JP7339444B2 - 多重化回路、インターフェース回路システム、およびモバイル端末 - Google Patents

多重化回路、インターフェース回路システム、およびモバイル端末 Download PDF

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Description

本出願は、電子通信技術の分野に関し、詳細には、多重化回路、インターフェース回路システム、およびモバイル端末に関する。
電子製品のポータブル性能に対する要求が徐々に高まるにつれて、モバイルフォンなどのいくつかのモバイル端末に搭載され、外部デバイスに結合するために使用されるインターフェースは、相対的に高い互換性を有する必要がある。データケーブルがインターフェースに接続されたとき、モバイルフォンは、データケーブルおよびインターフェースを通して充電され得る。アナログヘッドセットがインターフェースに接続されたとき、モバイルフォンにおけるオーディオ信号がヘッドセットに送信され得る。音楽を聴きながら、モバイルフォンを充電するために、データケーブルとアナログヘッドセットの両方が1対2アダプタを使用することによって、モバイルフォンのインターフェースに結合され得る。しかしながら、ヘッドセットが通常通り使用されることができることを保証するために、ヘッドセットと充電器の両方が、1対2アダプタを使用することによって接続されたとき、モバイルフォンは、インターフェースに接続されたデバイスが、充電ではなくオーディオデータの送信のために主に使用されることを、自動的に識別する。したがって、モバイルフォンが独立して充電器に接続されることによって充電される場合と比較して、モバイルフォンが1対2アダプタを使用することによってヘッドセットと充電器の両方に接続されたときは、充電電流が大きく低減される。結果として、充電速度が著しく低下する。
本出願は、モバイル端末が独立して充電される場合と比較して、モバイル端末の充電中にヘッドセット機能が使用されたときは、充電電流が著しく低下するという問題を解決するための、多重化回路、インターフェース回路システム、およびモバイル端末を提供する。
上述の目的を達成するために、本出願においては、以下の技術的解決策が使用される。
本出願の実施形態の第1の態様は、第1のスイッチ回路と、第2のスイッチ回路と、第3のスイッチ回路と、絶縁回路とを含む、多重化回路を提供する。加えて、多重化回路は、第1の外部送信端と、第2の外部送信端と、右チャネル送信端と、左チャネル送信端と、第1の内部送信端と、第2の内部送信端と、第1のオン電圧端と、接地端と、第2のオン電圧端とを有する。第1のスイッチ回路は、第1の外部送信端と、右チャネル送信端と、第1のオン電圧端とに別々に結合され、第1のスイッチ回路は、第1のオン電圧端によって出力された第1のオン電圧を受け取り、右チャネル送信端によって提供された右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端に送信するように構成される。第2のスイッチ回路は、第2の外部送信端と、左チャネル送信端と、第1のオン電圧端とに別々に結合され、第2のスイッチ回路は、第1のオン電圧を受け取り、左チャネル送信端によって提供された左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端に送信するように構成される。絶縁回路は、第3のスイッチ回路と、第1のオン電圧端と、接地端と、第2のオン電圧端とに別々に結合され、絶縁回路は、第2のオン電圧端によって出力された第2のオン電圧は受け取られたが、第1のオン電圧端によって出力された第1のオン電圧は受け取られないとき、第2のオン電圧を第3のスイッチ回路に送信するように構成される。絶縁回路は、第1のオン電圧と第2のオン電圧が受け取られたとき、第3のスイッチ回路をプルダウンし、接地端を第2のオン電圧端から絶縁するようにさらに構成される。第3のスイッチ回路はさらに、第1の外部送信端と、第2の外部送信端と、第1の内部送信端と、第2の内部送信端とに別々に結合され、第3のスイッチ回路は、第2のオン電圧が受け取られたとき、第1の外部送信端を、第1の内部送信端に結合し、第2の外部送信端を、第2の内部送信端に結合するように構成される。第3のスイッチ回路は、絶縁回路のプルダウン効果の下において、第1の外部送信端を第1の内部送信端から切り離し、第2の外部送信端を第2の内部送信端から切り離すようにさらに構成される。
このように、1つの態様においては、本出願の実施形態において提供されるインターフェース回路システムを有するモバイル端末の充電中に、アナログヘッドセットが使用されるとき、第1のオン電圧端は、第1のオン電圧を、第1のスイッチ回路と、第2のスイッチ回路と、絶縁回路とに同時に提供する。この場合、第1のスイッチ回路と第2のスイッチ回路は共に、閉状態になり、右チャネル送信端によって提供された右チャネルオーディオ信号、および左チャネル送信端によって提供された左チャネルオーディオ信号は、それぞれ、第1のスイッチ回路、および第2のスイッチ回路を使用することによって、アナログヘッドセットへ送信される。加えて、第2のオン電圧端は、第2のオン電圧を、絶縁回路に提供し、絶縁回路は、第3のスイッチ回路が開状態になるように、第1のオン電圧および第2のオン電圧の影響の下において、第3のスイッチ回路をプルダウンする。したがって、第1の外部送信端は、第1の内部送信端から切り離されることができ、第2の外部送信端は、第2の内部送信端から切り離されることができる。この場合、SoCと、外部インターフェースのピンD+およびピンD-は、フローティング状態になる。この場合、BC1.2充電プロトコルに従うと、SoCは、外部インターフェースに結合された充電器のカテゴリを検出することに失敗し、したがって、充電器が非標準充電器であると見なし得る。このように、SoCは、非標準充電モードにおける、5Vなどの充電電圧と、1.2Aなどの充電電流とを、外部インターフェースのVBUSピンに提供するように、外部デバイスを制御し得る。したがって、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、モバイル端末の充電速度は改善されることができる。別の態様においては、右チャネル送信端と左チャネル送信端とによって出力されるオーディオ信号は、正電圧と負電圧とを有する交流電流信号である。この場合、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、第3のスイッチ回路は、絶縁回路のプルダウン効果の下において開状態になり、第1の外部送信端を第1の内部送信端から切り離し、第2の外部送信端を第2の内部送信端から切り離す。この場合、負電圧によって引き起こされる、充電変換チップおよびSoCに対するダメージが回避されることができるように、オーディオ信号における負電圧は、相対的に弱い負電圧耐性能力を有する充電変換チップおよびSoCに、第3のスイッチ回路を使用することによって、送信されない。さらに別の態様においては、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、第3のスイッチ回路は、絶縁回路のプルダウン効果の下において開状態になり、SoCは、外部インターフェースのピンD+およびピンD-から切り離される。したがって、SoCは、ピンD+およびピンD-を使用することによって、オーディオ信号における負電圧をクランプしない。言い換えると、SoCは、オーディオ信号における負電圧を吸収し、それによって、オーディオ信号に対する影響を回避する。
任意選択で、絶縁回路は、絶縁トランジスタと、第1の抵抗器とを含む。絶縁トランジスタのゲートは第1のオン電圧端に結合され、絶縁トランジスタの第1の電極は第3のスイッチ回路に結合され、絶縁トランジスタの第2の電極は接地端に結合される。第1の抵抗器の第1端は絶縁トランジスタの第1の電極に結合され、第1の抵抗器の第2端は第2のオン電圧端に結合される。このように、アナログヘッドセットがモバイル端末の充電中に使用されるとき、第3のスイッチ回路が開状態になるように、第3のスイッチ回路をプルダウンするために、絶縁トランジスタはオンにされ得る。したがって、第1の外部送信端は第1の内部送信端から切り離されることができ、第2の外部送信端は第2の内部送信端から切り離されることができる。この場合、外部インターフェースのピンD+およびピンD-はフローティング状態になり、それによって、充電速度を高める。加えて、第1の抵抗器は接地端が第2の電圧端をプルダウンすることを防止し、充電プロセスに影響を与えることを回避するために、第2の電圧端を第3のスイッチ回路から絶縁し得る。
任意選択で、第3のスイッチ回路は、第のトランジスタと、第4のトランジスタとを含む。第3のトランジスタのゲートは絶縁トランジスタの第1の電極に結合され、第3のトランジスタの第1の電極は第1の内部送信端に結合され、第3のトランジスタの第2の電極は第1の外部送信端に結合される。第4のトランジスタのゲートは絶縁トランジスタの第1の電極に結合され、第4のトランジスタの第1の電極は第2の内部送信端に結合され、第4のトランジスタの第2の電極は第2の外部送信端に結合される。この場合、ユーザが充電またはデータ送信を実行したとき、第3のトランジスタがオンにされ、第1の外部送信端と第1の内部送信端との間に、信号経路が形成される。第4のトランジスタがオンにされ、第2の外部送信端と第2の内部送信端との間に、信号経路が形成される。
任意選択で、第3のスイッチ回路はさらに、右チャネル送信端と、左チャネル送信端とに結合される。第3のスイッチ回路は、第3のコンデンサと、第4のコンデンサとをさらに含む。第3のコンデンサの第1端は右チャネル送信端に結合され、第3のコンデンサの第2端は第3のトランジスタのゲートに結合される。この場合、右チャネル送信端上の右チャネルオーディオ信号は、第3のコンデンサを使用することによって第3のトランジスタのゲートに送信される。この場合、第1の外部送信端に送信された右チャネルオーディオ信号が、第3のトランジスタの第2の電極に印加されたとき、第3のトランジスタのゲートと第2の電極との間の電圧差はゼロであり、第3のトランジスタは、依然としてカットオフ状態にあって、オーディオ右チャネル信号における負電圧が、第1の内部送信端に結合された回路構造に送信されるような、第1の外部送信端と第1の内部送信端との間の信号経路を形成することを回避する。加えて、第4のコンデンサの第1端は左チャネル送信端に結合され、第4のコンデンサの第2端は第4のトランジスタのゲートに結合される。この場合、左チャネル送信端上の左チャネルオーディオ信号は、第4のコンデンサを使用することによって第4のトランジスタのゲートに送信される。この場合、第2の外部送信端に送信された左チャネルオーディオ信号が、第4のトランジスタの第2の電極に印加されたとき、第4のトランジスタのゲートと第2の電極との間の電圧差はゼロであり、第4のトランジスタは、依然としてカットオフ状態にあって、左チャネルオーディオ信号における負電圧が、第2の内部送信端に結合された回路構造に送信されるような、第2の外部送信端と第2の内部送信端との間の信号経路を形成することを回避する。
