JP5321343B2

JP5321343B2 - コネクタ検出回路

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Publication number: JP5321343B2
Application number: JP2009187692A
Authority: JP
Inventors: 耕一土屋; 恭志黒下; 一洋深沢
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-08-13
Also published as: JP2011039868A

Description

本発明は、コネクタの検出回路に関する。

従来、携帯機器は、例えばACアダプタ充電用、パーソナルコンピュータとのUSB接続(以下、USB接続と称する。)用、ヘッドフォン接続用等のそれぞれ用途別のコネクタを有していた。しかし、現在、その筐体サイズの小型化、薄型化、部品点数の削減の一環で、コネクタ数は削減され、様々な機能が1つのコネクタ(以下、共通コネクタと称する。)に集約・統合され続けている。

この共通コネクタは、通信業界各社により規格化、標準化されようとしており、この規格化、標準化の流れに伴い、さらにコネクタの電源供給端子と信号端子を共通端子とする必要がでてきた。

例えば、USB接続とヘッドホン接続を共通コネクタで実現する場合、USB接続では、上述の共通端子は電源供給端子として用いられ、パーソナルコンピュータから電源が供給される。そして、ヘッドホン接続では、共通端子は信号端子として用いられ、その電位レベルに基づいて、ヘッドホンのステレオ/モノラルの仕様が検出される。

例えば特許文献１には、以上に関する事項が記載されている。

特開平7-66708号公報

しかしながら、電源供給端子と信号端子は、それぞれその用途・仕様等が異なるため単に共通端子として統合すると不具合が生じる。上述した例では、USB接続時には電源供給端子として機能する共通端子にヘッドホンが接続された場合、そのステレオ/モノラルの検出に時間がかかるという課題がある。

そこで、本発明の目的は、コネクタ接続の検出を高速に行うためのコネクタ検出回路を提供することにある。

１つの態様によれば、第1および第2のコネクタ端子を有する第1のコネクタに接続されるコネクタ検出回路において、前記第1のコネクタには、前記第1のコネクタ端子を高電位にして前記第2のコネクタ端子を第1の状態にする第1種の第2のコネクタと、前記第1のコネクタ端子を低電位またはオープン状態にして前記第2のコネクタ端子を第2の状態にする第2種の第2のコネクタとのいずれかが接続可能であり、前記第1のコネクタ端子と低電位電源との間にはバイパスコンデンサが接続され、前記コネクタ検出回路は、前記第1のコネクタ端子に接続される第1の入力端子と、前記第2のコネクタ端子に接続される第2の入力端子と、前記第2の入力端子の前記第1および第2の状態を検出するコネクタ種類検出回路と、前記コネクタ種類検出回路が前記第1の状態を検出した場合に前記第1の入力端子に接続されるプルダウン抵抗と、前記コネクタ種類検出回路が前記第2の状態を検出した場合に前記第1の入力端子に接続されるプルアップ抵抗とを有し、前記プルアップ抵抗の抵抗値は、前記コネクタ検出回路が前記第2の状態を検出してから規定期間は第1の抵抗値に設定され、前記規定期間経過後は前記第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値に設定される。

上記の発明によれば、コネクタ接続の検出を高速に行うためのコネクタ検出回路を提供することができる。

コネクタ検出回路のブロック図の一例である。 USB接続とヘッドホン接続において共通コネクタ1に接続される各種コネクタジャックの形態を示す図である。 USBケーブルジャック21が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。モノラルヘッドホンジャック23が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。ステレオヘッドホンジャック22が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。第1の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。第2の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。第3の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。第4の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。

以下、図面に従って実施の形態について説明する。但し、本技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

図1は、コネクタ検出回路のブロック図の一例である。破線L1、L2は、携帯機器200および携帯機器200内部に実装されたコネクタ検出回路100の境界を示す。共通コネクタ1には、複数種類のコネクタ(以下、コネクタジャックと称する。)が接続されるが、その種類毎に携帯機器200内において対応する処理が実行されねばならない。例えば、ヘッドホンのコネクタジャックが接続された場合、そのコネクタジャックに対応するヘッドホン制御の処理が実行される。そのため、まず、コネクタ検出回路100が、共通コネクタ1に接続されたコネクタジャックの種類を検出する。

