CN112667542A - 一种具有多功能的转接装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种具有多功能的转接装置，包括板主体；所述板主体上包括充电模块组、USB‑C#1上行模块、USB音频编解码芯片和USB扩展芯片，所述充电模块组与所述USB‑C#1上行模块连接，所述USB‑C#1上行模块与外部终端连接；所述USB音频编解码芯片与USB扩展芯片连接，所述USB音频编解码芯片用于将USB数字音频信号编码输送至USB扩展芯片和将USB扩展芯片输送的USB数字音频信号解码输送；所述USB扩展芯片与所述USB‑C#1上行模块、下行接口模块连接，所述USB扩展芯片用于处理USB数字音频信号，所述USB扩展芯片还用于接收下行接口模块的信号或者发送信号至下行接口模块。本发明的转接板解决了单USB‑C接口的外部终端可使用USB‑C实现充电、音频输送，也能使用下行接口模块输入设备的转接问题。

Description

一种具有多功能的转接装置

技术领域

本发明涉及通讯设备配件领域，具体涉及一种具有多功能的转接装置。

背景技术

随着在线教育的蓬勃发展，越来越多人需要通过个人电脑或移动智能终端来进行在线学习。其中移动智能终端中的手机/平板电脑，因为其相对于个人电脑有更好的便携性和用户量，成为在线学习者的首选；市面上也推出了众多学生专用的平板电脑。目前市面上很多的手机/平板电脑都取消了3.5mm的音频接口，只保留一个USB-C接口作为设备与外界连接的唯一的物理接口。

但是，用户在使用手机/平板电脑进行在线学习时，需要使用USB-C接口聆听教学者声音和语音互动，有时还需要使用该USB-C接口给设备充电，同时还希望使用该USB-C接口接入键盘/鼠标进行高效教学互动。但是因为该设备只有一个USB-C接口，导致用户无法同时实现以上功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有多功能的转接装置。该转接板解决了单USB-C接口的外部终端可使用USB-C实现充电、音频输送，也能使用下行接口模块输入设备的转接问题。

本发明所要解决的上述问题通过以下技术方案以实现：

一种具有多功能的转接装置，包括板主体；所述板主体上包括充电模块组、USB-C#1上行模块、USB音频编解码芯片和USB扩展芯片，所述充电模块组与所述USB-C#1上行模块连接，所述USB-C#1上行模块与外部终端连接；所述USB音频编解码芯片与所述USB扩展芯片连接，所述USB音频编解码芯片用于将USB数字音频信号编码输送至所述USB扩展芯片和将所述USB扩展芯片输送的USB数字音频信号解码输送；所述USB扩展芯片与所述USB-C#1上行模块、下行接口模块连接，所述USB扩展芯片用于接收或者输送USB数字音频信号，所述USB扩展芯片还用于接收下行接口模块的信号或者发送信号至下行接口模块。

其中，所述转接装置在本申请中选用转接板。当然，其他类型的转接装置也可以，在这里就不做具体限定。

优选的，所述充电模块组包括USB-C充电模块#2和充电控制芯片，所述USB-C充电模块#2和充电控制芯片均连接在所述板主体上，所述USB-C充电模块#2与所述充电控制芯片连接，所述充电控制芯片与所述USB-C#1上行模块连接，所述充电控制芯片用于对外部终端进行充电。

优选的，所述充电控制芯片选用PD充电协议控制芯片。

优选的，所述板主体上还包括辅助电源模块，所述辅助电源模块用于从所述USB-C#1上行模块或USB-C充电模块#2进行取电，所述辅助电源模块还用于对USB音频编解码芯片和USB扩展芯片进行供电。

优选的，所述板主体上还包括耳机音频模块，所述耳机音频模块与所述USB音频编解码芯片连接，所述耳机音频模块用于接收或者输送USB音频编解码芯片的音频信号。

优选的，所述下行接口模块包括第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块均与所述USB扩展芯片连接，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块还与外部装置连接。

优选的，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块均通过USB2.0信号线与所述USB扩展芯片连接。

优选的，所述耳机音频模块、第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块其中可任意一个或者任意两个或者同时三个输送或者接收信号。

优选的，所述充电模块组、下行接口模块和USB音频编解码芯片其中可任意一个或者任意两个或者同时三个进行运行。

有益效果：采用本发明所述的结构后，通过USB数字音频编解码芯片将外部的音频信号编码成USB数字音频信号发送给USB扩展芯片，再由USB扩展芯片转发给到USB-C#1上行模块，然后由USB-C#1上行模块输送至外部终端设备；或者USB数字音频编解码芯片也可以将从USB扩展芯片解码传输过来的USB数字音频信号解码成模拟音频输送至外部设备；通过充电模块组按照协商好的模式通过USB-C#1上行模块给外部终端进行充电；同时下行接口模块的操作信号经过USB扩展芯片、USB-C#1上行模块对外部终端进行便捷操作；进而实现用户在使用单USB-C接口外部终端进行在线学习时，可以通过转接板上的USB-C充电接口给外部终端充电，可以通过转接板上的USB音频编解码芯片进行听课和语音交互，也可以通过转接板上的下行接口模块扩展连接其他部件，如键盘和鼠标等输入设备进行更便捷高效的教学互动；三种运行可以同时进行也可以随机进行一种或者两个，极大提升外部终端在在线学习这种使用场景中的便利性；除此，还具有良好的适配性和成本控制；该转接板能够支持Android系统，也能支持iOS系统和Windows系统；选用USB扩展芯片，其只负责对USB总线信号进行扩展，无过多额外的功能浪费；并且体积轻巧，便于携带。