任意選択で、絶縁回路は、第2の抵抗器と、第3の抵抗器とをさらに含む。第2の抵抗器の第1端は第3のトランジスタのゲートに結合され、第2の抵抗器の第2端は絶縁トランジスタの第1の電極に結合される。このように、絶縁トランジスタが、直接的に、第3のトランジスタのゲートを接地端の電圧までプルダウンすること、および第3のトランジスタのゲートの電圧が、右チャネル送信端上の右チャネルオーディオ信号の変化に基づいて変化することができないことが、回避されることができるように、絶縁トランジスタの第1の電極は、第2の抵抗器を使用することによって第3のトランジスタのゲートから絶縁される。加えて、第3の抵抗器の第1端は第4のトランジスタのゲートに結合され、第3の抵抗器の第2端は絶縁トランジスタの第1の電極に結合される。このように、絶縁トランジスタが、直接的に、第4のトランジスタのゲートを接地端の電圧までプルダウンすること、および第4のトランジスタのゲートの電圧が、左チャネル送信端上の左チャネルオーディオ信号の変化に基づいて変化することができないことが、保証されることができるように、絶縁トランジスタの第1の電極は、第3の抵抗器を使用することによって第4のトランジスタのゲートから絶縁される。
任意選択で、第1の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲である。この場合、第1の抵抗器の抵抗値が、20kΩ未満であるとき、電力消費が、影響を受け、第1の抵抗器の絶縁効果は、明白でない。結果として、接地端が、充電変換チップのREGN端を容易にプルダウンし、充電変換チップによる、モバイル端末のバッテリの正常な充電が、影響を受ける。加えて、充電変換チップのREGN端によって提供される、第2のオン電圧は、第1の抵抗器および第2の抵抗器を通過した後にだけ、第3のトランジスタのゲートに送信されることができ、第1の抵抗器および第3の抵抗器を通過した後にだけ、第4のトランジスタのゲートに送信されることができる。したがって、第1の抵抗器の抵抗値が、60kΩよりも大きいとき、信号経路のインピーダンスは相対的に大きく、トランジスタのオン時間が影響を受ける。結果として、トランジスタは、相対的に長い時間の後にだけ、オンされることができ、それが、データ通信失敗をもたらすことがある。このように、第1の抵抗器の抵抗値が、20kΩから60kΩまでの範囲にあり得るとき、トランジスタのオン時間が、保証されることができると同時に、電力消費は影響を受けず、第1の抵抗器のより良好な絶縁効果が、保証される。同様に、第2の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲にあり、第3の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲にある。
任意選択で、第3のスイッチ回路は、第1の磁気ビーズと、第2の磁気ビーズとをさらに含む。第1の磁気ビーズの第1端は第1のスイッチ回路に結合され、第1の磁気ビーズの第2端は第3のトランジスタの第2の電極に結合される。第1の外部送信端と第1の内部送信端との間に形成された信号経路上を送信される信号は高周波信号である。この場合、第1のトランジスタの寄生容量が、第3のトランジスタを通過する信号に影響を与えることを防止するために、第1のトランジスタの第1の電極が、第3のトランジスタの第2の電極から絶縁され得るように、第1の磁気ビーズは高抵抗状態になる。加えて、第1のトランジスタが、オンにされ、第3のトランジスタが、カットオフされたとき、第1のトランジスタを通過する信号は低周波信号である。この場合、第1のトランジスタと、第1の磁気ビーズとを使用することによって、右チャネル送信端上の右チャネルオーディオ信号が、第1の外部送信端に送信されることができるように、第1の磁気ビーズは低抵抗状態になる。加えて、第2の磁気ビーズの第1端は第2のスイッチ回路に結合され、第2の磁気ビーズの第2端は第4のトランジスタの第2の電極に結合される。第2の磁気ビーズの技術的効果も、同様に獲得されることができ、詳細がここで再び説明されることはない。
任意選択で、第3のスイッチ回路は、第3の磁気ビーズと、第4の磁気ビーズとをさらに含む。第3の磁気ビーズの第1端は第1のスイッチ回路に結合され、第3の磁気ビーズの第2端は第3のトランジスタのゲートに結合される。第3の磁気ビーズは、第1のトランジスタの第2の電極を、第3のトランジスタのゲートから絶縁し得、それによって、第1のトランジスタの寄生容量の、第1の外部送信端と第1の内部送信端との間に形成された信号経路上を送信する信号に対する、影響をさらに低減させる。加えて、第4の磁性ビーズの第1端は第2のスイッチ回路に結合され、第4の磁性ビーズの第2端は第4のトランジスタのゲートに結合される。第4の磁気ビーズの技術的効果も、同様に獲得されることができ、詳細がここで再び説明されることはない。
任意選択で、第1のスイッチ回路は、第1のトランジスタと、第1の定電圧制御回路とを含む。第1のトランジスタのゲートは第1のオン電圧端に結合され、第1のトランジスタの第1の電極は第1の外部送信端に結合され、第1のトランジスタの第2の電極は右チャネル送信端に結合される。第1のオン電圧端によって提供された、第1のオン電圧を受け取った後、右チャネル送信端が、第1のトランジスタを使用することによって、モバイルフォンにおける右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端に送信することができるように、第1のトランジスタのゲートはオン状態になる。第1の定電圧制御回路は第1のトランジスタのゲートおよび第2の電極に結合され、第1のトランジスタのインピーダンスが変化する確率が、オーディオ信号送信プロセスにおいて、低減されることができるように、第1の定電圧制御回路は、右チャネルのオーディオ信号を、第1のトランジスタのゲートに送信するように構成される。加えて、第2のスイッチ回路は、第2のトランジスタと、第2の定電圧制御回路とを含む。第2のトランジスタのゲートは第1のオン電圧端に結合され、第2のトランジスタの第1の電極は第2の外部送信端に結合され、第2のトランジスタの第2の電極は左チャネル送信端に結合される。第1のオン電圧端によって提供された、第1のオン電圧を受け取った後、左チャネル送信端が、第2のトランジスタを使用することによって、モバイルフォンにおける左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端に送信することができるように、第2のトランジスタのゲートはオン状態になる。第2の定電圧制御回路は第2のトランジスタのゲートおよび第2の電極に結合され、第2の定電圧制御回路は、左チャネルオーディオ信号を、第2のトランジスタのゲートに送信するように構成される。第2の定電圧制御回路の技術的効果は上記で説明されたものと同じであり、詳細がここで再び説明されることはない。
任意選択で、第1の定電圧制御回路は、第1のコンデンサを含む。第1のコンデンサの第1端は第1のトランジスタのゲートに結合され、第1のコンデンサの第2端は第1のトランジスタの第2の電極に結合される。右チャネル送信端上の右チャネルオーディオ信号が、第1のコンデンサを使用することによって、第1のトランジスタのゲートに送信されることができるように、第1のコンデンサは交流電流を通過させ、直流電流に抵抗する特性を有する。加えて、直流電圧の第1の電圧は、第1のコンデンサを使用することによって、右チャネル送信端に送信されることができない。第2の定電圧制御回路は第2のコンデンサを含む。第2のコンデンサの第1端は第2のトランジスタのゲートに結合され、第2のコンデンサの第2端は第2のトランジスタの第2の電極に結合される。第2のコンデンサの技術的効果は上記で説明されたものと同じであり、詳細がここで再び説明されることはない。
任意選択で、第1のスイッチ回路は第4の抵抗器をさらに含む。第4の抵抗器の第1端は第1のトランジスタのゲートに結合され、第4の抵抗器の第2端は第1のオン電圧端に結合される。第4の抵抗器は、第1のトランジスタのゲートに負荷される交流電流オーディオ信号を防止することができる。言い換えると、右チャネルオーディオ信号は第1のオン電圧端に結合された電源に送信され、それによって、電源に結合された他の回路構造に影響を与える。第2のスイッチ回路は第5の抵抗器をさらに含む。第5の抵抗器の第1端は第2のトランジスタのゲートに結合され、第5の抵抗器の第2端は第1のオン電圧端に結合される。第5の抵抗器の技術的効果は上記で説明されたものと同じであり、詳細がここで再び説明されることはない。
本出願の実施形態の第2の態様は、インターフェース回路システムを提供する。インターフェース回路システムは、外部デバイスに結合されるように構成された外部インターフェースと、充電変換チップと、オーディオ処理チップと、上記で説明されたいずれかの多重化回路とを含む。外部インターフェースはType-Cインターフェースである。外部インターフェースは、ピンD+と、ピンD-と、VBUSピンとを含む。加えて、多重化回路の第1の外部送信端はピンD+に結合され、多重化回路の第2の外部送信端はピンD-に結合され、多重化回路の右チャネル送信端および左チャネル送信端はオーディオ処理チップに別々に結合される。オーディオ処理チップは、右チャネルオーディオ信号を、右チャネル送信端に提供し、左チャネルオーディオ信号を、左チャネル送信端に提供するように構成される。多重化回路の第2のオン電圧端はVBUSピンに結合される。充電変換チップは、VBUSピンと、多重化回路の第1の内部送信端および第2の内部送信端とに別々に結合される。充電変換チップは、第1の内部送信端および第2の内部送信端の電圧に基づいて、VBUSピンによって提供される充電電圧を調整するように構成される。インターフェース回路システムは、上述の実施形態において提供された多重化回路と同じ技術的効果を有し、詳細がここで再び説明されることはない。
任意選択で、インターフェース回路システムは、無線充電回路と、無線絶縁スイッチとをさらに含む。無線充電回路は充電変換チップに結合され、無線充電回路は、無線充電信号を受け取り、充電電圧を充電変換チップに提供するように構成される。無線絶縁スイッチは、充電変換チップと、VBUSピンとに結合され、無線絶縁スイッチは、無線充電回路が無線充電信号を受け取ったとき、充電変換チップをVBUSピンから切り離すように構成される。このように、アナログヘッドセットは、モバイル端末が無線で充電されている間に、使用されることができる。
任意選択で、インターフェース回路システムは低ドロップアウトレギュレータをさらに含む。低ドロップアウトレギュレータの入力端はVBUSピンによって提供される充電電圧を受け取るように構成され、低ドロップアウトレギュレータの出力端は第2のオン電圧端に結合される。低ドロップアウトレギュレータは、VBUSピンによって提供される充電電圧に対して電圧規制を実行し、充電電圧を第2のオン電圧端に提供するように構成される。このように、外部インターフェースのVBUSピンによって提供される電圧が、充電タイプに基づいて変化したとき、低ドロップアウトレギュレータは、安定した電圧を、第2のオン電圧端に提供し得る。
任意選択で、インターフェース回路システムはシステムオンチップをさらに含む。システムオンチップは、多重化回路の第1の内部送信端と、第2の内部送信端とに別々に結合される。システムオンチップは、第1の内部送信端および第2の内部送信端がフローティング状態にあるときに、モバイル端末が非標準充電器モードで充電されることができるように、充電プロトコルに従って、第1の内部送信端および第2の内部送信端の電圧に基づいて、外部インターフェースに接続された外部デバイスを識別するように構成される。