図1に示すように共通コネクタ1のコネクタ端子e1、e2は、コネクタ検出回路100の入力端子e3、e4にそれぞれ接続されている。そして、コネクタ検出回路100は、接続されるコネクタジャック毎に決められる共通コネクタ1の端子e1、e2の状態(グランド接続、オープン、Hレベル(供給電源Vin))に基づき、対応する検出信号S1、S2、S3を出力する。

そして、後段の電源供給検出回路2やCPU等3は、コネクタ検出の結果として出力された検出信号S1〜S3等に基づく処理を実行する。

以下に、上述したUSB接続とヘッドホン接続に対する共通コネクタを例として図1に示すコネクタ検出回路100の構成および動作を説明する。

図2は、USB接続とヘッドホン接続において共通コネクタ1に接続される各種コネクタジャックの形態を示す図である。はじめに、共通コネクタ1に各種コネクタジャック20〜23が接続された場合に端子e1、e2が取り得る状態について説明する。

コネクタジャック21〜23は、それぞれUSBケーブル、ステレオヘッドホン、モノラルヘッドホンの各コネクタジャックであり、コネクタジャック20は、未接続を表す架空のコネクタジャックである。各コネクタジャック20〜23の端子j1、j2、j3は、それぞれコネクタ端子e1、e2、e0に接続される。共通コネクタ1のコネクタ端子e0は、携帯機器200内のグランドに接続される。USB接続とヘッドホン接続を共通コネクタ1のみで実現させるためには、コネクタ検出回路100は、少なくとも以上の4種類のコネクタジャック20〜23を検出し、それぞれ対応する検出信号S1〜S3を出力する必要がある。

未接続を示すコネクタジャック20の端子j1、j2は、ともにオープンである。USBケーブルジャック21の端子j1には、供給電源Vin(例えば+5V)が供給され、端子j2はオープンである。ステレオヘッドホンジャック22の端子j1、j2は、ともにグランド接続される。モノラルヘッドホンジャック23の端子j1はオープンであり、端子j2はグランド接続される。

以上のとおり、コネクタ端子e2は、USBケーブルジャック21が接続された場合とヘッドホンジャック22、23が接続された場合にそれぞれ対応して、オープンまたはグランド接続の2種類の状態をとる。よって、コネクタ検出回路100は、コネクタ端子e2の2つの状態から対応する2種類のコネクタジャックを検出する。

さらに、コネクタ端子e1は、ステレオヘッドホンジャック22が接続された場合とモノラルヘッドホンジャック23が接続された場合にそれぞれ対応して、オープンまたはグランド接続の2種類の状態をとる。よって、コネクタ検出回路100は、ヘッドホンジャック22、23が接続(コネクタ端子e2がグランド接続)された場合に、コネクタ端子e1の状態から対応するステレオ/モノラルの仕様を検出する。

また、コネクタ端子e1は、USBケーブルジャック21が接続された場合と、未接続20の場合にそれぞれ対応して、Hレベルまたはオープンの2種類の状態をとる。よって、コネクタ検出回路100は、コネクタ端子e2がオープン状態の場合に、USBケーブルジャック21が接続されたか未接続20かをコネクタ端子e1の2種類の状態から検出する。

また、コネクタ端子e1は、USBケーブルジャック21が接続された場合には電源供給端子として、ヘッドホンジャック22、23が接続された場合にはステレオ/モノラルの仕様を示す信号端子として用いられる。

図1に戻り、コネクタ検出回路100には、コネクタ端子e1、e2の状態に対応する検出信号S1〜S3を出力するために、各端子にプルアップ抵抗R2、R3およびプルダウン抵抗R1が接続されている。

プルアップ抵抗R3は、内部電源Vccと入力端子e4の間に接続され、図2に示すコネクタジャック20〜23の接続に対応するコネクタ端子e2の2つの状態(オープンまたはグランド接続)に基づき、入力端子e4をそれぞれ対応するH/Lレベルに制御する。すなわち、入力端子e4は、共通コネクタ1が未接続または共通コネクタ1にUSBケーブルジャック21が接続された場合にはHレベルに、ヘッドホンジャック22、23が接続された場合にはLレベルに制御される。そして、入力端子e4のH/Lレベルが接続コネクタ検出信号S3として出力される。