附图说明

图1是本发明所述的一种具有多功能的转接装置的功能模块示意图。

图2是本发明所述的一种具有多功能的转接装置的硬件构成示意图。

图1-2中：10、板主体；101、USB-C充电模块#2；102、充电控制芯片；103、USB扩展芯片；104、USB音频编解码芯片；105、耳机音频模块；106、第一USB-A#1下行模块；107、第二USB-A#2下行模块；108、辅助电源模块；109、USB-C#1上行模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。

如图1-2所示，一种具有多功能的转接装置，包括板主体10；所述板主体10上包括充电模块组、USB-C#1上行模块109、USB音频编解码芯片104和USB扩展芯片103，所述充电模块组与所述USB-C#1上行模块109连接，所述USB-C#1上行模块109与外部终端连接；所述USB音频编解码芯片104与所述USB扩展芯片103连接，所述USB音频编解码芯片104用于将USB数字音频信号编码输送至所述USB扩展芯片103和将所述USB扩展芯片103输送的USB数字音频信号解码输送；所述USB扩展芯片103与所述USB-C#1上行模块109、下行接口模块连接，所述USB扩展芯片103用于接收或者输送USB数字音频信号，所述USB扩展芯片103还用于接收下行接口模块的信号或者发送信号至下行接口模块。

其中，外部终端可以以各种形式来实施。例如，本申请中描述的外部终端可以包括诸如移动电话、智能手机、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。本文，假设外部终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

通过USB数字音频编解码芯片将外部的音频信号编码成USB数字音频信号发送给USB扩展芯片，再由USB扩展芯片转发给到USB-C#1上行模块，然后由USB-C#1上行模块输送至外部终端设备；通过充电模块组按照协商好的模式通过USB-C#1上行模块给外部终端进行充电；同时下行接口模块的操作信号经过USB扩展芯片、USB-C#1上行模块对外部终端进行便捷操作；进而实现用户在使用单USB-C接口外部终端进行在线学习时，可以通过转接板上的USB-C充电接口给外部终端充电，可以通过转接板上的USB音频编解码芯片进行听课和语音交互，也可以通过转接板上的下行接口模块扩展连接其他部件，如键盘和鼠标等输入设备进行更便捷高效的教学互动；三种运行可以同时进行也可以随机进行一种或者两个，极大提升外部终端在在线学习这种使用场景中的便利性。

具体地，所述充电模块组包括USB-C充电模块#2101和充电控制芯片102，所述USB-C充电模块#2101和充电控制芯片102均连接在所述板主体10上，所述USB-C充电模块#2101与所述充电控制芯片102连接，所述充电控制芯片102与所述USB-C#1上行模块连接，所述充电控制芯片102用于对外部终端进行充电。

其中，所述USB-C充电模块#2101为USB-C充电接口。

PD充电协议控制芯片负责与连接到USB-C#1的外部终端和连接到USB-C#2上的充电器进行协商；协商完成后，充电器按照协商好的模式通过USB-C#1给外部终端充电。

其中，所述充电控制芯片102选用双口PD(Power Delivery)充电协议控制芯片；充电控制电路包含PD控制器、第一控制管、第一MOS芯片和第二MOS芯片；PD控制器的第二管脚控制第一控制管，第一控制管控制第一MOS芯片和第二MOS芯片，第一MOS芯片和第二MOS芯片连接USB-C充电VBUS和USB-C#1上行模块VBUS；充电控制芯片102与USB C#1上行模块的配置通道CC引脚连接，用于传输充电配置信息；充电控制芯片102与USB-C充电模块#2的CC1_1和CC1_2引脚相连，用于传输充电配置信息。具体的，充电控制电路采用PD控制器，其中PD控制器的型号可以采用LDR6023,它可以在PD适配器和外部终端之间接受接收转发充电配置信息，并按外部终端的充电要求让PD适配器输出合适的充电电压，并控制充电控制电路将电压电流传输给外部终端，从而实现PD充电协议的快速充电；当然，所述PD控制器的型号也可以选用其它工作原理相同且功能相同或相似的控制器型号，进而实现不同等级的充电速度；在这里就不做进一步地限制。

具体地，所述USB扩展芯片103包括USB2.0控制芯片，本实施例的所述USB2.0控制芯片为FE8.1芯片，在其他实施例中可采用GL850G芯片等其他USB2.0控制芯片，在此不再赘述。

具体地，所述板主体10上还包括辅助电源模块108，所述辅助电源模块108用于从所述USB-C#1上行模块109或USB-C充电模块#2101进行取电，所述辅助电源模块108还用于对USB音频编解码芯片104和USB扩展芯片103进行供电。