本出願の実施形態の第3の態様は、バッテリと、上記で説明されたいずれかのインターフェース回路システムとを含む、モバイル端末を提供する。インターフェース回路システム内の多重化回路の第1のオン電圧端はバッテリに結合される。バッテリは、第1のオン電圧を第1のオン電圧端に提供するように構成される。インターフェース回路システム内の充電変換チップはバッテリに結合される。充電変換チップは、インターフェース回路システム内の外部インターフェースのVBUSピンによって提供される充電電圧を変換し、充電電圧をバッテリに提供するように構成される。モバイル端末は、上述の実施形態において提供されたインターフェース回路システムと同じ技術的効果を有し、詳細がここで再び説明されることはない。
本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムの概略構造図である。 図1に示される外部インターフェースの概略構造図である。 本出願のいくつかの実施形態による別のインターフェース回路システムの概略構造図である。 関連技術におけるインターフェース回路システムの概略構造図である。 本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムにおいて、充電中にアナログヘッドセットを使用することの概略図である。 図5における第2のオン電圧端の配置方式の概略図である。 図5における第2のオン電圧端の別の配置方式の概略図である。 図5における第2のオン電圧端の別の配置方式の概略図である。 本出願のいくつかの実施形態による別のインターフェース回路システムにおいて、充電中にアナログヘッドセットを使用することの概略図である。 本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムの具体的な概略構造図である。 図8aにおける第1の定電圧制御回路の制御プロセスの概略図である。 本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムの別の具体的な概略構造図である。 本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムの別の具体的な概略構造図である。 本出願のいくつかの実施形態によるインターフェース回路システムの別の具体的な概略構造図である。
以下では、本出願の実施形態における添付図面を参照して、本出願の実施形態における技術的解決策について説明する。説明される実施形態が本出願の実施形態のすべてではなく、部分にすぎないことは、明らかである。
以下における「第1の」および「第2の」という用語は、説明のためのものにすぎず、示された技術的特徴の相対的な重要性の指示もしくは暗示、または数量の暗黙的な指示として理解されないものとする。したがって、「第1の」または「第2の」によって限定される特徴は、1つまたは複数の特徴を明示的または暗黙的に含み得る。本出願の説明においては、特段の言明がない限り、「複数の」は、2つ以上を意味する。
加えて、本出願においては、「上」、「下」、「左」、「右」などの方向用語は、添付の図面において概略的に配置されたコンポーネントの方向によって定義され得るが、これらに限定されない。これらの方向用語は、相対的な概念であり得、説明および明確化のために使用され、添付の図面におけるコンポーネントの方向の変化に基づいてしかるべく変化し得ることが、理解されるべきである。
本出願においては、明示的に特段の指摘および限定がない限り、「接続」という用語は、広義に理解されるべきである。例えば、「接続」は、固定的な接続、着脱可能な接続であり得、または統合され得、または直接的な接続、もしくは中間媒体を通した間接的な接続であり得る。加えて、「結合」という用語は、信号送信のための電気的接続を実施する方式であり得る。
本出願の実施形態は、モバイル端末を提供する。モバイル端末は、例えば、モバイルフォン、ディスプレイ、タブレットコンピュータ、もしくは車載デバイスなどの、表示インターフェースを有する製品、スマートウォッチ、もしくはスマートバンドなどの、インテリジェントディスプレイウェアラブル製品、または充電器およびヘッドセットに接続されることができる、別の電子デバイスであり得る。本出願のこの実施形態においては、モバイル端末の具体的な形態は、特に限定されない。
モバイル端末が、充電器、(3.5mmヘッドセットインターフェースを有する)アナログヘッドセット、リムーバブル記憶デバイス、またはモバイル端末などの、外部デバイスに結合されることを可能にするために、モバイル端末は、図1に示されるインターフェース回路システム10を含み得る。インターフェース回路システム10は、外部デバイスを、モバイル端末の内部コンポーネントに電気的に接続するように構成される。インターフェース回路システム10は、多重化回路100と、外部インターフェース200とを含む。
外部インターフェース200は、Type-Cインターフェースであり得る。外部インターフェース200は、図2に示されるピンCCを含み得る。Type-Cインターフェースに結合された外部デバイスのタイプは、ピンCCを使用することによって識別され得る。
本出願のいくつかの実施形態においては、ピンCCが、外部デバイスがアナログヘッドセットであることを識別したとき、モバイル端末におけるオーディオ信号が、外部デバイス、例えば、アナログヘッドセットに送信されるように、多重化回路100においてオーディオを送信するために使用される信号経路は、閉じられる。
この場合、多重化回路100において、オーディオ信号を送信するために使用される信号経路は、図1に示される、第1のスイッチ回路101と、第2のスイッチ回路102とを含み得る。加えて、多重化回路100は、第1の外部送信端USB_DPと、第2の外部送信端USB_DNと、右チャネル送信端HSRと、左チャネル送信端HSLと、第1のオン電圧端VOUT1と、第2のオン電圧端VOUT2とをさらに含む。
これに基づいて、インターフェース回路システム10は、外部インターフェース200と、オーディオ処理チップ300、例えば、コーデック(codec)とをさらに含む。多重化回路100の右チャネル送信端HSRおよび左チャネル送信端HSLは、オーディオ処理チップ300に結合され得る。オーディオ処理チップ300は、シリアル低電力チップ間メディアバス(serial low-power inter-chip media bus、SLIM bus)と、集積回路間(inter-integrated circuit、IC)バスとを使用することによって、システムオンチップ(system on chip、SoC)500に結合される。
外部インターフェース200に接続された外部デバイスがアナログヘッドセットであるとき、アナログヘッドセットは、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-に結合される。この場合、アナログヘッドセットがモバイル端末によって作られたサウンドを聞くことができるように、オーディオ処理チップ300は、SoC500によって出力されたオーディオ信号をデコードし、右チャネルオーディオ信号を、右チャネル送信端HSRに提供し、左チャネルオーディオ信号を、左チャネル送信端HSLに提供する。
この場合、多重化回路100における第1のスイッチ回路101は、第1の外部送信端USB_DPと、右チャネル送信端HSRと、第1のオン電圧端VOUT1とに結合される。第1のスイッチ回路101は、第1のオン電圧端VOUT1によって出力された第1のオン電圧V1を受け取るように構成され、右チャネル送信端HSRによって提供された右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端USB_DPに送信するために、第1のオン電圧V1の制御下において、閉状態になる。
加えて、多重化回路100における第2のスイッチ回路102は、第2の外部送信端USB_DNと、左チャネル送信端HSLと、第1のオン電圧端VOUT1とに結合される。第2のスイッチ回路102は、第1のオン電圧V1を受け取るように構成され、左チャネル送信端HSLによって提供された左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端USB_DNに送信するために、第1のオン電圧V1の制御下において、閉状態になる。
これに基づいて、右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端USB_DPを通して、また左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端USB_DNを通して、外部デバイスとしてのアナログヘッドセットに送信するために、アナログヘッドセットは、インターフェース回路システム10における外部インターフェース200に挿入され得る。
例えば、外部インターフェース200は、図2に示され、Type-Cインターフェースプロトコルに基づいて規定される、ピンD+と、ピンD-とをさらに含み得る。これに基づいて、多重化回路100の第1の外部送信端USB_DPは、ピンD+に結合され得、第2の外部送信端USB_DNは、ピンD-に結合され得る。このように、アナログヘッドセットが外部インターフェース200に接続された後、アナログヘッドセットは、第1の外部送信端USB_DPによって送信された右チャネルオーディオ信号と、第2の外部送信端USB_DNによって送信された左チャネルオーディオ信号とを受け取り得る。
加えて、アナログヘッドセットがType-Cインターフェースに結合されたとき、アナログヘッドセット上のマイクロフォン(Microphone、MIC)は、Type-Cインターフェースにおける、図2に示されるSBU1ピンに結合され、アナログヘッドセット上の接地端は、Type-Cインターフェースにおける、SBU2ピンに結合される。アナログヘッドセット上のMIC端における信号は、図3に示されるオーディオ処理チップ300に送信され、その後、オーディオ処理チップ300によってエンコードされた後、SoC500に送信されることができる。
加えて、Type-CインターフェースにおけるSBU1ピンおよびSBU2ピンは、それぞれ、Type-CインターフェースのサイドAおよびサイドB上に配置される。この場合、ヘッドセットが、(サイドAに電気的に結合される)順方向挿入方式で、Type-Cインターフェースに挿入されたとき、ヘッドセット上のMIC端は、SBU1ピンに結合され、アナログ接地端AGNDは、SBU2ピンに結合され、MIC端における信号は、オーディオ処理チップ300に通常通り入力されることができる。
しかしながら、ヘッドセットが(サイドBに電気的に結合される)逆方向挿入方式で、Type-Cインターフェースに挿入されたとき、ヘッドセット上のMIC端は、SBU2ピンに結合され、アナログ接地端AGNDは、SBU1ピンに結合され、MIC端における信号は、オーディオ処理チップ300に通常通り入力されることができない。したがって、インターフェース回路システムは、アナログ切り替えスイッチ600をさらに含む。アナログ切り替えスイッチ600は、ヘッドセットが順方向挿入方式にあるか、それとも逆方向挿入方式にあるかにかかわらず、ヘッドセット上のMIC端がSBU1ピンに結合され、接地端がSBU2ピンに結合されることが保証されることができるように、SBU1ピンおよびSBU2ピンをヘッドセットに結合する方式を切り替えるために使用され得る。