スイッチSW1、SW2は、入力端子e4の電位レベルに対応して排他的にON/OFFする。つまり、入力端子e4がHレベル(コネクタ端子e2の状態がオープン)の場合にはスイッチSW1がONし、Lレベル(コネクタ端子e2の状態がグランド接続)の場合にはスイッチSW2がONする。

したがって、未接続20またはUSBケーブルジャック21が接続された場合には、スイッチSW1がONし、コネクタ端子e1とグランド間にプルダウン抵抗R1が接続される。また、ヘッドホンジャック22、23が接続された場合には、スイッチSW2がONし、コネクタ端子e1と内部電源Vccとの間にプルアップ抵抗R2が接続される。

ここで、図2に示すコネクタジャック20〜23の端子j2の状態が異なる場合について検討する。図2のヘッドホンジャック22、23の端子j2はグランド接続されているが、例えばHレベルが供給される場合、共通コネクタ1への接続によりコネクタ端子e2の状態はHレベルになる。この場合、図1のコネクタ検出回路100は、各コネクタジャック20〜24を検出するために、プルアップ抵抗R3の代わりにグランドと入力端子e4の間に図示しないプルダウン抵抗を接続する必要がある。これにより、入力端子e4は、共通コネクタ1が未接続または共通コネクタ1にUSBケーブルジャック21が接続された場合にはLレベルに、端子j2がHレベルのヘッドホンジャック22、23が接続された場合にはHレベルに制御される。

ここで、上述した図2のコネクタジャック20〜23が図1のコネクタ検出回路100に接続された場合と比較すると、接続されたコネクタジャックの種類に対応する入力端子e4の論理が反転している。そこで、これらの対応関係を一致させるために、例えば、インバータによって入力端子e4のレベルは反転される。これにより、ヘッドホンジャック22、23の端子j2がHレベルの場合であっても、上述したLレベルの場合と同様に、スイッチSW1、SW2が制御され、プルダウン抵抗R1、プルアップ抵抗R2がそれぞれ入力端子e3に接続される。

このように、コネクタ検出回路100は、入力端子e2の状態からコネクタジャックの種類を検出するが、その検出は、入力端子e4に接続される回路に基づいて行われる。よって、共通端子1に接続されるコネクタジャックの端子j2の状態に応じてその回路構成を変更すれば、接続されるコネクタジャックの種類と入力端子e4のレベルまたはその反転レベルを一対一に対応させることができる。すなわち、コネクタジャックの端子j2の状態は、各コネクタジャックを区別できる2種類の状態であればよく、コネクタ端子e2の状態を決めるコネクタジャック20〜23の端子j2の状態は、図2に示すようにオープンまたはグランドのいずれかの状態に限らない。

プルダウン抵抗R1は、コネクタ入力端子e2の状態がオープンの場合に、コネクタ端子e1の状態(オープンまたはHレベル(供給電源Vin))を検出するために、グランドと入力端子e3の間に接続され、入力端子e3を対応するH/Lレベルに制御する。すなわち、入力端子e3は、共通コネクタ1が未接続の場合(コネクタ端子e1がオープン)にはLレベルに、共通コネクタ1にUSBケーブルジャック21が接続された場合(コネクタ端子e1がHレベル)にはHレベルに制御される。

また、共通端子であるコネクタ端子e1には、USBケーブルジャック21が接続された場合に、コネクタ端子e1から供給される電源電圧安定化のための大容量のバイパスコンデンサC1が接続されている。

電源供給検出回路2は、コネクタ端子e1に供給される電源Vinを検出する。具体的には、電源供給検出回路2は、入力端子e3のHレベルに応答してイネーブル信号S1を出力する。また、電源供給検出回路2は、入力端子e4のH/Lレベルに対応する検出信号S3を受け、接続コネクタ検出信号S3がHレベルの場合に動作状態になり、Lレベルの場合には動作停止状態になる。すなわち、電源供給検出回路2は、共通コネクタ1にヘッドホンコネクタ22、23が接続された場合(入力端子e4がLレベル)には、供給電源Vinの検出処理を行わない。

レギュレータ回路4は、イネーブル信号S1に応答して、例えばコネクタ端子e1に供給される電源Vinをバッテリーの充電電圧にダウンコンバートし、CPU等3に出力する。

