CN212784077U - 一种基于通用串行总线的usb连接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及连接器技术领域，公开了一种抗干扰性较好且输出信号稳定的基于通用串行总线的USB连接器，包括用于接收所述外部设备输出的数据信号的USB接口电路(100)及用于处理数据信号的CAN驱动电路(100)；接口芯片(U101)的信号输入端与外部设备连接，用于接收数据信号；第一光电耦合器(U2A)的信号输入端耦接于接口芯片(U101)的信号输出端，用于接收数据信号；第二光电耦合器(U2B)的信号输入端耦接于接总线收发器(U201)的信号输出端，用于接收经总线收发器(U201处理后的数据信号，并将数据信号进行隔离后，再传输至接口芯片(U101)。
Description
技术领域
本实用新型涉及连接器技术领域，更具体地说，涉及一种基于通用串行总线的USB连接器。
背景技术
随着消费类电子设备的小型化发展，设置于电子设备的印制电路板(PrintedCircuit Board，PCB)上的通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器与其他模块(例如无线模块)之间的距离越来越小。当无线模块的工作频段处于高频频段时，无线模块会产生较强的电磁辐射，导致USB连接器输出信号的失真度较大。
因此，如何提高USB连接器的抗干扰能力成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无线模块会产生较强的电磁辐射，导致USB连接器输出信号的失真度较大的缺陷，提供一种抗干扰性较好且输出信号稳定的基于通用串行总线的USB连接器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于通用串行总线的USB连接器，具备：
USB接口电路，其配置于USB连接器内，其输入端与外部设备连接，用于接收所述外部设备输出的数据信号；
CAN驱动电路，其信号输入端耦接于所述USB接口电路的信号输出端，用于处理所述数据信号；其中，
所述USB接口电路包括接口芯片，
所述CAN驱动电路包括第一光电耦合器、总线收发器及第二光电耦合器，
所述接口芯片的信号输入端与所述外部设备连接，用于接收所述数据信号；
所述第一光电耦合器的信号输入端耦接于所述接口芯片的信号输出端，用于接收所述数据信号，并对所述数据信号进行隔离处理；
所述总线收发器的信号输入端与所述第一光电耦合器的信号输出端连接；
所述第二光电耦合器的信号输入端耦接于所述接总线收发器的信号输出端，用于接收经所述总线收发器处理后的所述数据信号，并将所述数据信号进行隔离后，再传输至所述接口芯片。
在一些实施方式中，所述USB接口电路还包括第一电阻及第二电阻，
所述第一电阻的一端与所述接口芯片的数据线负信号端连接；
所述第一电阻的另一端与接线端子的一端连接，
所述第二电阻的一端与所述接口芯片的数据线正信号端连接；
所述第二电阻的另一端与所述接线端子的另一端连接。
在一些实施方式中，所述USB接口电路还包括并联连接的第一电容及第二电容，
所述第一电容及所述第二电容的一端分别与所述接口芯片的电源输入端连接；
所述第一电容及所述第二电容的另一端分别与公共端连接。
在一些实施方式中，所述USB接口电路还包括并联连接的第一晶振、第三电容及第四电容，
所述第一晶振及所述第三电容的一端分别与所述接口芯片的正相输入端连接；
所述第一晶振及所述第四电容的一端分别与所述接口芯片的反相输出端连接，
所述第三电容及所述第四电容的另一端分别与公共端连接。
在一些实施方式中，所述CAN驱动电路还包括第五电阻及第八电阻，
所述第五电阻的一端与所述接口芯片的信号输出端连接，
所述第五电阻的另一端与所述第一光电耦合器的一信号输入端连接；
所述第八电阻的一端与所述总线收发器的信号输入端连接，
所述第八电阻的另一端与所述第二光电耦合器的信号输入端连接。
在一些实施方式中，所述CAN驱动电路还包括第六电阻及第七电阻，
所述第六电阻的一端与所述第一光电耦合器的另一信号输入端连接；
所述第七电阻的一端与所述第一光电耦合器的信号输出端连接；
所述第六电阻及所述第七电阻的另一端分别与电源端连接。
在本实用新型所述的基于通用串行总线的USB连接器中，包括用于接收外部设备输出的数据信号的USB接口电路及用于处理数据信号的CAN驱动电路；USB接口电路包括接口芯片，CAN驱动电路包括第一光电耦合器、总线收发器及第二光电耦合器，第一光电耦合器用于接收数据信号，并对数据信号进行隔离处理；第二光电耦合器用于接收经总线收发器处理后的数据信号，并将数据信号进行隔离后，再传输至接口芯片。与现有技术相比，通过设置两个光耦及总线收发器对数据信号进行隔离，可增强CAN总线节点的抗干扰能力，从而解决因无线模块产生较强的电磁干扰而导致USB连接器输出信号的失真度较大的问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型提供的基于通用串行总线的USB连接器一实施例USB接口电路图；