本出願の他のいくつかの実施形態においては、ピンCCが、外部デバイスが、充電器、モバイルフォン、コンピュータ、またはリムーバブル記憶デバイスなどの、非ヘッドセットデバイスであることを識別したとき、多重化回路100に存在し、充電電圧または外部データを送信するために使用される、信号経路は、充電電圧または外部データをモバイル端末の内部に送信するために、閉じられる。
この場合、多重化回路100において、充電電圧または外部データを送信するために使用される信号経路は、図3に示される第3のスイッチ回路103を含み得る。加えて、多重化回路100は、第1の内部送信端USB_DP_1と、第2の内部送信端USB_DN_1とをさらに含む。
第3のスイッチ回路103はさらに、第1の外部送信端USB_DPと、第2の外部送信端USB_DNと、第1の内部送信端USB_DP_1と、第2の内部送信端USB_DN_1とに結合される。第3のスイッチ回路103が閉状態になるとき、信号送信が、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間において、実施されることができるように、第1の外部送信端USB_DPは、第1の内部送信端USB_DP_1に結合され得る。加えて、信号送信が、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間において、実施されることができるように、第2の外部送信端USB_DNは、第2の内部送信端USB_DN_1に結合され得る。
あるいは、第3のスイッチ回路103が開状態になるとき、信号送信が、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間において、実行されることができないように、第1の外部送信端USB_DPは、第1の内部送信端USB_DP_1から切り離され得る。加えて、信号送信が、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間において、実行されることができないように、第2の外部送信端USB_DNは、第2の内部送信端USB_DN_1から切り離され得る。
本出願のいくつかの実施形態においては、外部インターフェース200に接続された外部デバイスが、コンピュータ、またはリムーバブル記憶デバイス(例えば、USBフラッシュドライブ、もしくはリムーバブルハードディスク)である場合、第3のスイッチ回路103が閉状態になるとき、第1の外部送信端USB_DPおよび第2の外部送信端USB_DNによって、それぞれ、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1に送信される信号は、外部デバイスによって提供されたデータ信号であり得ることが留意されるべきである。図3に示されるように、インターフェース回路システム10がSoC500を含むとき、SoC500を使用することによってデータ信号を処理するために、外部デバイスによって提供されたデータ信号がSoC500に送信されることができるように、SoC500は、第1の内部送信端USB_DP_1と、第2の内部送信端USB_DN_1とに結合され得る。
あるいは、本出願の他のいくつかの実施形態においては、インターフェース回路システム10は、図1に示される充電変換チップ400をさらに含み得、外部インターフェース200は、図2に示されるVBUSピンを有する。図1に示されるように、充電変換チップ400は、VBUSピンと、第1の内部送信端USB_DP_1と、第2の内部送信端USB_DN_1とに結合される。
この場合、外部インターフェース200に接続された外部デバイスが充電器である場合、第3のスイッチ回路103が閉状態になるとき、充電変換チップ400は、第1の外部送信端USB_DPおよび第2の外部送信端USB_DNによって、それぞれ、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1に送信された電圧信号を受け取り、充電器を制御して、VBUSピンに充電電圧を提供するために、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1の電圧に基づいて、充電タイプを検出し得る。加えて、(例えば、電源電圧が9V、電源電流が2Aである)急速充電、または(例えば、電源電圧が5V、電源電流が1.2Aである)低速充電を実行するために、VBUSピンの充電電圧が、充電変換チップ400を使用することによって変換され、バッテリに提供されることができるように、充電変換チップ400は、モバイル端末内部のバッテリにさらに結合され得る。
加えて、SoC500が第1の内部送信端USB_DP_1と、第2の内部送信端USB_DN_1とに結合され得るとき、SoC500は、第1の外部送信端USB_DPおよび第2の外部送信端USB_DNによって、それぞれ、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1に送信された電圧を受け取り得、BC1.2充電プロトコルに従って、外部インターフェース200に接続された外部デバイスのタイプが充電器であるか、それともパーソナルコンピュータ(Personal Compute、PC)であるかを検出する。
上述のことから、アナログヘッドセットが外部インターフェース200に接続されたとき、右チャネル送信端HSRによって提供された右チャネルオーディオ信号、および左チャネル送信端HSLによって提供された左チャネルオーディオ信号が、それぞれ、第1のスイッチ回路101および第2のスイッチ回路102を使用することによってアナログヘッドセットに送信されることができるように、多重化回路100における第1のスイッチ回路101および第2のスイッチ回路102は閉状態になることを理解することができる。加えて、充電器が外部インターフェース200に接続されたとき、充電タイプを決定するために、充電変換チップ400が第1の外部送信端USB_DPおよび第2の外部送信端USB_DNによって、それぞれ、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1に送信された電圧信号を受け取ることができるように、多重化回路100における第3のスイッチ回路103は閉状態になる。したがって、外部インターフェース200のVBUSピンによって提供される充電電圧および充電電流が制御される。
アナログヘッドセットが使用されながらモバイル端末を充電するために、外部インターフェース200はさらに、図4に示される1対2アダプタ201に接続され得る。1対2アダプタ201は、第1の入力インターフェースIN1と、第2の入力インターフェースIN2と、出力インターフェースOPとを有する。第1の入力インターフェースIN1は、充電器に結合されるために使用され、第2の入力インターフェースIN2は、アナログヘッドセットに結合されるために使用され、出力インターフェースOPは、外部インターフェース200に結合されるために使用される。この場合、アナログヘッドセットが使用されながらモバイル端末が充電されることができるように、充電器とアナログヘッドセットは共に、1対2アダプタ201を使用することによって外部インターフェース200に結合されることができる。これに基づいて、関連技術においては、第1のスイッチ回路101、第2のスイッチ回路102、および第3のスイッチ回路103は、すべて、閉状態になる必要がある。この場合、第1のスイッチ回路101および第2のスイッチ回路102は、閉じられているので、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-は、それぞれ、右チャネル送信端HSRおよび左チャネル送信端HSLに結合される。これに基づいて、第3のスイッチ回路103も、閉状態になるので、SoC500は、第3のスイッチ回路103を使用することによって外部インターフェース200のピンD+およびピンD-に結合され得る。この場合、オーディオ処理チップ300は、出力デバイス内にあり、低インピーダンスの特性を有するので、SoC500は、右チャネル送信端HSRおよび左チャネル出力端HSLが、独立してプルダウンされたことを、BC1.2充電プロトコルに従って検出することができる。したがって、外部インターフェース200に接続された外部デバイスは、PCであると考えられる。この場合、SoC500は、外部デバイスとモバイル端末との間において、充電ではなく、データ送信が実行されると見なす。この場合、SoC500は、非常に小さい充電電流、例えば、500mAの充電電流を、外部インターフェース200のVBUSピンに提供するように、外部デバイスを制御することができる。結果として、遅い充電速度という問題が引き起こされる。
本出願における上述の問題を解決するために、本出願のいくつかの実施形態においては、多重化回路100は、図1、図3、または図5に示される絶縁回路104をさらに含み得る。絶縁回路104は、第3のスイッチ回路103と、第1のオン電圧端VOUT1と、接地端GNDと、第2のオン電圧端VOUT2とに結合される。
絶縁回路104は、第2のオン電圧端VOUT2によって出力された第2のオン電圧V2は受け取られたが、第1のオン電圧端VOUT1によって出力された第1のオン電圧V1は受け取られないとき、第2のオン電圧V2を受け取った第3のスイッチ回路103が閉状態になるように、第2のオン電圧V2を、第3のスイッチ回路103に送信するように構成される。この場合、第3のスイッチ回路103は、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間の信号送信を可能にし、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間の信号送信を可能にすることができる。
加えて、絶縁回路104は、第3のスイッチ回路103が開状態になるように、第1のオン電圧端VOUT1によって出力された第1のオン電圧V1、および第2のオン電圧端VOUT2によって出力された第2のオン電圧V2が受け取られたとき、第3のスイッチ回路103をプルダウンするようにさらに構成される。したがって、信号送信が、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間において、実行されることができないように、第1の外部送信端USB_DPは、第1の内部送信端USB_DP_1から切り離されることができる。加えて、信号送信が、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間において、実行されることができないように、第2の外部送信端USB_DNは、第2の内部送信端USB_DN_1から切り離され得る。
このように、一態様においては、本出願のこの実施形態において提供されるインターフェース回路システム10を有する、モバイル端末の充電中に、アナログヘッドセットが使用されるとき、第1のオン電圧端VOUT1は、第1のオン電圧V1を、第1のスイッチ回路101と、第2のスイッチ回路102と、絶縁回路104とに提供する。この場合、第1のスイッチ回路101と、第2のスイッチ回路102は共に、閉状態になり、右チャネル送信端HSRによって提供される右チャネルオーディオ信号、および左チャネル送信端HSLによって提供される左チャネルオーディオ信号は、それぞれ、第1のスイッチ回路101および第2のスイッチ回路102を使用することによってアナログヘッドセットに送信される。
