Q21、N沟道增强型MOS管Q20和电感L1，所述三极管Q21的基极连接判断电路输出端、发射极接地、源极连接N沟道增强型MOS管的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q20的源极连接DC/DC模块、漏极通过电感L1连接调制解调器。
另一方面，本发明提供一种网关式机顶盒，所述网关式机顶盒包括本发明所述的功能切换电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过第一触发电路对网线插入状态进行检测，随时发出待机的触发信号，通过第二触发电路对电视机状态进行检测，随时发出待机的触发信号，检测过程简单方便、有效，通过判断电路对两个触发信号进行判断机顶盒否进入切换，实现了家庭网关式机顶盒看电视功能和上网功能的自动切换。
【附图说明】
图1为本发明实施例的功能切换电路的结构示意图。
图2为本发明实施例的功能切换电路中网络接口状态灯的示意图。
图3为本发明实施例的功能切换电路中HDMI接口的示意图。
图4为本发明实施例的功能切换电路中第一触发电路的示意图。
图5为本发明实施例的功能切换电路中第二触发电路的示意图。
图6为本发明实施例的功能切换电路中判断电路的示意图。
图7为本发明实施例的功能切换电路中切换电路的示意图。
图8为本发明实施例的功能切换电路的工作流程图。
【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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明高清家庭网关式机顶盒功能自动切换电路包括
网络接口，连接在机顶盒的调制解调器(cablemodem)与PC机之间，同时与第一触发电路连接，用于将PC机的网线插入状态发送至第一触发电路；
HDMI接口，连接在机顶盒与电视之间，同时与第二触发电路连接，用于将电视机的状态发送至第二触发电路；
第一触发电路，输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、输出端连接判断电路第一输入端，用于根据PC机的网线插入状态向判断电路输出调制解调器的不同触发信号；
第二触发电路，输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、输出端连接判断电路第二输入端；用于根据电视机的状态向判断电路输出电视机的不同触发信号；
判断电路，输出端连接切换电路，用于根据电视机的触发信号和调制解调器的触发信号判断是机顶盒否进入切换状态；
切换电路，输出端连接机顶盒的调制解调器，用于根据判断电路的判断结果控制机顶盒是否进行功能切换。
如图2所示，为网络接口状态灯的示意图，其13脚为绿灯电源，14脚为绿灯控制信号，15脚为橙色灯电源，16脚为橙色灯橙色灯控制信号。
当PC机网线插入网络接口时，网络接口phy会有两个灯亮：一个是橙黄色的灯，一个是绿色的灯。绿色的灯为连接状态的指示灯，即link灯，正常状态下，当有网线接入时，此状态指示灯呈现绿色且常亮；橙黄色的灯为信号传输指示灯，正常为不停的闪烁，表示有信号传输。本发明通检测绿灯状态来判断用户是否使用网络功能。
如图3所示，为HDMI(数字高清多媒体)接口的示意图，其19脚为热插拔检测脚，本发明通过检测热插拔脚的电平来确定电视机的状态(工作状态或待机/关机状态)，从而确定是否启动自动切换的功能。
机顶盒与电视机间HDMI接口的协商过程如下：
STB(机顶盒)设备上电后会检测HPD脚(热插拔检测脚)是否被上拉到2V以上(主要的判断依据)，若是则机顶盒设备通过DDC(Displaydatachannel)读取EDID信息以确定电视机能支持的分辨率；同时机顶盒设备检测TMDS信号是否被上拉到3.3V，是则输出该上拉的TMDS信号，机顶盒设备输出目前设置的分辨率的信号到电视机。
如图4所示，第一触发电路包括N沟道增强型MOS管Q01、二极管D01和电阻R01，所述N沟道增强型MOS管Q01的栅极作为第一触发电路的输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、漏极连接二极管D01阴极、源极接地，所述二极管D01阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R01一端连接二极管阳极、另一端连接电源。在N沟道增强型MOS管Q01的栅极与连接网络接口的绿灯信号管脚之间还设有电阻R11，N沟道增强型MOS管Q01的漏极与二极管D01阴极之间设有电阻R02，N沟道增强型MOS管Q01的漏极还通过电阻R20连接至电源。
第一触发电路的工作原理为：当带有PC机的网线拔出时，网络接口的绿灯电源管脚即GREEN_LED脚被拉至低电平，此时与绿灯电源管脚连接的N沟道增强型MOS管Q01将会截止，A1点被拉至高电平，二极管D01截止，使得第一触发电路的输出端CHECK_GREEN_LED输出高电平；反之当PC机的网线插入时，GREEN_LED脚为高电平，N沟道增强型MOS管Q01导通，二极管D01也导通，CHECK_GREEN_LED端保持低电平输出。CHECK_GREEN_LED端低电平输出时说明cablemodem模块正常工作，时刻等待着触发信号，当某一时刻CHECK_GREEN_LED端由低电平转为高电平时，说明网络功能自动关闭，即该高电平就相当于网络功能关闭的触发信号。
