CN112313928B - 一种usb座运行电路以及终端 - Google Patents

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Abstract

一种USB座运行电路以及终端，涉及电路技术领域，实现在保证天线性能的同时满足RE测试需求。该USB座运行电路包括USB座(101)、开关电路(102)、控制器(103)和电容阵列(104)，USB座包括一个或多个接地引脚(6，7，8，9)，电容阵列包括一个或多个接地电容(C311，C312)，开关电路的一端与USB座的第一接地引脚(6，8)连接，另一端与电容阵列连接，控制器用于在USB座上有数据传输时，控制开关电路连通；在USB座上无数据传输时，控制开关电路断开。

Description

一种USB座运行电路以及终端
技术领域
本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)座运行电路以及终端。
背景技术
当前终端(如手机、平板等)设计中，USB座通常设置在终端内主板的顶部或底部，且距离天线较近的位置，用户可以将USB线插入USB座的USB接口对终端进行充电和/或数据传输。当USB座直接接地时，由于USB座为金属导电外壳且外壳与地连接，使得天线在工作时，溢出的高频谐波会通过USB座的金属外壳流入到地，影响天线性能。
为了不影响天线性能，现有USB座不直接焊接到主板上，即不能直接接地，而是以悬浮方式设置在主板上。例如，如图1所示，USB座不直接与主板相连，而是通过多个电阻电容或电感与主板相连，实现接地。但是，USB座悬空设计时，USB数据线的线缆端的外层屏蔽层等效于悬空，会在USB信号传输时对外产生较大的倍频干扰，不利于数据传输时的辐射干扰(Radiated emission，RE)测试，使RE测试失败。
因此，如何在保证天线性能的同时满足RE测试需求，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种USB座运行电路以及终端，实现在保证天线性能的同时满足RE测试需求。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种USB座运行电路，该USB座运行电路包括USB座、开关电路、控制器和电容阵列，USB座包括一个或多个接地引脚，电容阵列包括一个或多个接地电容；开关电路的一端与USB座包括的第一接地引脚连接，开关电路的另一端与电容阵列连接；控制器用于在USB座上有数据传输的情况下，控制开关电路连通；在USB座上无数据传输的情况下，控制开关电路断开。基于本申请提供的USB座运行电路，当用户将USB数据线插入USB座的USB接口，通过USB座的数据引脚传输数据的情况下，控制器103控制开关电路102连通，USB座的接地引脚通过电容接地。由于电容具有通交流阻直流的物理特性，如此，可以将USB接口数据传输的情况下产生的倍频信号通过接地电容传输到地，实现针对线缆屏蔽层的等效接地，最大化的衰减USB频率及倍频信号，减小或消除对RE测试的影响。当USB接口上没有数据传输的情况下，控制器103直接控制开关电路102断开与接地电容的连接，使接地电容未接入到传输链路中，USB座的外壳对地相当于开路，对天线来说等效高阻状态，不会影响天线性能。
一种可能的设计中，结合第一方面，第一接地引脚可以为USB座的pin6和pin8两个引脚。
又一种可能的设计中，结合第一方面或者上述可能的设计，USB座运行电路还包括第一LC电路，第一LC电路由电感和电容组成；第一LC电路的一端与USB座的第二接地引脚连接，第一LC电路的另一端接地。其中，第二接地引脚可以为USB座的pin7和pin9两个引脚如此，可以避免USB座101产生的干扰频率信号和天线运行时产生的干扰频率信号的影响。
再一种可能的设计中，结合第一方面或者上述可能的设计，USB座运行电路还包括第二LC电路，USB座还包括数据引脚；第二LC电路的一端与USB座的数据引脚连接，第二LC电路的另一端接地。如此，可以滤除信号线上共模电磁干扰，同时，抑制USB信号传输时不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
第二方面，本申请还提供一种终端，该终端可以包括如第一方面或第一方面的任一可能的设计所述的USB座运行电路。
附图说明
图1为现有USB座悬空设计示意图；
图2为本申请实施例提供的一种USB座运行电路示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种USB座运行电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种终端示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
