CN1726623A - 组合音频/充电插孔 - Google Patents

Abstract

包括有至少一个触点构造成用于电源和数据两者连接的多功能个人电子装置。在示例性实施例中，基于行业标准音频或筒状插孔的插孔与标准音频或筒状插头兼容。共享电源和数据触点消除了个人电子装置(例如移动电话)需有分离的连接件和/或用于不同类型外围装置的常规连接件。

Description

组合音频/充电插孔

技术领域

本发明涉及用于个人电子装置的连接件，更具体地说涉及在单一的连接件中组合电源和数据连接的多功能连接件。

背景技术

个人电子装置(例如移动电话、便携式数字助理(PDA)、MP3播放器等)的流行部分地归因于它们的小尺寸和轻便。过去十年电子装置的尺寸尽管显著减小，消费者仍然要求越来越小的电子装置。为满足这种要求，每年制造商花费相当多的资源探索减小他们的电子装置的尺寸的途径。

连接件对个人电子装置的总体尺寸贡献很大。因此，尺寸减小的努力常常集中在减小连接件的尺寸和/或数量。例如，“系统”连接件可用于减小个人电子装置尺寸。系统连接件将各种各样连接件的功能合并为单个的多脚连接件。

然而，系统连接件有缺点。例如，对各制造商和/或样式，系统连接件通常是专用的。结果，制造和维修系统连接件常常花费更多，且使电子装置外围设备的相互连接变复杂。通常，与特定型式的系统连接件兼容的唯一的外围设备是由电子装置制造商提供的那些外围设备。

因为系统连接件的限制，个人电子装置代表性地包括用于通用外围设备(例如音频和充电外围设备)的另外的行业标准插孔。通用音频和充电外围设备使用行业标准音频和筒状插头，其与行业标准音频和筒状插孔分别是兼容的。结果，个人电子装置用户可与他们的电子装置一起使用多种通用外围设备，例如头戴耳机、免提适配器、电池充电器等。然而，在个人电子装置中各插孔需要很大的空间。例如，包括一个音频插孔(用于音频外围设备)和一个筒状插孔(用于充电外围设备)可使移动电话的尺寸增加7％以上。因而，提供带有行业标准的音频和充电插孔的个人电子装置确保与宽范围的外围设备兼容，但不期望增加个人电子装置的尺寸。

发明内容

本发明包括在包含至少一个共享功能触点的单一标准连接件中，用于组合音频或其他数据与电源的方法和设备。在示例性的实施例中，个人电子装置，例如移动电话，包括带有用于电源和数据功能两者的至少一个共享触点的共享功能的插孔。本领域的那些技术人员将会明白，本发明还可用于其他个人电子装置，例如计算机、个人数据助理、MP3播放器等。优选的是，共享功能插孔是行业标准的形式因素，例如在个人电子装置中普通地使用的标准化的音频或筒状插孔中的一个。如于此使用的，术语“数据”应该理解为包括数字数据和模拟数据两者，包括音频信号、视频信号等。

在示例性的应用中，共享功能插孔包括至少两个触点，构造这些触点中的至少一个既用于数据又用于电源功能。以这种配置，第一触点用作地触点，且第二触点用作数据电路和电源电路的共享功能触点，其两者都包括在个人电子装置中。

共享功能触点可直接地或间接地耦合到电源和数据电路。例如，在第一示例性实施例中，电源和数据电路直接耦合到在共享功能插孔上的一个或多个共享触点。以这种配置，dc阻塞可用于阻塞来自数据电路的dc电源信号。另外，当允许给连接件的共享触点施加电源和数据信号时，可以使用滤波器阻止数据信号(例如交流(ac)信号)干扰电源电路。如于此使用的，术语“ac”意味着随时间变化的信号，且包括音频、视频等。