如图5所示，第二触发电路包括P沟道增强型MOS管Q02、二极管D02和电阻R03，所述P沟道增强型MOS管Q02的栅极作为第二触发电路的输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、漏极连接二极管D02阴极、源极接地，所述二极管阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R03一端连接二极管D02阳极、另一端连接电源。在P沟道增强型MOS管Q02的栅极与连接网络接口的绿灯信号管脚之间还设有电阻R05，P沟道增强型MOS管Q02的漏极与二极管D02阴极之间设有电阻R04，P沟道增强型MOS管Q02的漏极还通过电阻R06连接至电源。
第二触发电路的工作原理为：当电视机进入待机或者关机状态，HDMI接口的热插拔检测脚即HDMI_TX_HOTPLUG脚被拉至低电平，此时与热插拔检测脚连接的P沟道增强型MOS管Q02将会导通，B1点被拉至低电平，二极管D02导通，使得第二触发电路输出端CHECK_HDMI输出低电平；反之当电视机处于工作状态时时，热插拔检测脚为高电平，P沟道增强型MOS管Q02截止，二极管D02也截止，CHECK_HDMI端保持高电平输出。CHECK_HDMI端高电平输出时说明电视机正常工作，时刻等待着触发信号，当某一时刻CHECK_HDMI端由高电平转为低电平时，说明电视机进入待机状态或者关机，即该低电平就相当于电视机进入待机状态或者关机的触发信号。
如图6所示，判断电路为两个串联的N沟道增强型MOS管Q11和Q10以及两个并联的P沟道增强型MOS管Q13和Q12组成的与门电路，与门电路的两个输入端分别连接第一触发电路和第二触发电路的输出端、输出端连接切换电路。其中两个并联的P沟道增强型MOS管Q13和Q12的栅极分别连接第一触发电路和第二触发电路的输出端、漏极连接调制解调器的输入端、源极接地，所述两个串联的N沟道增强型MOS管Q11和Q10的栅极分别连接第一触发电路和第二触发电路的输出端，N沟道增强型MOS管Q10的源极连接电源、漏极连接N沟道增强型MOS管Q11的源极，N沟道增强型MOS管Q11的漏极连接切换电路。
上述的与门电路，当第一输入端CHECK_GREEN_LED和第二输入端CHECK_HDMI中只要有一个为低电平时，就会使与它相连的P沟道增强型MOS管导通、与它相连的N沟道增强型MOS管截止，输出低电平；仅当CHECK_HDMI、CHECK_GREEN_LED全为高电平时，两个并联P沟道增强型MOS管Q12和Q13都截止、两个串联的N沟道增强型MOS管Q11和Q10都导通，输出为高电平。输出高电平或者低电平会使得cablemodem功能模块处于工作状态或者待机状态，从而达到使此功能模块的状态进行切换。即，只有当电视工作且网线拔出时才切换进入待机状态，此电路判断为进入功能切换状态。
真值表如下：
CHECK_HDMI CHECK_GREEN_LED MODEM_TURNOFF
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 0
表中：
1.CHECK_HDMI为1的状态为电视机工作；
2.CHECK_GREEN_LED为1的状态为拔出网线；
3.MODEM_TURNOFF为1表示cablemodem切换到待机状态，为0表示切换到工作状态；
4.当网线插入时意味着有用户在使用网络，既cablemodem需处于工作模式；
5.当电视开机意味着可能没有用户使用网络，关闭网络信号；
6.当插入网线，且电视机开机，可能有用户在使用网络，需cableModem模块处于工作状态；
7.当插入网线，且电视机待机，可能有用户在使用网络，需cableModem模块处于工作状态；
8.当拔出网线，且电视机工作时，用户可能不需要网络，需cableModem处于待机状态，亦即切换；
9.当拔出网线，且电视机待机时，可能有用户在使用网络，例如WiFiAP等，需cableModem模块处于工作状态。
如图7所示为切换电路的示意图，包括三极管Q21、N沟道增强型MOS管Q20和电感L1，所述三极管Q21的基极通过电阻R42连接判断电路输出端、发射极接地、源极连接N沟道增强型MOS管的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q20的源极连接DC/DC模块、漏极通过电感L1连接调制解调器，电感L1的两端分别设有接地电容C35和电容C36，N沟道增强型MOS管的源极和漏极之间设有电阻R24，N沟道增强型MOS管的源极和栅极之间设有电阻R9。
当MODEM_TURNOFF端为高电平时三级管Q21导通，N沟道增强型MOS管Q20截止，cablemodem模块网络断开进入待机状态；当MODEM_TURNOFF为低电平时三级管Q21截止，N沟道增强型MOS管Q20导通，cablemodem模块进入工作状态。