图2示出了一种USB座运行电路100，该USB座运行电路可以通过图1所示悬浮方式设置在终端中的主板上，该终端可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(TabletComputer)、智能手机等。如图2所示，该外壳电路可以包括USB座101、开关电路102、控制器103、电容阵列104。
其中，USB座101可以为终端充电和/或USB数据传输接口连接器，可以包括电源引脚、数据引脚(D-和D+)、OTG(On The Go)引脚、多个接地引脚(GND_1～GND_5)，这些引脚可以集成在同一芯片上，该芯片可以固定在USB座的外壳(图2中未示出)上。如图2所示，电源引脚可以为pin1，电源引脚可以用于接入供USB座工作的电源。数据引脚可以为pin2和pin3，数据引脚用于接收/发送通过USB数据线传输的信号。OTG引脚可以为pin4，可以用于在没有宿主机(Host)的情况下，实现设备间的数据传送。GND_1可以为pin5，相当于电源的负极。GND_2～GND_5对应pin6～pin9，可以用于将USB座中的芯片固定在USB座的外壳上，其中，GND_2～GND_5中的第一接地引脚还可以用于与开关电路102连接，如：第一接地引脚可以为pin6和pin8，pin6和pin8与开关电路102连接，其中，USB座的外壳可以为金属外壳。需要说明的是，图2仅为示例性附图，在本申请中，USB座101的型号、以及USB座101包括的电源引脚和接地引脚的个数均不予限制，且除图2所示引脚之外，USB座101还可以包括其他引脚。
开关电路102连接于电容阵列104和USB座101的接地引脚(如pin6和pin8)之间，开关电路102可以在控制器103的控制下处于连通状态或断开状态。可选的，如图2所示，开关电路102包括两个触点(触点1和触点2)以及一个闸刀，触点1与电容阵列104连接，触点2与USB座的接地引脚(pin6和pin8)连接、以及闸刀的一端活动连接，开关电路102中的闸刀在控制器103的控制下与触点1接触或远离触点1，当闸刀与触点1接触(即闭合)时，开关电路102连通，当闸刀远离触点1(即打开时)，开关电路102断开。需要说明的是，开关电路102包括但不限于图2所示形式，还可以通过其他方式实现，具体的，可参照下述图3所示。
控制器103可以是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。控制器103可以用于检测USB座101上的数据引脚是否有数据传输，并根据数据引脚上的数据传输情况控制开关电路102的连通或断开，如：当检测到数据引脚上有数据传输时，控制开关电路102连通；当检测到数据引脚上无数据传输时，控制开关电路102断开。具体的，控制器103可以检测数据引脚上的电流值，若检测到电流值大于预设阈值，则确定数据引脚上有数据传输，反之，则确定数据引脚上无数据传输。其中，预设阈值可以根据需要进行设置，不予限制。
电容阵列104可以与开关电路102连接，电容阵列104可以包括一个或者多个电容，每个电容可以接地，在本申请实施例中，可以将接地的电容称为接地电容，如图2所示，C311和C312都可以称为接地电容。需要说明的是，电容阵列104包括的接地电容的个数和每个接地电容的电容值可以根据需要进行设置，不予限制。例如，可以将C311的电容值设置为1n，将C312的电容值设置为470pF。
由图2可知，该USB座运行电路就是在USB座的接地引脚与接地端之间增设了一个或多个接地电容，当用户将USB数据线插入USB座的USB接口，通过USB座的数据引脚传输数据时，控制器103控制开关电路102连通，USB座的接地引脚通过电容接地。由于电容具有通交流阻直流的物理特性，如此，可以将USB接口数据传输时产生的倍频信号通过接地电容传输到地，实现针对线缆屏蔽层的等效接地，最大化的衰减USB频率及倍频信号，减小或消除对RE测试的影响。当USB接口上没有数据传输时，控制器103直接控制开关电路102断开与接地电容的连接，使接地电容未接入到传输链路中，USB座的外壳对地相当于开路，对天线来说等效高阻状态，不会影响天线性能。
可选的，为了避免USB座101产生的干扰频率信号和天线运行时产生的干扰频率信号的影响，如图2所示，USB座运行电路100还包括由电感和电容构成的第一LC电路：LC电路1，LC电路1与USB座101的第二接地引脚(如pin7和pin9)连接，用于吸收USB座101和天线产生的干扰频率信号。