在第二示例性实施例中，开关可交替地连接共享触点到数据电路或电源电路。例如，一检测到ac数据信号开关可连接共享触点到数据电路，或者一检测到dc电源信号开关就可连接共享触点到电源电路。或者，一检测到特殊的连接件构造，开关就可连接共享触点到电源或数据电路。

按照本发明，为了与包括在个人电子装置中的共享功能插孔一起使用，外围装置(例如头戴耳机、充电器等)全部可用同样的标准插头，例如音频插头或筒状插头。本领域的这些技术人员将明白，本发明还可与其他标准连接件一起实现。

附图说明

图1说明带有音频和充电的外围设备的常规移动电话。

图2a说明常规的3触点音频插头。

图2b说明用于3触点音频插头与3触点音频插孔的常规的相互连接。

图3a说明常规的2触点筒状插头。

图3b说明用于2触点筒状插头与2触点筒状插孔的常规的相互连接。

图4a说明常规的3触点筒状插头。

图4b说明用于3触点筒状插头与2触点筒状插孔的常规的相互连接。

图5说明音频电路与音频插孔和电源电路与筒状插孔之间的常规的相互连接。

图6说明3触点插孔与电源和数据电路之间的示例性的相互连接。

图7a说明3触点插孔与电源和数据电路之间的包括控制和开关电路的另一个示例性的相互连接。

图7b说明4触点插孔与电源和数据电路之间的包括控制和开关电路的示例性的相互连接。

图8a说明示例性控制电路。

图8b说明图7a中的控制电路的示例性检测电路。

图9a说明3触点插孔与电源和数据电路之间的包括控制和开关电路的另一个示例性的相互连接。

图9b说明另一个示例性检测电路。

图10a说明3触点筒状插头与3触点筒状插孔之间的示例性的相互连接。

图10b说明3触点音频插头与3触点音频插孔之间的示例性的相互连接。

图11说明4触点音频插头与4触点音频插孔之间的示例性的相互连接。

图12说明包括音频插孔用音频插头连接到音频和充电外围设备的示例性移动电话。

图13说明包括筒状插孔用筒状插头连接到音频和充电外围设备的示例性移动电话。

具体实施方式

下面描述示例性的组合的电源和数据插孔，它例如提供在移动电话或其他个人电子装置中的组合的电源和数据连接。如上面讨论的，多连接件影响个人电子装置的尺寸和成本。通过减少电子装置中连接件插孔的数量，本发明的组合电源和数据插孔可减少电子装置的尺寸和成本。而且，当共享功能插孔是标准化的插孔时，例如行业标准的音频或筒状插孔，电子装置将与宽范围的标准外围装置兼容。

参考附图，图1说明常规的移动电话10，示有常规的头戴耳机50和充电器70。头戴耳机50包括喇叭52和麦克风54。头戴耳机50的电绳在音频插头60终止，音频插头60插入移动电话10的相应的音频插孔12中。充电器70包括带有插头74的ac/dc适配器72，插头74插入常规的墙壁插座中。充电器70的电绳在筒状插头80终止，筒状插头80插入移动电话10的相应的筒状插孔18中。虽然说明的充电器70是“墙壁”型充电器，本领域的技术人员将会明白，充电器70还可以是任何其他已知结构，例如dc/dc自动适配器。如上面注意到的，分离的标准化插孔12、18的使用不期望增加移动电话的尺寸和成本。

图2A和2B更详细地说明音频插头60和音频插孔12。音频插头60是有三个段的标准三触点音频插头：筒62、环64和端66。对常规的头戴耳机50，端66电连接麦克风54，环64电连接喇叭52，且筒62电连接外围的地55。音频插孔12包括相应的触点14a、14b和16。当音频插头60插入音频插孔12时，端66连接到插孔12的音频触点14b，环64连接到触点14a，且筒62连接到地触点16。