图2是本实用新型提供的基于通用串行总线的USB连接器一实施例CAN驱动电路图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1-图2所示，在本实用新型的基于通用串行总线的USB连接器的第一实施例中，基于通用串行总线的USB连接器包括USB接口电路100及CAN驱动电路200。
其中，USB接口电路100设有接口芯片U101。
USB接口电路100支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式。在本地端，接口芯片U101具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU等控制器的系统总线上。
接口芯片U101提供了串行通信方式，通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机/DSP/MCU等相连接。
CAN驱动电路200设有第一光电耦合器U2A、总线收发器U201及第二光电耦合器U2B。
其中，CAN驱动电路200具有驱动及信号隔离的作用。
CAN驱动电路200通过第一光电耦合器U2A及第二光电耦合器U2B与总线收发器U201相连，可增强CAN总线节点的抗干扰能力，从而实现总线各节点间的电气隔离，进而提高USB连接器的抗干扰能力以及节点的稳定性和安全性。
具体地，接口芯片U101配置于USB连接器内，其输入端与外部设备(电脑、手机或平板等)连接，用于接收外部设备输出的数据信号，然后将该数据信号输出至CAN驱动电路200。
CAN驱动电路200的信号输入端与USB接口电路100的信号输出端连接，其用于接收数据信号，并对数据信号进行处理。
更为具体地，接口芯片U101的信号输入端(对应ANI端)与外部设备的输出端(对应USB-ANI)连接，用于接收数据信号。
即，接口芯片U101读取外部设备的USB接口输出的数据信号，也就是后续数据流的字节数，其中，数据块长度的有效值是0至64，如果长度不为0，则外部设备必须将后续数据从接口芯片U101逐个读取完。
或者，USB端点上传缓冲区写入数据块，首先写入的输入数据是数据块长度，也就是后续数据流的字节数。数据块长度的有效值是0至64，如果长度不为0，则外部设备必须将后续数据逐个写入接口芯片U101。
第一光电耦合器U2A的信号输入端(对应3脚)与接口芯片U101的信号输出端(对应TXD端)连接，其用于接收接口芯片U101输入的数据信号，并对该数据信号进行隔离处理，然后将隔离后的数据信号输出至总线收发器U201。
总线收发器U201具有提供对总线的差动接收和发送的作用。
总线收发器U201的信号输入端(对应RX端)与第一光电耦合器U2A的信号输出端(对应6脚)连接，其用于接收经第一光电耦合器U2A隔离后的数据信号。
第二光电耦合器U2B的信号输入端(对应3脚)耦接于接总线收发器U201的信号输出端(对应TX端)，其用于接收经总线收发器U201处理后的数据信号。
接口芯片U101的信号输入端(对应RXD端)与第二光电耦合器U2B的信号输出端(对应6脚)连接。
输入的数据信号经第一光电耦合器U2A及第二光电耦合器U2B与总线收发器U201进行处理后，实现总线上各节点之间的电气隔离，再将该数据信号传输至接口芯片U101。
使用本技术方案，通过设置两个光耦及总线收发器对数据信号进行隔离，可增强CAN总线节点的抗干扰能力，从而解决因无线模块产生较强的电磁干扰而导致USB连接器输出信号的失真度较大的问题。
在一些实施方式中，为了完善USB连接器的性能，可在USB接口电路100中设置第一电阻R101及第二电阻R102，其中，第一电阻R101及第二电阻R102的阻值可选为1KΩ。
具体地，第一电阻R101的一端与接口芯片U101的数据线负信号端(对应UD--端)连接，第一电阻R101的另一端与接线端子J1的一端(对应3脚)连接。
第二电阻R102的一端与接口芯片U101的数据线正信号端(对应UD+端)连接，第二电阻R102的另一端与接线端子J1的另一端(对应2脚)连接。
在一些实施方式中，为了保证接口芯片U101工作的稳定性，可在USB接口电路100中设置第一电容C101及第二电容C102，其中，第一电容C101与第二电容C102并联连接，其用于滤波。
具体地，第一电容C101及第二电容C102的一端分别与接口芯片U101的电源输入端(对应VCC端)及3.3V电源输出端连接，第一电容容C101及第二电容C102的另一端分别与公共端连接。
即，第一电容C101及第二电容C102将3.3V进行滤波后，然后输入接口芯片U101的电源端，为接口芯片U101工作提供稳定的电压。
在一些实施方式中，为了确保接口芯片U101工作时所需的脉冲时钟，可在USB接口电路100中设置第一晶振X101、第四电阻R104、第三电容C103及第四电容C104。其中，第一晶振X101用于产生脉冲时钟信号，第三电容C103及第四电容C104为振荡电容。
具体地，第一晶振X101与第四电阻R104并联连接，第三电容C103与第四电容C104并联连接，并联连接的第一晶振X101、第四电阻R104与并联连接的第三电容C103、第四电容C104再进行并联连接。
其中，第一晶振X101及第三电容C103的一端分别与接口芯片U101的正相输入端(对应Ⅺ端)连接，第一晶振X101及第四电容C104的一端分别与接口芯片U101的反相输出端(对应XO端)连接。
第三电容C103及第四电容C104的另一端分别与公共端连接。