プルアップ抵抗R2は、ヘッドホンジャック22、23が接続され、コネクタ入力端子e2の状態がグランド接続の場合に、コネクタ端子e1の状態(グランド接続またはオープン)に対応するステレオ/モノラル仕様を検出するために、内部電源Vccと端子e3の間に接続され、入力端子e3を対応するH/Lレベルに制御する。すなわち、入力端子e3は、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続された場合(コネクタ端子e1はオープン)にはHレベルに、ステレオヘッドホンジャック22が接続された場合(コネクタ端子e1はグランド)にはLレベルに制御される。そして、入力端子e3のH/Lレベルがステレオ/モノラル検出信号S2として出力される。

なお、シュミットトリガ回路St1、St2は、非反転回路であり、チャタリング防止のために接続されている。

以下に、各コネクタジャック20〜23が接続された場合のコネクタ検出回路100の動作および態様について説明する。

図1に示すコネクタ検出回路100は、コネクタジャック20の状態、つまり未接続状態である。

コネクタ端子e2はオープンのため入力端子e4はHレベルであり、Hレベルの接続コネクタ検出信号S3が出力される。また、スイッチSW1はONしており、コネクタ端子e1はオープンのため、入力端子e3はLレベルなる。また、スイッチSW2はOFFしており、ステレオ/モノラル検出信号S2はHレベルになっている。

CPU等3は、接続コネクタ検出信号S3のHレベルからヘッドホン接続されていないことを検出し、ステレオ/モノラル検出信号S2を無視する。電源供給検出回路2は、接続コネクタ検出信号S3がHレベルのため動作状態にあるが、入力端子e3がLレベルのため供給電源Vinは検出されない。よって、電源供給検出回路2は、イネーブル信号S1を出力せず、レギュレータ回路4による処理も実行されない。

図3は、USBケーブルジャック21が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。

前述したコネクタジャック20が接続された状態とは、コネクタ端子e1にHレベルの電源Vinが供給されている点で異なる。これにより、電源安定化用のバイパスコンデンサC1が充電され、入力端子e3は供給電源Vinに対応するHレベルに制御される。電源供給検出回路2は、入力端子e3のHレベルに応答してイネーブル信号S1を出力する。そして、レギュレータ回路4は、イネーブル信号S1に応答して対応する処理を行う。

なお、バイパスコンデンサC1が充電されるまで入力端子e3はHレベルにならないが、充電時間は微小である。

ここで、バイパスコンデンサC1が充電され、入力端子e3が供給電源Vinに対応するHレベルに制御された後に、USBケーブルジャック21を取り外した場合、プルダウン抵抗R1を介して点線で示す電流I33が流れ、バイパスコンデンサC1に充電された電荷は放電される。そして、入力端子e3はLレベルに制御され、コネクタ検出回路100は未接続の状態に戻る。

図4は、モノラルヘッドホンジャック23が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。

コネクタ端子e2はグランド接続のため、入力端子e4はLレベルであり、Lレベルの接続コネクタ検出信号S3が出力される。また、スイッチSW2はONしており、コネクタ端子e1はオープンのため、入力端子e3はHレベルに制御されて、モノラル仕様に対応するHレベルのステレオ/モノラル検出信号S2が出力される。

CPU等3は、接続コネクタ検出信号S3からヘッドホンジャック22、23が接続されていることを検出し、さらにステレオ/モノラル検出信号S2からモノラル仕様のヘッドホン(モノラルヘッドホンジャック23)が接続されたことを検出する。

なお、電源供給検出回路2は、入力端子e4のLレベルに対応する検出信号S3を受け、動作停止状態にあるため、供給電源Vinの検出を行わない。

前述したように、コネクタジャックの未接続時はバイパスコンデンサC1の電荷はプルダウン抵抗R1を介して放電される。そのため、スイッチSW2のONに応答してプルアップ抵抗R2を介して電流I41が流れ、バイパスコンデンサC1が充電される。よって、この充電が完了するまで入力端子e3はHレベルに制御されない。しかし、バイパスコンデンサC1は、USBケーブルジャック接続時に供給される電源Vinを安定化させるために大容量が要求される。また、入力端子e1がグランド接続の時の省電力化の必要からプルアップ抵抗R2は高抵抗である。そのため、バイパスコンデンサC1の充電には長時間を要し、モノラル仕様の検出に時間がかかる。