图3A和3B说明筒状插头80和筒状插孔18。筒状插头80包括代表性地连接到充电器70中的电源电路的外部触点82和内部触点84。筒状插孔18包括相应的触点20和22。当2触点筒状插头80插入到2触点筒状插孔18中时，外部触点80连接到地触点22，且内部触点84连接到电源触点20。

或者，如图4A和4B所示，充电外围设备70可使用3触点筒状插头80。3触点筒状插头80包括另外的脚触点86，在插头的筒内典型地中心共轴。除与2触点筒状连接件做的连接之外，脚86连接到弹性触点24或与弹性触点24紧密配合。脚触点86可用作例如控制脚，用于向移动电话10指示充电器70插入移动电话10中。例如，在插孔18中没有插入东西时，弹性触点24可以作为闭环电路。当筒状插头80插入筒状插孔18时，脚86分离弹性触点24的单元。如果脚86是导电的，脚86有效地维持闭环电路。或者，如果脚86是非导电的，弹性触点24是有效地开环电路。移动电话10内的电路可检测弹性触点24的状态以确定电源外围设备插入到插孔18中。

图5说明用于移动电话10或其他个人电子装置的常规的电路。电路包括电源电路30、音频电路40、筒状插孔18和音频插孔12。如图5所示，音频插孔12和音频电路40之间的相互连接不依赖于筒状插孔18和电源电路30之间的相互连接。在本领域中，充分地理解其他常规的移动电话部件和相互连接，对在这里公开的本发明的理解不是决定性的。因此，为了简单，这些部件和相互连接没有显示。

本发明减少了改进的个人电子装置使用的连接件的数量，例如通过提供用于数据和电源两者的单个插孔的移动电话100。在本实施例中，“数据电路”40意味着在移动电话内涉及传输和/或接收数据的电路。这种电路可包括通信电路、音频电路、视频电路等，负责传输和/或接收通信信号、音频信号、视频信号等。同样在本实施例中，电源电路30包括电源管理电路，例如电池充电电路。

图6说明按照本发明的示例性电路，包括电源电路30、数据电路40和共享功能插孔130。电路可包括移动电话100或其他个人电子装置的一部分。插孔130可适合接收如图2A和2B所示的常规的音频插头60，或如图4A和4B所示的筒状插头80。插孔130包括共享电源/数据触点132、地触点134和数据触点136。地触点134与数据和电源地34和36连接。共享电源/音频触点132连接到电源电路30的电源连接32和数据电路40的第一数据连接42。第二数据触点136连接到数据电路40的第二数据连接44。

插孔130适合接收来自数据外围设备(例如头戴耳机)和电源外围设备例如充电器两者的插头。当电源外围设备(例如充电器或其他电源适配器)插入插孔130中时，电容器48阻止dc电源到达数据电路40。如果必要，电源电路30可包括滤波器(没有显示)防止在共享电源/音频触点132出现的任何交流(ac)信号干扰电源电路30。

图7A说明按照本发明的另一个示例性电路，包括控制电路120和选择电路110。在某些实施例中，控制电路120可合并选择电路110。基于检测在插孔130中的一个或多个触点的信号状态，控制电路120控制选择电路110。因而，依据插入到插孔130的外围设备(例如头戴耳机、电池充电器、电源适配器等)的类型，控制电路120可配置选择电路110。更具体地说，在一个实施例中，控制电路120在共享电源/音频触点132检测ac和dc信号，并产生控制信号以控制选择电路110。在另一个示例性实施例中，在一个或多个触点，控制电路120可检测短路或开路。

选择电路110包括选择开关112，选择开关112交替连接共享电源/音频触点132和地触点130到电源电路30或数据电路40的任一个。选择开关112可以是电的、机械的、光电的或任何其他开关单元。在第一配置中，选择开关112连接共享的电源/音频触点132到电源电路30的电源连接32，且连接地触点134到电源地34。在第二配置中，选择开关112连接共享的电源/音频触点132到数据电路40第一音频连接42，且连接地触点134到音频地46。

