CN112684866B - 一种改善扩展口防护性能的硬件及结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善扩展口防护性能的硬件及结构，包括主板端和配件端，所述主板端的扩展口通过24pin连接器连接主板端内部信号，所述主板端的电源VBAT及VBUS预留开关电路，所述主板端的扩展口通过内部开关接地或者悬空，所述主板端上设置有霍尔器件用于扩展配件的识别，所述主板端采用若干层扩展FPC。本发明，通过主板端及配件端进行改良的硬件及结构设计方案，可有效加强外露扩展口防护性能。在主板端，除了在外露接口信号上增加必要的ESD防护器件外，首先增加了切换开关、霍尔器件等进行信号及扩展配件的识别，在没有外部配件的情况下，关闭所有可以关闭的外露接口电源，同时将一些易受干扰信号通过开关切换的方式，与主板信号阻断或者接地。

Description

一种改善扩展口防护性能的硬件及结构
技术领域
本发明涉及扩展口技术领域，具体为一种改善扩展口防护性能的硬件及结构。
背景技术
传统的消费类终端，外部接口基本只有USB跟耳机口两种，此二种接口在硬件及结构防护上均有成熟方案，可有效保护接口免受外部静电及射频干扰。
然而在行业终端，通常需要预留更多的外部接口，比如USB、耳机、旋钮开关、外部扩展口等，其中外部扩展口一般使用航插或者pogo-pi n的结构形式进行外部配件的扩展，使用航插方案时，做好相应接地措施以及硬件ESD或者EMS方案设计即可有效做好静电或者射频抗干扰防护。但是在大多数手持终端上受限于结构空间设计及丰富的配件扩展功能，更多时候需要将一些扩展功能通过外露金属pad，配件使用pogo-pin与整机连接的方式设计，此时整机外露接口就显得尤为脆弱，在人体接触、外部静电或者外部射频信号干扰的情况下，USB、串口、IIC等通讯接口会受到干扰，极易损坏主板或者影响配件正常工作，所以其对应的EMI/EMS防护设计方案就显得更为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善扩展口防护性能的硬件及结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改善扩展口防护性能的硬件及结构，包括主板端和配件端，所述主板端的扩展口通过24pin连接器连接主板端内部信号，各路信号上增加ESD防护器件，所述主板端的电源VBAT及VBUS预留开关电路，所述主板端的扩展口通过内部开关接地或者悬空，所述主板端上设置有霍尔器件用于扩展配件的识别，所述主板端采用若干层扩展FPC，所述扩展FPC上的信号线上下左右包地，所述扩展FPC预留接地露铜并接到整机金属框，所述霍尔器件包括24pin B2B连接器、铜螺母、接地耳朵，所述霍尔器件通过接地耳朵扣接到主板后，所述扩展口通过螺丝柱与主板端及扩展口内部小板接地。
优选的，所述扩展口包括串口、IIC、USB信号接口。
优选的，所述霍尔器件采用DIODES的AH1883，所述霍尔器件使用1.8V LDO供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，通过主板端及配件端进行改良的硬件及结构设计方案，可有效加强外露扩展口防护性能。在主板端，除了在外露接口信号上增加必要的ESD防护器件外，首先增加了切换开关、霍尔器件等进行信号及扩展配件的识别，在没有外部配件的情况下，关闭所有可以关闭的外露接口电源，同时将一些易受干扰信号通过开关切换的方式，与主板信号阻断或者接地。再者，增加扩展FPC层数，将重要信号走在内层，同时做好上下左右包地，扩展FPC预留接地露铜，接到整机金属框。最后，在扩展配件预留磁铁、与主板接地点，配件小板房置不同接地电阻的方式，在检测到不同配件的情况下，软件控制打开对应需要的接口，其他接口仍做阻断或者接地处理。
附图说明
图1是主板扩展口电路设计图。
图2是霍尔器件电路设计图。
图3是扩展FPC设计图。
图4扩展FPC组装示意图。
图5是终端整机扩展口外观面示意图。
图6是扩展配件与手持终端组装效果图。
图中：1、扩展FPC；2、接地露铜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种改善扩展口防护性能的硬件及结构，主要包括主板设计、扩展FPC设计、结构接地设计及扩展口硬件与结构设计，主板扩展口原理图如图1所示，通过24pin连接器连接主板端内部信号，同时各路信号预留ESD器件，电源VBAT及VBUS等在主板端设计时预留开关电路，串口、IIC、USB信号接口等通过内部开关接地或者悬空设计；
霍尔器件设计如图2所示，使用的是DIODES的AH1883，使用1.8V LDO供电，当器件外部磁场强度发生变化时(磁场强度≥37Guass)，霍尔器件输出低电平信号给到AP侧，AP测通过图1中EXT_USB_ID脚启动ADC检测，通过外接配件通过此管脚配置的不同电阻，使得ADC管脚电平发生变化，主板端检测到对应电平后判断接入的是USB信号接口、串口或者IIC设备，同时软件打开对应的端口配置，将其它端口接地或者悬空配置。
图3为扩展FPC设计图，主要结构为24pin B2B连接器，铜螺母，接地耳朵组成，扣接到主板后，通过图4连接到中框金属壳，进而与主板端接地，提升FPC抗干扰性能。
图4为扩展FPC组装示意图，通过中标识位置接地耳朵连接到中框金属壳，进而与主板端接地，提升扩展FPC1抗干扰性能。
图5为扩展配件外观示意图，扩展口通过螺丝柱与主板及扩展口内部小板接地，提升扩展口抗干扰性能。同时螺丝柱外圈增加磁铁设计，使得插入配件时，主板霍尔器件检测到磁场变化后，启动ADC检测后，将检测结果告知AP侧，AP侧启动对应端口配置，配件开始正常工作。
图6为扩展配件与手持终端组装效果图。
通过主板端及配件端进行改良的硬件及结构设计方案，可有效加强外露扩展口防护性能。在主板端，除了在外露接口信号上增加必要的ESD防护器件为，首先增加了切换开关、霍尔器件等进行信号及扩展配件的识别，在没有外部配件的情况下，关闭所有可以关闭的外露接口电源，同时将一些易受干扰信号通过开关切换的方式，与主板信号阻断或者接地。再者，增加扩展FPC1层数，将重要信号走在内层，同时做好上下左右包地，扩展FPC1预留接地露铜2，接到整机金属框。最后，在扩展配件预留磁铁、与主板端接地点，配件小板房置不同接地电阻的方式，在检测到不同配件的情况下，软件控制打开对应需要的接口，其他接口仍做阻断或者接地处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种改善扩展口防护性能的硬件，包括主板端和配件端，所述主板端的扩展口通过24pin连接器连接主板端内部信号，各路信号上增加ESD防护器件，其特征在于：所述主板端的电源VBAT及VBUS预留开关电路，所述主板端的扩展口通过内部开关接地或者悬空，所述主板端上设置有霍尔器件用于扩展配件的识别，所述主板端采用若干层扩展FPC，所述扩展FPC上的信号线上下左右包地，所述扩展FPC预留接地露铜并接到整机金属框，所述霍尔器件包括24pin B2B连接器、铜螺母、接地耳朵，所述霍尔器件通过接地耳朵扣接到主板后，所述扩展口通过螺丝柱与主板端及扩展口内部小板接地。
2.根据权利要求1所述的一种改善扩展口防护性能的硬件，其特征在于：所述扩展口包括串口、IIC、USB信号接口。
3.根据权利要求1所述的一种改善扩展口防护性能的硬件，其特征在于：所述霍尔器件采用DIODES的AH1883，所述霍尔器件使用1.8V LDO供电。
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