このバイパスコンデンサC1の充電時間は、プルアップ抵抗R2の抵抗値とバイパスコンデンサC1の容量値を積算した時定数から求められ、時定数が大きいほど充電時間は長くなる。例えば、プルアップ抵抗R2の抵抗値を1メガオーム、バイパスコンデンサC1の容量値を1マイクロファラッドとした場合、モノラル仕様の検出に数秒の時間がかかる。つまり、携帯機器200にモノラル仕様のヘッドホンを接続した場合、その直後はステレオ/モノラル検出信号S2はLレベルになり、ステレオ仕様に対応する処理が行われ、数秒後にステレオ/モノラル検出信号S2はHレベルになり、モノラル仕様に対応する処理が行われる。そのため、例えば、モノラルヘッドホン接続後、数秒間左右一方の音しか出ない等の人間が十分に感知できる不具合が生じる。

このモノラル仕様の検出時間を短縮するために、モノラルヘッドホンジャック23の接続に応答してバイパスコンデンサC1を切り離す方法が挙げられる。しかし、携帯機器200の部品点数削減の観点から、携帯機器200の内部に専用の切り離し回路を追加することは許容されない。

なお、モノラルヘッドホンジャック23の取り外しにより、図3に示すようにプルダウン抵抗R1を介して電流I33が流れ、バイパスコンデンサC1に充電された電荷は放電される。

図5は、ステレオヘッドホンジャック22が接続された状態のコネクタ検出回路100を示す図である。図4のモノラルヘッドホンジャック23が接続された状態とは、コネクタ端子e1がグランド接続されている点で異なる。

スイッチSW2はONしており、コネクタ端子e1はグランド接続のため、入力端子e3はLレベルに制御されている。そして、ステレオ仕様に対応するLレベルのステレオ/モノラル検出信号S2が出力される。

CPU等3は、接続コネクタ検出信号S3およびステレオ/モノラル検出信号S2からステレオ仕様のヘッドホン(ステレオヘッドホンジャック22)が接続されたことを検出する。

図5に示すように、ステレオヘッドホンジャック22接続中は、内部電源Vccからプルアップ抵抗R2を介して電流I51が流れる。従って、前述のとおり省電力化のためにプルアップ抵抗R2は高抵抗である。よって、モノラル仕様の検出に時間がかかる。

なお、ステレオヘッドホンジャック22の取り外しにより、コネクタ検出回路100は、図1に示す未接続の状態に戻る。

以上のように、図1のコネクタ検出回路100は、共通コネクタ1の共通端子e1を電源供給端子または信号端子として使用する2種類のコネクタジャックを検出する。そして、コネクタ検出回路100は、共通端子e1の電源接続とオープンを区別して、共通端子e1の電源の有無を検出するために、共通端子e1に接続された入力端子e3にプルダウン抵抗R1を接続する。また、コネクタ検出回路100は、共通端子e1がヘッドホンのステレオ/モノラル信号端子として使用される場合には、共通端子e1のオープンとグランド接続を区別するために、共通端子e1にプルアップ抵抗R2を接続する。

しかし、図1のコネクタ検出回路100は、電源供給の安定化のために接続された大容量のバイパスコンデンサC1と省電力化のための大抵抗のプルアップ抵抗R2とにより、信号検出に時間がかかるという課題を有する。

[第1の実施の形態]
図6は、第1の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。図1に示すコネクタ検出回路100との違いは、プルアップ抵抗R2に代えて、プルアップ抵抗回路6を有することにある。その他の同一又は対応する構成要素には同一符号を付している。本第1の実施の形態について、既述した説明を除き、以下に説明する。

プルアップ抵抗回路6は、図1のプルアップ抵抗R2と同様に、スイッチSW2を介して入力端子e3に接続される。そして、プルアップ抵抗回路6は、ヘッドホン接続に対応する入力端子e4のLレベルに応答して、あらかじめ決められた規定期間は第1の抵抗値に設定され、規定期間経過後は第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値に設定される。