可选的，为了滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面用于抑制USB信号传输时不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。如图2所示，USB座运行电路100还包括由电感和电容构成的第二LC电路(LC电路2)和第三LC电路(LC电路3)，LC电路2和LC电路3分别与USB座的数据引脚连接(LC电路2与pin2连接，LC电路3与pin3连接)，由于LC电路具有吸收电磁信号频率的作用，所以，用户通过USB数据线发送数据时可以通过LC电路吸收数据传输产生的倍频干扰，如：使数据传输时的信号频率衰减3倍频或4倍频。
需要说明的是，图2仅为示例性附图，除图2所示部分之外，该USB座运行电路100还包括与USB座101的pin1、pin2、pin3、pin4和pin5引脚连接的其他部分，不予限制。
具体的，图2中的开关电路102和控制器103可以集成在图3所示的U301中，通过U301实现在USB座101的数据引脚有数据传输时，USB座101的接地引脚通过一个或多个电容接地，实现针对线缆屏蔽层的等效接地，最大化的衰减USB频率及倍频信号，减小或消除对RE测试的影响。
如图3所示，为本申请实施例提供的又一种USB座运行电路示意图，该USB座运行电路可以包括USB101、电容阵列104和U301，其中，USB101和电容阵列104与图2中所示的USB101和电容阵列104的功能相同，不再赘述。U301可以包括射频(radio frequency，RF)引脚RF1和RF2、CTL引脚、使能(EN)引脚、无用(NC)引脚、电源(VDD)引脚、多个接地引脚(GND1和GND2)等。
其中，RF1相当于图2中开关电路102的触点2，RF1可以与USB座101的接地引脚连接，RF2相当于图2中开关电路101的触点1，RF1和RF2之间可以在CTL引脚的控制下相互连通或断开，
CTL引脚相当于图2中的控制器103，用于在检测到USB座101的数据引脚上有数据传输时，连通RF1和RF2，在检测到USB座101的数据引脚上无数据传输时，断开RF1和RF2的连接。
其中，使能(EN)引脚、无用(NC)引脚、电源(VDD)引脚、多个接地引脚(GND1和GND2)的功能可参照现有技术中所述，不再赘述。
如此，当用户将USB数据线插入USB座的USB接口，通过USB座的数据引脚传输数据时，U301的CTL引脚连通RF1和RF2，USB座的接地引脚通过电容接地。由于电容具有通交流阻直流的物理特性，可以将USB接口数据传输时产生的倍频信号通过接地电容传输到地，实现针对线缆屏蔽层的等效接地，最大化的衰减USB频率及倍频信号，减小或消除对RE测试的影响。当USB接口上没有数据传输时，U301的CTL引脚断开RF1和RF2间的连接，使接地电容未接入到传输链路中，USB座的外壳对地相当于开路，对天线来说等效高阻状态，不会影响天线性能。
图4示出了一种终端的框图，如图4所示，该终端可以包括USB座运行电路100，该USB座运行电路100可以为图2或图3所示的USB座运行电路，与图2或图3所示的USB座运行电路具有相同的功能，不再赘述。
需要说明的是，图4中示出的设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。尽管未示出，终端设备还可以包括显示器、电池、摄像头、蓝牙模块、全球定位系统(global positioning system，GPS)等模块，在此不再赘述。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种通用串行总线USB座运行电路，其特征在于，所述USB座运行电路包括：USB座、电路控制器和电容阵列，USB座包括一个或多个接地引脚，所述电路控制器包括第一射频引脚、第二射频引脚和控制引脚，电容阵列包括多个接地电容；
所述第一射频引脚与所述USB座包括的第一接地引脚连接，所述第二射频引脚与所述电容阵列连接；
所述电路控制器用于在所述USB座上有数据传输时，通过所述控制引脚控制所述第二射频引脚与所述第一射频引脚连通；在所述USB座上无数据传输时，通过所述控制引脚控制所述第二射频引脚与所述第一射频引脚断开；
所述USB座运行电路还包括第二LC电路，所述第二LC电路由电感和电容组成，所述USB座还包括数据引脚；
所述第二LC电路的一端与所述USB座的数据引脚连接，所述第二LC电路的另一端接地；
所述USB座运行电路还包括第三LC电路，所述第三LC电路由电感和电容组成；
所述第三LC电路的一端与所述USB座的数据引脚连接，所述第三LC电路的另一端接地；
所述USB座运行电路还包括第一LC电路，所述第一LC电路由电感和电容组成；
所述第一LC电路的一端与所述USB座的第二接地引脚连接，所述第一LC电路的另一端接地。
2.一种终端，其特征在于，所述终端包括：如权利要求1所述的通用串行总线USB座运行电路。
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