加えて、第2のオン電圧端VOUT2は、第2のオン電圧V2を、絶縁回路104に提供し、絶縁回路104は、第3のスイッチ回路103が開状態になるように、第1のオン電圧V1および第2のオン電圧V2の影響の下において、第3のスイッチ回路103をプルダウンする。したがって、第1の外部送信端USB_DPは、第1の内部送信端USB_DP_1から切り離されることができ、第2の外部送信端USB_DNは、第2の内部送信端USB_DN_1から切り離されることができる。
この場合、SoC500と、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-は、フローティング状態になる。この場合、SoC500は、外部インターフェース200に結合された充電器のカテゴリを、BC1.2充電プロトコルに従って、検出することに失敗することがある。したがって、充電器は、非標準充電器であると見なされる。このように、SoC500は、非標準充電モードにおいて、充電電圧(例えば、5V)、および充電電流(例えば、PCモードにおける500mAよりも大きい1.2A、)を、外部インターフェース200のVBUSピンに提供するように、外部デバイスを制御することができる。したがって、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、モバイル端末の充電速度は、改善される。
別の態様においては、右チャネル送信端HSRおよび左チャネル送信端HSLによって出力されるオーディオ信号は、正の電圧と負の電圧とを有する、交流電流信号である。この場合、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、第3のスイッチ回路103は、絶縁回路104のプルダウン効果の下において、開状態になり、第1の外部送信端USB_DPを第1の内部送信端USB_DP_1から切り離し、第2の外部送信端USB_DNを第2の内部送信端USB_DN_1から切り離す。この場合、負電圧によって引き起こされる、充電変換チップ400およびSoC500に対するダメージが回避されることができるように、オーディオ信号における負電圧は、相対的に弱い負電圧耐性能力を有する、充電変換チップ400およびSoC500に、第3のスイッチ回路103を使用することによって送信されない。
さらに別の態様においては、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、第3のスイッチ回路103は、絶縁回路104のプルダウン効果の下において、開状態になり、SoC500は、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-から切り離される。したがって、SoC500は、ピンD+とピンD-とを使用することによってオーディオ信号における負電圧をクランプしない。言い換えると、SoC500は、オーディオ信号内の負電圧を吸収し、それによって、オーディオ信号に対する影響を回避する。
以下では、例を使用することによって第2のオン電圧端VOUT2を設定する方式について説明する。本出願のいくつかの実施形態においては、図6aに示されるように、第2のオン電圧端VOUT2は、外部インターフェース200のVBUSピンに結合され得る。このように、充電器が外部インターフェース200に接続された後、第2のオン電圧端VOUT2が、第2のオン電圧V2を、絶縁回路104に提供することができるように、VBUSピンは、充電電圧を、第2のオン電圧端VOUT2に提供することができる。
あるいは、充電器は、モバイル端末に対する急速充電および低速充電を実行し得るので、外部インターフェース200のVBUSピンによって提供される電圧は、相対的に大きく変動することがあり、相対的に大きいサージ問題が充電タイプの変化に基づいて発生することがある。外部インターフェース200の生産ラインによって生成される、アイパターン品質を保証するために、本出願の他のいくつかの実施形態においては、インターフェース回路システム10は、図6bに示される低ドロップアウトレギュレータ(Low Dropout Regulator、LDO)700をさらに含み得る。
LDO700の入力端は、VBUSピンによって出力される充電電圧を受け取るために、外部インターフェース200のVBUSピンに結合され得る。加えて、LDO700の出力端は、第2のオン電圧端VOUT2に結合される。LDO700は、VBUSピンによって提供される充電電圧に対して電圧規制を実行し、充電電圧を第2のオン電圧端VOUT2に提供するように構成される。このように、外部インターフェース200のVBUSピンによって提供される電圧が充電タイプに基づいて変化するとき、LDO700は、安定した電圧を、第2のオン電圧端VOUT2に提供し得る。
あるいは、本出願の他のいくつかの実施形態においては、LDO700は、充電変換チップ400に統合され得、LDO700による電圧規制後に獲得された電圧は、充電変換チップ400内の、図6cに示されるREGNピンを使用することによって第2のオン電圧端VOUT2に提供される。このように、充電器が外部インターフェース200に接続された後、VBUSピンは、充電電圧を、充電変換チップ400に提供し得る。電圧を変換した後、充電変換チップ400は、電圧をモバイル端末内部のバッテリに提供し得、第2のオン電圧端VOUT2が第2のオン電圧V2を絶縁回路104に提供することができるように、LDO700による電圧規制後、REGNピンを使用することによって電圧を第2のオン電圧端VOUT2に提供し得る。
上述の説明から、第2のオン電圧端VOUT2は、外部インターフェース200のVBUSピンによって提供された電圧を、直接的に受け取り得、またはVBUSピンの電圧がLDO700によって処理された後に獲得された電圧を、受け取り得ることを理解することができる。したがって、電気信号の送信を実施するための、第2のオン電圧端VOUT2とVBUSピンとの間の結合が存在する。これに基づいて、絶縁回路104が、第1のオン電圧端VOUT1によって出力された第1のオン電圧V1と、第2のオン電圧端VOUT2によって出力された第2のオン電圧V2とを受け取り、絶縁回路104が第3のスイッチ回路103をプルダウンしたとき、接地端NDが第2のオン電圧端VOUT2をプルダウンすること、およびVBUSピン上の電圧がプルダウンされることが保証されることができ、それによって、充電に影響を与えることを回避するように、絶縁回路104は、接地端GNDを第2のオン電圧端VOUT2から絶縁するようにさらに構成される。
上述の解決策においては、外部インターフェース200は、充電中にアナログヘッドセットを使用することを実施するために、1対2アダプタ201に結合される。本出願の他のいくつかの実施形態においては、図7に示されるように、外部インターフェース200がヘッドセットアダプタ202に結合されたとき、充電中にアナログヘッドセットを使用することは、無線充電による解決策を使用することによって実施されることができる。
具体的には、インターフェース回路システム10は、無線充電回路800と、無線絶縁スイッチ900とをさらに含む。無線充電回路800は、充電変換チップ400に結合される。アンテナが無線充電回路800に配置され、アンテナは、無線充電クレードル(図に示されず)によって使用される、無線充電信号を受け取るように構成される。電磁誘導に基づいて、充電電流を発生させるように構成されたコンポーネントが無線充電回路800内にさらに配置される。コンポーネントは電磁変換を実行し、無線充電を実施するために、充電電圧を充電変換チップ400に提供し得る。
加えて、無線絶縁スイッチ900は、充電変換チップ400と、外部インターフェース200のVBUSピンとに結合される。無線絶縁スイッチ900は、無線充電回路800内のアンテナが無線充電信号を受け取ったとき、充電変換チップ400をVBUSピンから切り離すように構成される。これは、VBUSピン上の電圧信号が無線充電に影響を与えることを防止する。
これに基づいて、無線充電による解決策については、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、上述のことから、第1の外部送信端USB_DPが第1の内部送信端USB_DP_1から切り離され得、第2の外部送信端USB_DNが第2の内部送信端USB_DN_1から切り離され得るように、第3のスイッチ回路103は、開状態になり得ることを理解することができる。この場合、SoC500と、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-は、フローティング状態になる。SoC500は、無線充電デバイスが非標準充電器であることを識別し、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、モバイル端末の充電速度を改善するために、無線充電回路800を使用することによって非標準充電モードにおける充電電圧、例えば、5Vと、充電電流、例えば、(PCモードにおける500mAよりも大きい)1.2Aとを、充電変換チップ400に提供する。
加えて、第3のスイッチ回路103が開状態になり得るとき、負電圧によって引き起こされる、充電変換チップ400およびSoC500に対するダメージが回避されることができるように、オーディオ信号における負電圧は、相対的に弱い負電圧耐性能力を有する、充電変換チップ400およびSoC500に、第3のスイッチ回路を使用することによって送信されない。加えて、SoC500は、外部インターフェース200のピンD+およびピンD-から切り離される。したがって、オーディオ信号の品質が劣化する確率を低減させるために、SoC500は、ピンD+およびピンD-を使用することによってオーディオ信号における負電圧をクランプしない。
以下では、例を使用することによって、多重化回路100内の第1のスイッチ回路101、第2のスイッチ回路102、第3のスイッチ回路103、および絶縁回路104の具体的な構造について詳細に説明する。
図8aに示されるように、第1のスイッチ回路は、第1のトランジスタM1を含む。第1のトランジスタM1のゲート(Gate、G)は、第1のオン電圧端VOUT1に結合され、第1のオン電圧端VOUT1によって提供された第1のオン電圧V1を受け取り得る。第1のトランジスタM1の第1の電極(例えば、ドレーン(drain、D))は、第1の外部送信端USB_DPに結合され、第1のトランジスタM1の第2の電極(例えば、ソース(source、D))は、右チャネル送信端HSRに結合される。
この場合、第1のオン電圧端VOUT1によって提供された第1のオン電圧V1を受け取った後、右チャネル送信端HSRが、第1のトランジスタM1を使用することによって、モバイルフォンにおける右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端USB_DPに送信することができるように、第1のトランジスタM1のゲートGは、オン状態になる。