図6において、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続された場合、図4と同様に、電流I61が流れ、バイパスコンデンサC1が充電される。また、ステレオヘッドホンジャック22が接続された場合、図5と同様に、電流I62が流れる。

本実施の形態では、プルアップ抵抗回路6のプルアップ抵抗値が、ヘッドホンジャック接続後の規定期間だけ、一時的に小さくなる。これにより、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続されたときに流れる電流I61は大きくなるため、バイパスコンデンサC1は高速に充電される。よって、入力端子e3のHレベルに対応するモノラル仕様の検出時間が短縮される。

一方、共通コネクタ1にステレオヘッドホンジャック22が接続されたとき、プルアップ抵抗値は、規定期間、一時的に小さい第1の抵抗値に設定された後、大きな第2の抵抗値に設定される。よって、規定期間経過後に定常的に電流I62が大きくなることはない。

ここで、前述の規定期間が短ければ、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続されたときにバイパスコンデンサC1の高速充電が十分に行われず、モノラル仕様の検出に時間がかかる。また規定期間が長ければ、共通コネクタ1にステレオヘッドホンジャック22が接続されたときに規定期間内の消費電力が増加する。そこで、例えばこの規定期間は、少なくともバイパスコンデンサC1が十分に充電されるまでの期間に決定される。ここで、バイパスコンデンサC1が十分に充電されるまでの期間は、規定期間中の第1の抵抗とバイパスコンデンサC1の容量値との時定数から求めることができる。また、実験やシミュレーションから求めてもよい。

例えば、前述した図1のコネクタ検出回路100で示した例と同様にバイパスコンデンサC1の容量値が1マイクロファラッドの場合、プルアップ抵抗回路6が、第1の抵抗値として数kオームに設定されることにより、数m秒程度でバイパスコンデンサC1の充電が完了する。すなわち、規定期間は数m秒程度に決定され、この規定期間でモノラル仕様の検出が可能である。このように、図1のコネクタ検出回路100で示したモノラル仕様の検出における数秒の遅延と比較すると飛躍的に改善される。

また、ステレオヘッドホンジャック22接続時に、規定期間、比較的大きな電流I62が流れるが、数m秒程度であれば低消費電力化の観点からは特に問題ない。

このように、本第1の実施の形態のコネクタ検出回路100は、図1のコネクタ検出回路100と同様にコネクタ検出を行うとともに、モノラル仕様の検出を高速に行い、さらに、その高速化に伴うステレオ仕様検出時の消費電力の増加を回避する。

[第2の実施の形態]
図7は、第2の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。図7のコネクタ検出回路100と図6の第1の実施の形態におけるコネクタ検出回路100との違いは、プルアップ抵抗回路6内の具体的構成およびタイマー回路7を有することにある。

図7のプルアップ抵抗回路6は、プルアップ抵抗R6、R7を有し、プルアップ抵抗R6は、スイッチSW2を介して内部電源Vccと入力端子e3の間に接続され、プルアップ抵抗R7は、さらにスイッチSW5を介して接続される。

タイマー回路7は、ヘッドホン接続に対応する入力端子e4のLレベルに応答して、あらかじめ決められた規定のタイマー期間、スイッチSW5をONし、タイマー期間経過後、スイッチSW5をOFFする。

スイッチSW5がONした場合のプルアップ抵抗回路6は、並列に設けられたプルアップ抵抗R6とプルアップ抵抗R7の合成抵抗であり、その抵抗値はスイッチSW5がOFFの場合と比較して小さな値になる。よって、第1の実施の形態と同様に、プルアップ抵抗回路6は、ヘッドホン接続に応答して、あらかじめ決められたタイマー期間は第1の抵抗値(プルアップ抵抗R6、R7の合成抵抗)に設定され、タイマー期間経過後は第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値(プルアップ抵抗R6)に設定される。

このプルアップ抵抗回路6の設定に対応して、図7において、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続された場合、プルアップ抵抗R6、R7を介して電流I71、I72が流れ、バイパスコンデンサC1が充電される。そして、タイマー期間経過後は、スイッチSW5がOFFするため、電流I71は流れず、バイパスコンデンサC1が充電完了している場合には、電流I72も流れない。また、ステレオヘッドホンジャック22が接続された場合、電流I73、I74が流れ、タイマー期間経過後は、電流I74のみ流れる。