图7B说明使用4触点插孔的按照本发明的另一个示例性实施例。四触点插孔基本上与带有第三数据或控制触点142的图7A的三触点插孔相同。在一个实施例中，第三音频触点142连接到数据电路40的第三音频输入端48。提供额外的音频触点142既容许音频输入(例如麦克风)也容许立体声输入。

图8A和8B更详细地说明示例性控制电路120。控制电路120包括检测电路122和控制逻辑电路126。检测电路122探测共享电源/音频触点132上的信号类型和/或电平。在一个示例性实施例中，检测电路122包括第一输入端连接到电压基准和第二输入端连接到共享电源/音频触点132的比较电路。比较电路输出端连接到检测电路122的输出端。如果在共享电源/音频触点132上出现dc信号，检测电路122的输出124是低信号。或者，如果在共享电源/音频触点132上出现ac信号，检测电路122的输出124是高信号。检测电路122的输出124施加到控制逻辑电路126，控制逻辑电路126产生用于选择电路110响应检测电路122的输出124的控制信号。当然，在图8B中说明的检测电路仅仅是信号检测的一个方法，并且只是显示在这用于说明。还可使用在本领域中已知的各种其他检测电路。

如图9A和9B所说明的，按照本发明的另一个实施例，连接件配置可向控制电路120指示信号类型。例如，插孔130可包括带有弹性触点136的筒状插孔，当脚86电分离弹性触点136的单元时，弹性触点136形成开环电路。开环电路可指示例如充电器70或dc适配器插入移动电话100中。或者，当脚86电连接触点136到136’时，弹性触点136可形成闭环电路。闭环电路可指示音频、视频或其他数据外围设备插入移动电话100中。控制电路120然后为选择电路产生控制信号，响应弹性触点电路136和136’的状态。

在某些执行中，使数据地与电源地隔离是有益的。如图7A、7B和9A说明的，选择电路110可选择性地耦合地触点134到电源电路30上的电源地触点34或到数据电路40上的数据地触点46。然而，本领域的这些技术人员将会明白，地触点134既可直接连接到数据电路40又可直接连接到电源电路30。

本发明打算将单个的标准插头既用于音频装置又用于电源装置，因此允许在改进的移动电话100或其他个人电子装置中使用单个的插孔。插头可包括音频插头或筒状插头，或任何其他已知类型的插头。图10A和10B说明可与本发明一起使用的示例性插头。图10A说明包括外部触点82、内部触点84和脚86的示例性3触点筒状连接件。当插入本发明的3触点筒状插孔130时，外部触点82连接到地触点134，内部触点84连接到共享电源/音频触点132，且脚86与弹性触点136紧密配合。本领域的这些技术人员将会明白各种其他配置还可与本发明一起使用。例如，共享电源/音频触点可以是脚86。依据插入到筒状插孔130的外围设备的类型，在筒状插孔130的共享电源/音频触点132上的信号可以是电源信号、数据信号，例如音频信号、或电源和数据信号。当在音频外围设备(例如带有单个喇叭和麦克风的头戴耳机)中使用插头80时，外部触点82可连接到地，内部触点84可连接到喇叭，且脚86可连接到麦克风。如果头戴耳机不包括麦克风，但有两个喇叭，脚86可连接到喇叭中的一个，且内部触点84可连接到另一个喇叭。当与电池充电器或其他电源外围设备一起使用时，插头的外部触点82可连接到地，且内部触点84可连接到电源。

图10B说明包括筒62、环64和端66的示例性3触点音频连接件60。当插入到3触点音频插孔140中时，筒62连接到地触点134，环连接到共享电源/音频触点132，且端66连接到第二音频触点136。此外，依据插入到音频插孔140中的设备的类型，在音频插孔140的共享电源/音频触点132上的信号可以是电源信号、数据信号，例如音频信号、或电源和数据信号。