これに基づいて、オーディオ信号は、交流電流信号であるので、オーディオ信号は、変動する。言い換えると、第1のトランジスタM1の第2の電極(例えば、ソースS)に負荷される電圧は、変動する。オンにされるように第1のトランジスタM1を制御するために使用され、第1のオン電圧端VOUT1によって提供される、第1のオン電圧V1は、直流電圧、例えば、3Vである。このように、右チャネルのオーディオ信号が変動するにつれて、第1のトランジスタM1のゲートGと第2の電極(例えば、ソースS)との間の電圧差Vgsは、第1のトランジスタM1のインピーダンスが変化し、それがさらに、オーディオの全高調波歪み-雑音(Total Harmonic Distortion-Noise、THD-N)インジケータに影響を与えるように、変化する。
上述の問題を解決するために、図8Aに示されるように、第1のスイッチ回路101は、第1の定電圧制御回路11をさらに含む。
第1の定電圧制御回路11は、第1のトランジスタM1のゲートGおよび第2の電極(例えば、ソースS)に結合される。図8bに示されるように、第1の定電圧制御回路11は、(図において正弦波によって表される)右チャネルオーディオ信号を、第1のトランジスタM1のゲートGに負荷するように構成される。この場合、第1のトランジスタM1のゲートGも、変動する右チャネルオーディオ信号を有する。このように、第1のトランジスタM1のインピーダンスが変化する確率が、オーディオ信号の送信プロセスにおいて低減されることができ、THD-Nインジケータが改善されることができるように、第1のトランジスタM1のゲートGと第2の電極(例えばソースS)との間の電圧差(Vgs=V1=3V)は、一定の直流電圧である。
本出願のいくつかの実施形態においては、第1の定電圧制御回路11は、図8cに示される第1のコンデンサC1を含み得る。第1のコンデンサC1の一端は、第1のトランジスタM1のゲートGに結合され、他端は、第1のトランジスタMの第2の電極(例えば、ソースS)に結合される。この場合、第1のコンデンサC1の、交流電流を通過させ、直流電流に抵抗する特性を使用することによって、右チャネル送信端HSR上の交流電流信号、すなわち、右チャネルオーディオ信号は、第1のトランジスタM1のゲートGと第2の電極(例えばソースS)との間の電圧差VgsがV1に等しくなるように、第1のコンデンサC1を使用することによって第1のトランジスタM1のゲートGに送信され得る。加えて、直流電圧の第1のオン電圧V1は、第1のコンデンサC1を使用することによって右チャネル送信端HSRに送信されることができない。
同様に、第2のスイッチ回路は、図8aに示される第2のトランジスタM2を含む。第2のトランジスタM2のゲートGは、第1のオン電圧端VOUT1に結合され、第1のオン電圧端VOUT1によって提供される第1のオン電圧V1を受け取り得る。第2のトランジスタM2の第1の電極(例えば、ドレーンD)は、第2の外部送信端USB_DNに結合され、第2のトランジスタM2の第2の電極(例えば、ソースS)は、左チャネル送信端HSLに結合される。
この場合、第1のオン電圧端VOUT1によって提供された第1のオン電圧V1を受け取った後、左チャネル送信端HSLが第2のトランジスタM2を使用することによって、モバイルフォンにおける左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端USB_DNに送信することができるように、第2のトランジスタM2のゲートGは、オン状態になる。
加えて、第2の定電圧制御回路12は、第2のトランジスタM2のゲートGおよび第2の電極(例えば、ソースS)に結合され、第2の定電圧制御回路12は、左チャネルオーディオ信号HSLを、第2のトランジスタM2のゲートGに送信するように構成される。同様に、本出願のいくつかの実施形態においては、第2の定電圧制御回路12は、図8cに示される第2のコンデンサC2を含み得ることを理解することができる。
第2のコンデンサC2の一端は、第2のトランジスタM2のゲートGに結合され、他端は、第2のトランジスタM2の第2の電極(例えば、ソースS)に結合される。この場合、第2のコンデンサC2の、交流電流を通過させ、直流電流に抵抗する特性を使用することによって、左チャネル送信端HSL上の左チャネルオーディオ信号は、第2のトランジスタM2のゲートGと第2の電極(例えばソースS)との間の電圧差VgsがV1に等しくなるように、第2のコンデンサC2を使用することによって、第2のトランジスタM2のゲートGに送信され得る。加えて、直流電圧の第1の電圧Vは、第2のコンデンサC2を使用することによって、左チャネル送信端HSLに送信されることができない。
本出願のいくつかの実施形態においては、第1のコンデンサC1および第2のコンデンサC2の容量は、4μFから10μFの範囲であり得る。コンデンサの容量が4μF未満であるとき、容量が相対的に小さいので、直流電圧に対するブロッキング効果は、相対的に貧弱である。結果として、右チャネル送信端HSRまたは左チャネル送信端HSL上のオーディオ信号は、相対的に大きいノイズを有する。コンデンサの容量が10μFよりも大きいとき、コンデンサは、交流電流を通過させ、直流電流に抵抗する、良好な特性を有する。しかしながら、コンデンサは相対的に大きいサイズを有し、モバイルフォン上において、相対的に大きい配線スペースを占有する。
加えて、本出願の他のいくつかの実施形態においては、第1の定電圧制御回路11は、第1のコンデンサC1に並列に接続された、インダクタをさらに含み得る。同様に、第2の定電圧制御回路12も、第2のコンデンサC2に並列に接続された、インダクタをさらに含み得る。第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2のゲートG上におけるノイズは、インダクタのフィルタリング効果を使用することによって低減させることができる。
本出願のこの実施形態においては、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2は、金属酸化膜半導体(Metal Oxide Semiconductor、MOS)電界効果トランジスタ、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、TFT)、または三極管であり得ることが留意されるべきである。これは、本出願において限定されない。
本出願のこの実施形態においては、トランジスタの第1の電極は、ソースであり得、第2の電極は、ドレーンであり、または第1の電極は、ドレーンであり、第2の電極は、ソースである。説明を容易にするため、本出願の以下の実施形態においては、トランジスタがNMOSトランジスタ(NチャネルMOSトランジスタ)であり、第1の電極がドレーンであり、第2の電極がソースである例が、説明のために使用される。
加えて、直流電源、例えば、モバイルフォンのバッテリは、モバイルフォン内に配置され得、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2を制御してオンにさせることができる、第1のオン電圧V1を、第1のオン電圧端VOUT1に提供するように構成される。例えば、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2は、Nチャネルトランジスタである。モバイルフォンのType-CインターフェースにおけるピンCCが、Type-Cインターフェースに結合された外部デバイスがアナログヘッドセットであることを識別したとき、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2は、それぞれ、第1のスイッチ回路101および第2のスイッチ回路102を有効にするために、オンにされることが必要である。この場合、モバイルフォン内の制御機能を有するチップ、例えば、SoC500は、Type-CインターフェースにおけるピンCCが、Type-Cインターフェースに結合された外部デバイスがアナログヘッドセットであることを識別したとき、SoC500が、バッテリによって第1のオン電圧端VOUT1に提供される第1のオン電圧V1を、ハイレベルになるように、制御することができるように、Type-Cインターフェースと、バッテリとに別々に結合され得る。本出願のいくつかの実施形態においては、バッテリが、安定した第1のオン電圧V1を、第1のオン電圧端VOUT1に提供することを可能にするために、LDOの電圧規制効果を通して、安定した第1のオン電圧V1を、第1のオン電圧端VOUT1に提供するように、LDOがバッテリと第1のオン電圧端VOUT1との間に配置され得る。
加えて、第1のスイッチ回路101は、図8cに示される第4の抵抗器R4をさらに含む。第4の抵抗器R4の第1端は、第1のトランジスタM1のゲートGに結合され、第2端は、第1のオン電圧端VOUT1に結合される。この場合、第4の抵抗器R4は、第1のトランジスタM1のゲートに負荷される交流電流オーディオ信号、すなわち、右チャネルオーディオ信号が第1のオン電圧端VOUT1に結合された電源に送信されることを防止することができ、それによって、電源に結合された他の回路構造に影響を与えることを回避する。
同様に、図8cに示されるように、第2のスイッチ回路102は、第5の抵抗器Rをさらに含む。第5の抵抗器Rの第1端は、第2のトランジスタM2のゲートGに結合され、第2端は、第1のオン電圧端VOUT1に結合される。第5の抵抗器Rの技術的効果は、第4の抵抗器R4のものと同じであり、詳細がここで再び説明されることはない。
加えて、図9aに示されるように、絶縁回路104は、絶縁トランジスタM0を含む。絶縁トランジスタM0のゲートGは、第1のオン電圧端VOUT1によって提供される第1のオン電圧V1を受け取るために、第1のオン電圧端VOUT1に結合される。絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDは、第3のスイッチ回路103に結合され、絶縁トランジスタM0の第2の電極、例えば、ソースSは、接地端GNDに結合される。
第3のスイッチ回路103が、第3のトランジスタM3と、第4のトランジスタM4とを含むとき、第3のトランジスタM3のゲートGは、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合される。第3のトランジスタM3の第1の電極、例えば、ドレーンDは、第1の内部送信端USB_DP_1に結合され、第3のトランジスタM3の第2の電極、例えば、ソースSは、第1の外部送信端USB_DPに結合される。第4のトランジスタM4のゲートは、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合される。第4のトランジスタM4の第1の電極、例えば、ドレーンDは、第2の内部送信端USB_DN_1に結合され、第4のトランジスタM4の第2の電極、例えば、ソースSは、第2の外部送信端USB_DNに結合される。
加えて、絶縁回路104は、第1の抵抗器R1と、第2の抵抗器R2とをさらに含む。第1の抵抗器R1の第1端は、絶縁トランジスタM0の第の電極、例えば、ドレーンDに結合され、第1の抵抗器R1の第2端は、第2のオン電圧端VOUT2に結合される。