其中，当USB-C#2充电接口不接充电器时，辅助电源从USB-C#1上行接口取电；当USB-C#2充电接口接入充电器时，辅助电源切换到从USB-C#2充电接口取电。

具体地，所述板主体10上还包括耳机音频模块105，所述耳机音频模块105与所述USB音频编解码芯片104连接，所述耳机音频模块105用于接收或者输送USB音频编解码芯片104的音频信号；所述耳机音频模块105又称耳机音频接口模块；通过外部终端将信号经过USB-C#1上行模块109输送至USB数字音频编解码芯片，然后将其USB数字音频信号解码成左右声道立体声音频给到耳机音频模块；或者USB音频编解码芯片接收到耳机音频模块输送进来的麦克风信号，将其编码成USB数字音频信号发送给USB扩展芯片，由USB扩展芯片转发给到连接USB-C#1的外部终端。

具体地，所述下行接口模块包括第一USB-A#1下行模块106和第二USB-A#2下行模块107，所述第一USB-A#1下行模块106和第二USB-A#2下行模块107均与所述USB扩展芯片103连接，所述第一USB-A#1下行模块106和第二USB-A#2下行模块107还与外部装置连接；

其中，所述USB-A#1下行模块又称USB-A#1下行接口；外部装置可以以各种形式来实施。例如，本申请中描述的外部装置可以包括诸如鼠标、键盘、遥控器等等操作装置。本文，假设外部终端是鼠标、键盘；当然，所述USB-A下行模块的数目可以选取一个或者多个，具体数量可根据实际情况进行设置，在此就不做限定。

具体地，所述第一USB-A#1下行模块106和第二USB-A#2下行模块107均通过USB2.0信号线与所述USB扩展芯片103连接，提高信号传输速度和工作效率。

具体地，所述耳机音频模块105、第一USB-A#1下行模块106和第二USB-A#2下行模块107其中可任意一个或者任意两个或者同时三个输送或者接收信号；通过各个模块的各自运行可以提高转接板的运行的多样性。

具体地，所述充电模块组、下行接口模块和USB音频编解码芯片其中可任意一个或者任意两个或者同时三个进行运行；通过各个模块的各自运行可以提高转接板的运行的多样性。

本应用主要存在以下优点：

1、快速充电。PD充电协议控制芯片，使得充电的USB-C#2充电接口支持USB-PD快速充电功能。

2、良好的扩展性。可满足快速充电，耳机音频和USB输入设备的同时工作。

3、良好的适配性。本应用除了能够支持Android系统，也能支持iOS系统和Windows系统。

4、良好的成本控制。选用USB扩展芯片，只负责对USB总线信号进行扩展，无过多额外的功能浪费。

5、体积轻巧，便于携带。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系以及术语“第一”、“第二”，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种具有多功能的转接装置，其特征在于，包括板主体；所述板主体上包括充电模块组、USB-C#1上行模块、USB音频编解码芯片和USB扩展芯片，所述充电模块组与所述USB-C#1上行模块连接，所述USB-C#1上行模块与外部终端连接；所述USB音频编解码芯片与所述USB扩展芯片连接，所述USB音频编解码芯片用于将USB数字音频信号编码输送至所述USB扩展芯片和将所述USB扩展芯片输送的USB数字音频信号解码输送；所述USB扩展芯片与所述USB-C#1上行模块、下行接口模块连接，所述USB扩展芯片用于接收或者输送USB数字音频信号，所述USB扩展芯片还用于接收下行接口模块的信号或者发送信号至下行接口模块。

2.根据权利要求1所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述充电模块组包括USB-C充电模块#2和充电控制芯片，所述USB-C充电模块#2和充电控制芯片均连接在所述板主体上，所述USB-C充电模块#2与所述充电控制芯片连接，所述充电控制芯片与所述USB-C#1上行模块连接，所述充电控制芯片用于对外部终端进行充电。

3.根据权利要求2所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述充电控制芯片选用PD充电协议控制芯片。

4.根据权利要求1所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述板主体上还包括辅助电源模块，所述辅助电源模块用于从所述USB-C#1上行模块或USB-C充电模块#2进行取电，所述辅助电源模块还用于对USB音频编解码芯片和USB扩展芯片进行供电。

5.根据权利要求1所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述板主体上还包括耳机音频模块，所述耳机音频模块与所述USB音频编解码芯片连接，所述耳机音频模块用于接收或者输送USB音频编解码芯片的音频信号。

6.根据权利要求1所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述下行接口模块包括第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块均与所述USB扩展芯片连接，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块还与外部装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块均通过USB2.0信号线与所述USB扩展芯片连接。

8.根据权利要求5-6任一项所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述耳机音频模块、第一USB-A#1下行模块和第二USB-A#2下行模块其中可任意一个或者任意两个或者同时三个输送或者接收信号。

9.根据权利要求1所述的一种具有多功能的转接装置，其特征在于，所述充电模块组、下行接口模块和USB音频编解码芯片其中可任意一个或者任意两个或者同时三个进行运行。

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