当在音频外围设备中使用插头60(例如带有单个喇叭和麦克风的头戴耳机)时，筒62可连接到地，环64可连接到喇叭，且脚端66可连接到麦克风。如果头戴耳机不包括麦克风，但有两个喇叭，端66可连接到喇叭中的一个，且环64可连接到另一个喇叭。

当与电池充电器或其他电源外围设备一起使用插头60时，插头60的筒62可连接到地，且环64可连接到电源。端66可不传送任何信号。本领域的这些技术人员将会明白，上述的连接只是说明性的目的。其他实施例可使用在连接件上的任何触点，例如脚，作为共享电源/音频触点。

本领域的这些技术人员将会明白，本发明不限于连接件触点的数量。例如，图11说明示例性的4触点音频插头60，其与带有第二环68的图10B的3触点音频插头基本相同。例如，在带有两个喇叭和麦克风的头戴耳机上，可使用图11的插头60。环68可连接到喇叭中的一个，而环64连接到另一个。如3触点连接件，音频插孔140的共享电源/音频触点132是可操作从第一环64接收电源信号、数据信号，例如音频信号、或电源和数据信号。而且，第二环68连接到第二音频触点142，第二音频触点142可操作接收第二数据信号，例如由第二喇叭产生的音频信号。

按照本发明，若干通用外围设备，例如头戴耳机150和/或充电器152和154，可与移动电话100或其他个人电子装置上的单个插孔兼容。如图12所示，移动电话100可包括标准音频插孔140。或者，如图13说明的，移动电话100可包括与使用标准筒状插头80的多个通用外围装置(例如头戴耳机160和/或充电器162和164)兼容的筒状插孔130。

前述的说明和附图详细描述并说明了本发明的示例性实施例。本领域的技术人员将会明白，本发明不限于标准音频或筒状连接件。本领域的技术人员还将降意识到，发明的连接件可包括多于一个的多功能触点。因此，本发明包含所附的权利要求的意义和等同物的范围内的所有变化和修改。

Claims (31)

1.一种电子装置，包括：

电源电路；

数据电路；以及

用于连接外部的外围设备到所述电源和数据电路的连接件，

所述连接件包括：

用于耦合到所述电源电路和用于耦合到所述数据电路的第一触点；以及

用于耦合到所述电子装置的地的第二触点。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中所述数据电路包括音频电路和视频电路中的至少一个。

3.如权利要求1所述的电子装置，其中所述电源电路包括电池充电电路。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中所述连接件包括可操作接收筒状插头的筒状插孔，构造所述第一触点与所述筒状插头的第一连接连接，且构造所述第二触点与所述筒状插头的第二连接连接。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中所述连接件包括可操作接收音频插头的音频插孔，构造所述第一触点与所述音频插头的第一段连接，且构造所述第二触点与所述音频插头的第二段连接。

6.如权利要求1所述的电子装置，其中所述数据电路经过dc阻塞电路耦合到所述第一触点。

7.如权利要求1所述的电子装置，进一步包括具有选择开关的选择电路，在第一配置中所述选择电路连接所述第一触点到所述电源电路，且在第二配置中所述选择电路连接所述第一触点到所述数据电路。