第2の抵抗器R2の第1端は、第3のトランジスタM3のゲートGに結合され、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDが第2の抵抗器R2を使用することによって第3のトランジスタM3のゲートGに結合されるように、第2の抵抗器R2の第2端は、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合される。
第3の抵抗器R3の第1端は、第4のトランジスタM4のゲートGに結合され、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDが第3の抵抗器R3を使用することによって第4のトランジスタM4のゲートGに結合されるように、第3の抵抗器R3の第2端は、絶縁トランジスタM0の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合される。
以下では、図9aに示されるインターフェース回路システムの具体的な動作プロセスについて詳細に説明する。
本出願のいくつかの実施形態においては、ユーザが独立してアナログヘッドセットを使用する場合、アナログヘッドセットが外部インターフェース200(例えば、Type-Cインターフェース)を使用することによって、モバイル端末、例えば、モバイルフォンに接続されたとき、モバイルフォンのType-CインターフェースにおけるピンCCが、Type-Cインターフェースに結合された外部デバイスはアナログヘッドセットであることを識別する。この場合、第1のオン電圧端VOUT1は、第1のトランジスタM1と、第2のトランジスタM2と、絶縁トランジスタM0とをオンするために、第1のオン電圧V1を、第1のトランジスタM1のゲートGと、第2のトランジスタM2のゲートGと、絶縁トランジスタM0のゲートGとに提供する。
この場合、右チャネル送信端HSRは、第1のトランジスタM1を使用することによって、モバイルフォンにおける右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端USB_DPに送信する。左チャネル送信端HSLは、アナログヘッドセットがモバイルフォンによって送られたオーディオ信号を聞くことができるように、第2のトランジスタM2を使用することによって、モバイルフォンにおける左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端USB_DNに送信する。
加えて、モバイルフォンは、充電されていないので、充電変換チップ400のREGNは、第2のオン電圧V2を、第3のトランジスタM3のゲートGと、第4のトランジスタM4のゲートGとに提供するための、第2のオン電圧端VOUT2として機能しない。したがって、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4は、カットオフ状態になる。
上述のことから、モバイルフォンがType-Cインターフェースを使用することによってアナログヘッドセットに結合されるとき、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4はカットオフされ得、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2はオンされることを理解することができる。この場合、右チャネル送信端HSRを通して、第1の外部送信端USB_DPに送信される、右チャネルオーディオ信号の負電圧、および左チャネル送信端HSLを通して、第2の外部送信端USB_DNに送信される、左チャネルオーディオ信号の負電圧が、それぞれ、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4の第2の電極(例えば、ソースS)に印加され、これが、第3のトランジスタM3のゲートGと第2の電極(例えば、ソースS)との間の電圧差と、第4のトランジスタM4のゲートGと第2の電極(例えば、ソースS)との間に電圧差とを引き起こす。したがって、元はカットオフされていた第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4は、オンにされる。結果として、右チャネルオーディオ信号および左チャネルオーディオ信号における負電圧が、それぞれ、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4を使用することによって第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DP_1に出力され、ダメージが、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DP_1に結合された、他の回路構造、例えば、充電変換チップ400およびSoC500に対して引き起こされる。
上述の問題を解決するために、図9aに示されるように、第3のスイッチ回路103はさらに、右チャネル送信端HSRと、左チャネル送信端HSLとに結合される。この場合、第3のスイッチ回路103は、第3のコンデンサC3と、第4のコンデンサC4とをさらに含む。
第3のコンデンサC3の第1端は、右チャネル送信端HSRに結合され、第3のコンデンサC3の第2端は、第3のトランジスタM3のゲートGに結合される。この場合、右チャネル送信端HSR上の右チャネルオーディオ信号は、第3のコンデンサC3を使用することによって第3のトランジスタM3のゲートGに送信される。この場合、第1の外部送信端USB_DPに送信された右チャネルオーディオ信号が第3のトランジスタM3の第2の電極(例えば、ソースS)に印加されたとき、第3のトランジスタM3のゲートGと第2の電極(例えば、ソースS)との間の電圧差Vgsは、0であり、第3のトランジスタM3は、右チャネルオーディオ信号における負の電圧が第1の内部送信端USB_DP_1に結合された回路構造に送信されるような、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間における信号経路を形成することを回避するために、依然として、カットオフ状態にある。
同様に、第4のコンデンサC4の第1端は、左チャネル送信端HSLに結合され、第4のコンデンサC4の第2端は、第4のトランジスタM4のゲートGに結合される。この場合、左チャネル送信端HSL上の左チャネルオーディオ信号は、第4のコンデンサC4を使用することによって第4のトランジスタM4のゲートGに送信される。この場合、第2の外部送信端USB_DNに送信された左チャネルオーディオ信号が第4のトランジスタM4の第2の電極、例えば、ソースSに印加されたとき、第4のトランジスタM4のゲートGと第2の電極、例えば、ソースSとの間の電圧差Vgsは、0であり、第4のトランジスタM4は、左チャネルオーディオ信号における負の電圧が第2の内部送信端USB_DN_1に結合された回路構造に送信されるような、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間における信号経路を形成することを回避するために、依然としてカットオフ状態になる。
本出願の他のいくつかの実施形態においては、ユーザが独立して充電を実行する場合、充電器が外部インターフェース200(例えば、Type-Cインターフェース)を使用することによって、モバイル端末、例えば、モバイルフォンに接続されたとき、モバイルフォンのType-CインターフェースにおけるピンCCが、Type-Cインターフェースに結合された外部デバイスは充電器であることを識別する。
この場合、充電変換チップ400のREGN端は、第3のトランジスタM3と、第4のトランジスタM4とをオンにするために、第2のオン電圧V2を、第3のトランジスタM3のゲートと、第4のトランジスタM4のゲートとに提供するための、第2のオン電圧端VOUT2として機能し得る。このように、充電変換チップ400は、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1の電圧を使用することによって、充電タイプが急速充電であるか、それとも低速充電であるかを決定し得る。したがって、充電器によって充電変換チップ400に提供される電圧は、充電変換チップ400が充電器によって提供された電圧を変換した後、モバイル端末のバッテリに対して、急速充電または低速充電を実行することができるように、調整され得る。
加えて、アナログヘッドセットがType-Cインターフェースに結合されていないので、第1のオン電圧端VOUT1は、第1のオン電圧V1を出力しない。したがって、第1のトランジスタM1、第2のトランジスタM2、および絶縁トランジスタM0は、すべて、カットオフ状態になる。
本出願の他のいくつかの実施形態においては、モバイルフォンが外部インターフェース200(例えば、Type-Cインターフェース)を使用することによってデータケーブルに結合されるとき、データケーブルは、外部データを、第1の外部送信端USB_DPに送信し得、その後、第3のトランジスタM3は、第1の内部送信端USB_DP_1を使用することによって、外部データを、SoC500に送信する。外部インターフェース200に結合されたデータケーブルはさらに、外部データを、第2の外部送信端USB_DNにさらに送信し、その後、第4のトランジスタM4は、第2の内部送信端USB_DN_1を使用することによって、外部データをSoC500に送信する。したがって、SoC500は、データケーブルによって提供される外部データを処理することができる。
あるいは、SoC500はさらに、処理されたデータを、第3のトランジスタM3を使用することによって、第1の内部送信端USB_DP_1を通して、第1の外部送信端USB_DPに結合されたデータケーブルに送信することができる。加えて、第2の内部送信端USB_DN_1上の処理されたデータは、第4のトランジスタM4を使用することによって、第2の外部送信端USB_DNに結合されたデータケーブルに送信される。したがって、モバイル端末におけるデータは、データケーブルに結合された外部デバイスに送信されることができる。
上記では、説明のために、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間の信号送信が、第3のトランジスタM3を使用することによって実施され、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間の信号送信が、第4のトランジスタM4を使用することによって実施される例を使用したことが、留意されるべきである。本出願の他のいくつかの実施形態においては、配線スペースおよび製品コストが許すときは、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4に取って代わるために、NMOSトランジスタと、PMOSトランジスタとを含む統合スイッチが使用され得る。
これに基づいて、信号経路が第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間に形成されるとき、第1のトランジスタM1における寄生容量が、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間に形成された信号経路上において送信されるデータに影響を与えることを防止するために、図9aに示されるように、第3のスイッチ回路103は、第1の磁気ビーズ(Bead)L1をさらに含む。