以下、図1に示すコネクタ検出回路100との比較のために、図1のプルアップ抵抗R2と、プルアップ抵抗R6を同じ抵抗値として説明する。この場合、図4の電流I41と電流I72、並びに図5の電流I51と電流I74はそれぞれ等しい。よって、モノラルヘッドホンジャック23が接続された場合には、規定のタイマー期間、電流I71が流れる分だけバイパスコンデンサC1が早く充電され、モノラル仕様の検出時間が短縮される。また、ステレオヘッドホンジャック23が接続された場合には、規定のタイマー期間、電流I73が流れる分だけ消費電力が増加する。そして、タイマー期間経過後は、スイッチSW5がOFFするため、電流I73による定常的な消費電力の増加はない。

なお、規定のタイマー期間は、上述したように、例えば、バイパスコンデンサC1が十分に充電されるまでの期間に決定される。また、規定のタイマー期間は微小であるためプルアップ抵抗R7の電流I73による消費電力の増加はわずかであるので、モノラル仕様の検出時間の短縮を優先して、プルアップ抵抗R7を小さくするのが好ましい。

このように、本第2の実施の形態のコネクタ検出回路100では、タイマー回路7によるスイッチ制御により、ヘッドホン接続後の規定期間、プルアップ抵抗回路6の抵抗値は小さく設定され、モノラル仕様の検出が高速化される。そして、規定期間経過後は、プルアップ抵抗回路6の抵抗値は大きく設定され、ステレオ仕様の検出における省電力化が実現される。

[第3の実施の形態]
図8は、第3の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。図8のコネクタ検出回路100と図6の第1の実施の形態におけるコネクタ検出回路100との違いは、プルアップ抵抗回路6内の具体的構成並びにタイマー回路7とラッチ回路8を有することにある。

プルアップ抵抗回路6は、プルアップ抵抗R8とスイッチSW6とを有し、プルアップ抵抗R8は、スイッチSW6がONしたときに内部電源Vccと入力端子e3の間に接続される。

タイマー回路7は、ヘッドホン接続に対応する入力端子e4のLレベルに応答して、あらかじめ決められた規定のタイマー期間、スイッチSW6をONし、タイマー期間経過後は、スイッチSW6をOFFする。

よって、プルアップ抵抗回路6は、第1の実施の形態と同様に、ヘッドホン接続に対応する入力端子e4のLレベルに応答して、規定のタイマー期間は、第1の抵抗値に設定される。そして、タイマー期間経過後はスイッチSW6のOFFにより、第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値(抵抗値無限大)に設定される。

ラッチ回路8は、タイマー回路7からスイッチSW6のOFF信号に応答して、タイマー期間経過の完了を検出して入力端子e3の電位レベルをラッチする。

図8のコネクタ検出回路100において、共通コネクタ1にモノラルヘッドホンジャック23が接続された場合には、プルアップ抵抗回路6を介して電流I81が流れ、バイパスコンデンサC1が充電される。そして、規定のタイマー期間経過に応答して、ラッチ回路8は、モノラル仕様に対応する入力端子e3のHレベルを記憶し、スイッチSW6はOFFする。

バイパスコンデンサC1に充電された電荷は、回路内の各素子を介してリーク電流として次第に放電される。そのため、入力端子e3の電位レベルは次第にLレベルになるが、ラッチ回路8はHレベルを記憶しているので、ステレオ/モノラル検出信号S2として、共通コネクタ1に接続されたモノラルヘッドホンジャック23に対応するHレベルが出力される。

また、共通コネクタ1にステレオヘッドホンジャック22が接続された場合には、規定のタイマー期間、電流I82が流れる。そして、規定のタイマー期間経過に応答して、ラッチ回路8は、ステレオ仕様に対応する入力端子e3のLレベルを記憶し、スイッチSW6はOFFする。そして、ステレオ/モノラル検出信号S2として、ラッチ回路8が記憶したステレオヘッドホンジャック23に対応するLレベルが出力される。さらに、タイマー期間経過後は、スイッチSW6がOFFするため、電流I82による定常的な電力消費はない。