8.如权利要求7所述的电子装置，其中在所述第一配置中所述选择电路连接所述第二触点到所述电源电路，并且在所述第二配置中连接所述第二触点到所述数据电路。

9.如权利要求7所述的电子装置，进一步包括基于检测所述连接件的一个或多个触点的信号状态来控制所述选择电路的控制电路。

10.如权利要求9所述的电子装置，其中所述连接件进一步包括耦合到所述控制电路的第三触点，且其中所述控制电路在所述第三触点检测所述信号状态。

11.如权利要求9所述的电子装置，其中所述信号状态包括在所述连接件的所述一个或多个触点上电开路或电短路。

12.如权利要求9所述的电子装置，其中所述信号状态包括经过所述连接件连到所述电子装置的外围装置的信号特性。

13.如权利要求12所述的电子装置，其中所述控制电路检测作为dc信号和ac信号中的一个的所述信号特性。

14.如权利要求1所述的电子装置，其中所述连接件进一步包括用于耦合到所述数据电路的第三触点和第四触点中的至少一个。

15.如权利要求1所述的电子装置，其中所述电子装置包括移动通信装置。

16.如权利要求1所述的电子装置，其中所述电子装置包括移动通信装置，且所述数据电路包括音频电路，为了经过所述连接件的音频外围设备到所述移动通信装置的连接，所述音频电路耦合到所述第一触点。

17.一种移动通信装置，包括：

电源电路；

数据电路；以及

用于连接外围设备到所述电源和所述数据电路的连接件，所述连接件包括：

用于耦合到所述电源电路和用于耦合到所述数据电路的第一触点；以及

用于耦合到所述移动通信装置的地的第二触点。

18.如权利要求17所述的移动通信装置，其中所述连接件包括可操作接收筒状插头的筒状插孔，构造所述第一触点与所述筒状插头的第一连接连接，且构造所述第二触点与所述筒状插头的第二连接连接。

19.如权利要求17所述的移动通信装置，其中所述连接件包括可操作接收音频插头的音频插孔，构造所述第一触点与所述音频插头的第一段连接，且构造所述第二触点与所述音频插头的第二段连接。

20.如权利要求17所述的移动通信装置，其中所述数据电路经过dc阻塞电路耦合到所述第一触点。

21.如权利要求17所述的移动通信装置，进一步包括选择电路和控制电路，其中所述控制电路基于检测所述连接件的一个或多个触点的信号状态来产生控制信号，且其中所述选择电路基于所述控制信号来选择地连接所述第一触点到所述电源电路和所述数据电路中的至少一个。

22.如权利要求17所述的移动通信装置，其中所述数据电路包括音频电路，为了经过所述连接件的音频外围设备到所述移动通信装置的连接，所述音频电路耦合到所述第一触点。

23.如权利要求22所述的移动通信装置，其中所述的电源电路包括电源管理电路，为了经过所述连接件的电源外围设备到所述移动通信装置的连接，所述电源管理电路耦合到所述第一触点。

24.如权利要求17所述的移动通信装置，其中所述的数据电路包括音频电路且所述连接件连接音频外围设备到所述音频电路。

25.一种减少打算与电源和数据外围设备两者连接的个人电子装置需要的外部的连接件的数量的方法，所述方法包括：

在所述个人电子装置上提供外部共享功能插孔，所述插孔有至少一个共享触点，且可操作接收来自电源和数据外围设备两者的通用类型的紧密配合的插头；以及

耦合所述插孔的所述至少一个共享触点到所述个人电子装置内的电源和数据电路两者。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述耦合步骤包括经过dc阻塞电路耦合所述共享触点到所述数据电路。

27.如权利要求25所述的方法，其中所述耦合步骤进一步包括：基于检测经过所述插孔连接到所述个人电子装置的外围设备的类型，选择地连接所述插孔的所述至少一个共享触点到所述电源电路或所述数据电路。

28.如权利要求27所述的方法，进一步包括：基于检测经过所述插孔连接到所述个人电子装置的外围设备的类型，选择地耦合所述通用插孔的第二触点到所述电源电路或所述数据电路的地。

29.如权利要求27所述的方法，其中检测连接到所述个人电子装置的外围设备的类型包括检测所述插孔的一个或多个触点的信号状态。

30.如权利要求27所述的方法，其中检测连接到所述个人电子装置的外围设备的类型包括在所述插孔的一个或多个触点检测dc信号和ac信号中的一个。

31.如权利要求27所述的方法，其中检测连接到所述个人电子装置的外围设备的类型包括在所述插孔的一个或多个触点检测电开路或电短路。

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