在经判断电路使得MODEM_TURNOFF处于高或低电平的前提下，利用MODEM_TURNOFF的高或低电平，控制+3.3V_CM和+3.3V_CABLEMODEM的导通和断开，进而控制cablemodem模块处于工作或者待机的状态。+3.3V_CM为外部DC/DC供电，+3.3V_CABLEMODEM为给cablemodem供电网络。
亦即，切换电路输入高电平或低电平后，有两种结果状态：正常工作或者待机。仅在电视工作且没有网线插入时，功能模块进入待机。
本发明通过上述切换电路启动自动切换功能的原理如下：
PC机与机顶盒上的cablemodem模块断开连接时，cablemodem自动进入待机状态，关闭网络功能；当有网线插入时，cablemodem模块正常工作，时刻等待着触发信号；电视机进入待机状态或关机时，可以自动开启上网模块为工作状态；电视机正常工作时，网络功能自动关闭，本电路处于准备状态，时刻等待着触发信号。
综上，根据本发明的原理，该电路主要通过热插拔检测脚的电平来确定电视机的状态，从而确定是否启动自动切换的功能。
当电视机进入待机状态或者关机时，本电路开始工作，如图8所示：
1、第一触发电路通过绿灯电源管脚的电平，检测PC机网线插入情况(插入或断开)输出不同信号，断开时输出待机信号(低电平/触发信号)至判断电路，插入时输出工作信号(高电平)至判断电路。
2、第二触发电路通过HPD管脚的电平，检测电视机的状态(工作还是待机)输出不同信号，待机时输出待机信号(低电平/触发信号)至判断电路，工作时输出工作信号(高电平)至判断电路。
3、判断电路根据接收的指示网络模块的工作与待机状态的两个输入信号，共同判断cablemodem模块应该处于的状态(即待机或者工作)：
4、切换电路根据判断结果，控制cablemodem的上电断电状态，进而促使网关模块自动切换状态。
可见，本发明的切换电路中，通过第一触发电路对网线插入状态进行检测，随时发出待机的触发信号，通过第二触发电路对电视机状态进行检测，随时发出待机的触发信号，检测过程简单方便、有效。通过判断电路对两个触发信号进行判断机顶盒否进入切换，实现了家庭网关式机顶盒看电视功能和上网功能的自动切换，无需用户手动操作，且能够节约资源。
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 (6)

1.一种用于网关式机顶盒的功能切换电路，其特征在于：包括
网络接口，连接在机顶盒的调制解调器与PC机之间，用于将PC机的网线插入状态发送至第一触发电路；
HDMI接口，连接在机顶盒与电视之间，用于将电视机的状态发送至第二触发电路；
第一触发电路，输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、输出端连接判断电路第一输入端，用于根据PC机的网线插入状态向判断电路输出调制解调器触发信号；
第二触发电路，输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、输出端连接判断电路第二输入端，用于根据电视机的状态向判断电路输出电视机触发信号；
判断电路，其输出端连接切换电路，用于根据电视机的触发信号和调制解调器的触发信号判断是机顶盒否进入切换状态；
切换电路，用于根据判断电路的判断结果控制机顶盒是否进行功能切换。
2.根据权利要求1所述的功能切换电路，其特征在于：所述第一触发电路包括N沟道增强型MOS管Q01、二极管D01和电阻R01，所述N沟道增强型MOS管Q01的栅极作为第一触发电路的输入端连接网络接口的绿灯电源管脚、漏极连接二极管D01阴极、源极接地，所述二极管D01阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R01一端连接二极管D01阳极、另一端连接电源。
3.根据权利要求1所述的功能切换电路，其特征在于：所述第二触发电路包括P沟道增强型MOS管Q02、二极管D02和电阻R03，所述P沟道增强型MOS管Q02的栅极作为第二触发电路的输入端连接HDMI接口的热插拔检测脚、漏极连接二极管D02阴极、源极接地，所述二极管D02阳极作为第一触发电路的输出端连接判断电路第一出入端，所述电阻R03一端连接二极管D02阳极、另一端连接电源。
4.根据权利要求1所述的功能切换电路，其特征在于：所述判断电路为两个串联的N沟道增强型MOS管和两个并联的P沟道增强型MOS管组成的与门电路，与门电路的两个输入端分别连接第一触发电路和第二触发电路的输出端、输出端连接切换电路。
5.根据权利要求1所述的功能切换电路，其特征在于：所述切换电路包括三极管Q21、N沟道增强型MOS管Q20和电感L01，所述三极管Q21的基极连接判断电路输出端、发射极接地、源极连接N沟道增强型MOS管的栅极，所述N沟道增强型MOS管Q20的源极连接DC/DC模块、漏极通过电感L01连接调制解调器。
6.一种网关式机顶盒，其特征在于，所述网关式机顶盒包括如权利要求1-5中任一项所述的功能切换电路。
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