また、第2の実施の形態と同様に、規定のタイマー期間は微小であるため消費電力の増加を意識する必要はなく、モノラル仕様の検出時間の短縮を優先して、プルアップ抵抗回路6の抵抗値を小さくするのが好ましい。

このように、本第3の実施の形態のコネクタ検出回路100では、モノラル仕様の検出が高速化される。さらに、ステレオヘッドホンジャック22の接続においては、規定のタイマー期間経過後に定常的な電流が流れないため、省電力化において高い効果を有する。

[第4の実施の形態]
図9は、第4の実施の形態におけるコネクタ検出回路100を示すブロック図である。図9のコネクタ検出回路100は、図7の第2の実施の形態におけるコネクタ検出回路100の変形例である。その違いは、タイマー回路7が、前記第1の入力端子の電位レベルを検出することにある。

第2の実施の形態では、モノラルヘッドホンジャック23の接続時に、スイッチSW5をONにしてプルアップ抵抗回路6を第1の抵抗値に設定する規定のタイマー期間は、シミュレーションや実験等からあらかじめ決められていた。本実施の形態では、タイマー回路7が、モノラルヘッドホンジャック23の接続に対応する入力端子e3のHレベルを検出した場合に、タイマー期間の経過を検出し、スイッチSW5をOFFする。

一方で、ステレオヘッドホンジャック22の接続においては、入力端子e3は常にLレベルであるため、タイマー期間の経過後にスイッチSW5をOFFする。これにより、モノラルヘッドホンジャック23が接続された場合には、回路の特性ばらつきに応じてスイッチSW5のOFFの制御が行われ、規定のタイマー期間経過前にスイッチSW5がOFFされ、消費電力を小さくすることができる。

なお、本第4の実施の形態におけるタイマー回路7は、図8の第3の実施の形態においても適用できる。

200 携帯機器 100 コネクタ検出回路 1 共通コネクタ
2 電源供給検出回路 6 プルアップ抵抗回路 7 タイマー回路 8 ラッチ回路
R1,R2 プルアップ抵抗 R3 プルダウン抵抗 C1 バイパスコンデンサ
21 USBケーブルジャック 22 ステレオヘッドホンジャック
23 モノラルヘッドホンジャック

Claims

第1および第2のコネクタ端子を有する第1のコネクタに接続されるコネクタ検出回路であって、
前記第1のコネクタには、前記第1のコネクタ端子を電源端子に接続して前記第2のコネクタ端子を第1の状態にする第1種の第2のコネクタと、前記第1のコネクタ端子をグランドに接続またはオープン状態にして前記第2のコネクタ端子を第2の状態にする第2種の第2のコネクタとのいずれかが接続可能であり、前記第1のコネクタ端子とグランドとの間にはバイパスコンデンサが接続され、
前記第1のコネクタ端子に接続される第1の入力端子と、
前記第2のコネクタ端子に接続される第2の入力端子と、
前記第2の入力端子の前記第1および第2の状態を検出するコネクタ種類検出回路と、
前記コネクタ種類検出回路が前記第1の状態を検出した場合に前記第1の入力端子に接続されるプルダウン抵抗と、
前記コネクタ種類検出回路が前記第2の状態を検出した場合に前記第1の入力端子に接続されるプルアップ抵抗とを有し、
前記プルアップ抵抗の抵抗値は、前記コネクタ検出回路が前記第2の状態を検出してから規定期間は第1の抵抗値に設定され、前記規定期間経過後は前記第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値に設定されるコネクタ検出回路。
前記プルアップ抵抗は、第1および第2のプルアップ抵抗を有し、前記規定期間、前記第1、第2のプルアップ抵抗が並列に前記第1の入力端子に接続され、前記規定期間経過後に前記第2のプルアップ抵抗が前記第1の入力端子と電気的に切断される請求項１記載のコネクタ検出回路。
前記プルアップ抵抗は、前記規定期間、前記第1の入力端子と前記電源端子との間に接続され、前記規定期間経過後に非接続にされ、
さらに、前記規定期間経過後に前記第1の入力端子の電位を記憶する記憶回路を有する請求項１記載のコネクタ検出回路。
前記規定期間は、前記コネクタ検出回路が前記第2の状態を検出した後、前記第1の入力端子がHレベルになるまでの期間である請求項１記載のコネクタ検出回路。