即，第一晶振X101所产生的脉冲时钟信号输入接口芯片U101，为其工作提供振荡脉冲。
在一些实施方式中，为了提高输入/输出数据信号的稳定性，可在CAN驱动电路200中设置第五电阻R201及第八电阻R204，其中，第五电阻R201为输入电阻，第八电阻R204为输出电阻。
具体地，第五电阻R201的一端与接口芯片U101的信号输出端(对应TXD端)连接，第五电阻R201的另一端与第一光电耦合器U2A的一信号输入端(对应3脚)连接。
即，接口芯片U101输出的数据信号经第五电阻R201输入第一光电耦合器U2A，经第一光电耦合器U2A隔离后输入总线收发器U201。
第八电阻R204的一端与总线收发器U201的信号输入端(对应1脚)连接，第八电阻R204的另一端与第二光电耦合器U2B的信号输入端(对应3脚)连接。
即，输入的数据信号通过总线收发器U201及第二光电耦合器U2B隔离后，再输出接口芯片U101，如此一来，可有效增强CAN总线节点的抗干扰能力，进而降低信号的失真度。
在一些实施方式中，CAN驱动电路还包括第六电阻R202、第七电阻R203、第九电阻R205及第十电阻R206。
具体地，第六电阻R202的一端与第一光电耦合器U2A的另一信号输入端(对应7脚)连接，第七电阻R203的一端与第一光电耦合器U2A的信号输出端(对应6脚)连接，第六电阻R202及第七电阻R203的另一端分别与电源端(对应VCC端)连接。
即，电源端输出的电压经第六电阻R202及第七电阻R203分压后，输入第一光电耦合器U2A，为其提供工作电压。
进一步地，第九电阻R205的一端与第二光电耦合器U2B的另一信号输入端(对应7脚)连接，第十电阻R206的一端与第二光电耦合器UB的信号输出端(对应6脚)连接，第九电阻R205及第十电阻R206的另一端分别与电源端(对应+5V)连接。
即，电源端输出的电压经第九电阻R205及第十电阻R206分压后，输入第二光电耦合器U2B，为其提供工作电压。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (6)
1.一种基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，具备：
USB接口电路，其配置于USB连接器内，其输入端与外部设备连接，用于接收所述外部设备输出的数据信号；
CAN驱动电路，其信号输入端耦接于所述USB接口电路的信号输出端，用于处理所述数据信号；其中，
所述USB接口电路包括接口芯片，
所述CAN驱动电路包括第一光电耦合器、总线收发器及第二光电耦合器，
所述接口芯片的信号输入端与所述外部设备连接，用于接收所述数据信号；
所述第一光电耦合器的信号输入端耦接于所述接口芯片的信号输出端，用于接收所述数据信号，并对所述数据信号进行隔离处理；
所述总线收发器的信号输入端与所述第一光电耦合器的信号输出端连接；
所述第二光电耦合器的信号输入端耦接于所述总线收发器的信号输出端，用于接收经所述总线收发器处理后的所述数据信号，并将所述数据信号进行隔离后，再传输至所述接口芯片。
2.根据权利要求1所述的基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，
所述USB接口电路还包括第一电阻及第二电阻，
所述第一电阻的一端与所述接口芯片的数据线负信号端连接；
所述第一电阻的另一端与接线端子的一端连接，
所述第二电阻的一端与所述接口芯片的数据线正信号端连接；
所述第二电阻的另一端与所述接线端子的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，
所述USB接口电路还包括并联连接的第一电容及第二电容，
所述第一电容及所述第二电容的一端分别与所述接口芯片的电源输入端连接；
所述第一电容及所述第二电容的另一端分别与公共端连接。
4.根据权利要求3所述的基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，
所述USB接口电路还包括并联连接的第一晶振、第三电容及第四电容，
所述第一晶振及所述第三电容的一端分别与所述接口芯片的正相输入端连接；
所述第一晶振及所述第四电容的一端分别与所述接口芯片的反相输出端连接，
所述第三电容及所述第四电容的另一端分别与公共端连接。
5.根据权利要求1所述的基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，
所述CAN驱动电路还包括第五电阻及第八电阻，
所述第五电阻的一端与所述接口芯片的信号输出端连接，
所述第五电阻的另一端与所述第一光电耦合器的一信号输入端连接；
所述第八电阻的一端与所述总线收发器的信号输入端连接，
所述第八电阻的另一端与所述第二光电耦合器的信号输入端连接。
6.根据权利要求5所述的基于通用串行总线的USB连接器，其特征在于，
所述CAN驱动电路还包括第六电阻及第七电阻，
所述第六电阻的一端与所述第一光电耦合器的另一信号输入端连接；
所述第七电阻的一端与所述第一光电耦合器的信号输出端连接；
所述第六电阻及所述第七电阻的另一端分别与电源端连接。
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