第1の磁気ビーズL1の第1端は、第1のスイッチ回路101に、すなわち、第1のスイッチ回路101における第1のトランジスタM1の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合される。第1の磁気ビーズL1の第2端は、第3のトランジスタM3の第2の電極、例えば、ソースSに結合される。
第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間に形成される信号経路上において送信される信号は、高周波信号であり、周波数は、GHzレベルに達することがあるので、第1のトランジスタM1の寄生容量が第3のトランジスタM3を通過する信号に影響を与えることを防止するために、第1のトランジスタM1のドレーンDが第3のトランジスタM3のソースSから絶縁され得るように、第1の磁気ビーズL1は、高抵抗状態になる。
加えて、第1のトランジスタM1がオンにされ、第3のトランジスタM3がカットオフされたとき、第1のトランジスタM1を通過する信号は、低周波信号であり、周波数は、kHzレベルであるので、第1のトランジスタM1および第1の磁気ビーズL1を使用することによって、右チャネル送信端HSR上の右チャネルオーディオ信号が第1の外部送信端USB_DPに送信されることができるように、第1の磁気ビーズL1は、低抵抗状態になる。
加えて、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間に形成される信号経路上において送信される信号に対する、第1のトランジスタM1の寄生容量の影響をさらに低減するように、第1のトランジスタM1の第2の電極、例えば、ソースSを、第3のトランジスタM3のゲートから絶縁するために、第3のスイッチ回路103は、図9aに示される第3の磁気ビーズL3をさらに含み得る。第3の磁気ビーズL3の第1端は、第1のスイッチ回路101に、すなわち、第1のスイッチ回路101における第1のトランジスタM1のソースSに結合され、第3の磁気ビーズL3の第2端は、第3のトランジスタM3のゲートGに結合される。
同様に、信号経路が第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間に形成されるとき、第2のトランジスタM2内の寄生容量が第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間に形成された信号経路上において送信されるデータに影響を与えることを防止するために、図9aに示されるように、第3のスイッチ回路101は、第2の磁気ビーズL2をさらに含む。
第2の磁気ビーズL2の第1端は、第2のスイッチ回路102に、すなわち、第2のスイッチ回路102における第2のトランジスタM2の第1の電極、例えば、ドレーンDに結合され、第2の磁気ビーズL2の第2端は、第4のトランジスタM4の第2の電極、例えば、ソースSに結合される。
同様に、信号経路が第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間に形成されるとき、第2のトランジスタM2の寄生容量が第4のトランジスタM4を通過する信号に影響を与えることを防止するために、第2のトランジスタM2のドレーンDが第4のトランジスタM4のソースSから絶縁され得るように、第2の磁気ビーズL2は、高抵抗状態になることを理解することができる。加えて、第2のトランジスタM2がオンにされ、第4のトランジスタM4がカットオフされるとき、右チャネル送信端HSR上の右チャネルオーディオ信号は、第2のトランジスタM2と第2の磁気ビーズL2とを使用することによって第2の外部送信端USB_DNに送信されることができる。
加えて、第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間に形成される信号経路上において送信される信号に対する、第2のトランジスタM2の寄生容量の影響をさらに低減するように、第2のトランジスタM2の第2の電極、例えば、ソースSを、第4のトランジスタM4のゲートから絶縁するために、第3のスイッチ回路103は、図9aに示される第4の磁気ビーズL4をさらに含み得る。第4の磁気ビーズL4の第1端は、第2のスイッチ回路102に、すなわち、第2のスイッチ回路102における第2のトランジスタM2の第2の電極(例えば、ソースS)に結合され、第4の磁気ビーズL4の第2端は、第4のトランジスタM4のゲートGに結合される。
結論として、第1の外部送信端USB_DPと第1の内部送信端USB_DP_1との間の信号経路上、および第2の外部送信端USB_DNと第2の内部送信端USB_DN_1との間の信号経路上におけるデータ送信に対する、第1のトランジスタM1および第2のトランジスタM2の寄生容量の影響を低減するために、第1の磁気ビーズL1と、第2の磁気ビーズL2と、第3の磁気ビーズL3と、第4の磁気ビーズL4は、デイジチェーン配置方式を形成し、それによって、USBのアイパターン品質を改善する。
本出願の他のいくつかの実施形態においては、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、図4に示される1対2アダプタ201が、さらに外部インターフェース200(例えば、Type-Cインターフェース)に接続され得る。1対2アダプタ201は、充電器とアナログヘッドセットの両方に結合され得る。あるいは、無線充電が実行されるとき、アナログヘッドセットは、共通アダプタを使用することによって外部インターフェース200に接続され得る。したがって、アナログヘッドセットが使用されながら、モバイル端末が充電されることができる。
この場合、モバイルフォンにおけるオーディオ信号を、アナログヘッドセットに送信するために、図9aにおける第1のオン電圧端VOUT1は、第1のオン電圧V1を出力する。この場合、第1のトランジスタM1は、オンされ、右チャネル送信端HSRは、第1のトランジスタM1を使用することによって、モバイルフォンにおける右チャネルオーディオ信号を、第1の外部送信端USB_DPに送信する。左チャネル送信端HSLは、第2のトランジスタM2を使用することによって、モバイルフォンにおける左チャネルオーディオ信号を、第2の外部送信端USB_DNに送信する。
加えて、モバイルフォンは、充電動作を実行するので、充電変換チップ400のREGN端は、第2のオン電圧VOUT2を出力するための、第2のオン電圧端VOUT2として、使用されることができる。この場合、第2のオン電圧VOUT2を受け取った後、第3のトランジスタM3のゲートGおよび第4のトランジスタM4のゲートGがオン状態になることを回避するために、SoC500は、BC1.2充電プロトコルに従って、外部インターフェース200に接続された外部デバイスは、PCであると見なす。したがって、外部デバイスが非常に小さい充電電流、例えば、500mAの充電電流を、外部インターフェース200のVBUSピンに提供する現象は、制御される。第1のオン電圧端VOUT1によって出力された第1のオン電圧V1を受け取ったとき、絶縁トランジスタM0のゲートGは、オン状態になる。
この場合、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4がカットオフ状態になるように、絶縁トランジスタM0は、接地端GNDを使用することによって、第3のトランジスタM3のゲートと、第4のトランジスタM4のゲートとをプルダウンし得る。したがって、第1の外部送信端USB_DPは、第1の内部送信端USB_DP_1から切り離され、第2の外部送信端USB_DNは、第2の内部送信端USB_DN_1から切り離される。このように、SoC500は、BC1.2充電プロトコルに従って、第1の内部送信端USB_DP_1および第2の内部送信端USB_DN_1がフローティング状態にあることを検出する。この場合、SoC500は、外部インターフェース200(例えば、Type-Cインターフェース)に接続された、充電器または無線充電デバイスは、非標準充電器であると見なす。このように、SoC500は、非標準充電モードにおける充電電圧、例えば、5V、および充電電流、例えば、(PCモードにおける500mAよりも大きい)1.2Aを、外部インターフェース200のVBUSピンに提供するように、外部デバイスを制御し得る。したがって、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、モバイル端末の充電速度が改善する。
上述のことから、本出願においては、絶縁トランジスタM0が第3のスイッチ回路103をプルダウンすることは、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4がカットオフ状態になるまで、第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4のゲートの電圧が低減されるように、絶縁トランジスタM0が接地端GNDを使用することによって、第3のスイッチ回路103における第3のトランジスタM3および第4のトランジスタM4のゲートの電圧をプルダウンすることを意味することを理解することができる。本出願のいくつかの実施形態においては、接地端GNDは、モバイル端末におけるPCB上に配置された基準接地に結合され得る。
これに基づいて、アナログヘッドセットが充電中に使用されるとき、絶縁トランジスタM0は、オンされるので、図9bにおけるノードaの電圧は、接地端GNDの電圧にプルダウンされる。この場合、接地端GNDが充電変換チップ400の(第2の電圧端VOUT2としての)REGN端をプルダウンすることが回避されることができるように、ノードaは、第1の抵抗器R1を使用することによって第2の電圧端VOUT2から絶縁され得る。したがって、充電変換チップ400は、モバイル端末のバッテリを通常通り充電することができる。
加えて、絶縁トランジスタM0がオンにされたとき、絶縁トランジスタM0の第1の電極(例えば、ドレーンD)は、第2の抵抗器R2を使用することによって第3のトランジスタM3のゲートGから絶縁されるので、絶縁トランジスタM0が直接的に第3のトランジスタM3のゲートGを接地端GNDの電圧までプルダウンすること、および第3のトランジスタM3のゲートGの電圧が右チャネル送信端HSR上の右チャネルオーディオ信号の変化に基づいて変化することができないことが回避されることができる。
同様に、絶縁トランジスタM0の第1の電極(例えば、ドレーンD)は、第3の抵抗器R3を使用することによって第4のトランジスタM4のゲートGから絶縁され、絶縁トランジスタM0が直接的に第4のトランジスタM4のゲートGを接地端GNDの電圧までプルダウンすること、および第4のトランジスタM4のゲートGの電圧が左チャネル送信端HSL上の左チャネルオーディオ信号の変化に基づいて変化することができないことが回避されることができる。
本出願のいくつかの実施形態においては、第1の抵抗器R1の抵抗値は、20kΩから60kΩの範囲であり得る。第1の抵抗器R1の抵抗値が20kΩ未満であるとき、電力消費が影響を受け、第1の抵抗器R1の絶縁効果は、明白でない。結果として、接地端GNDが充電変換チップ400のREGN端を容易にプルダウンし、充電変換チップ400によるモバイル端末のバッテリの通常通りの充電が影響を受ける。
加えて、充電変換チップ400のREGN端によって提供される第2のオン電圧V2は、第1の抵抗器R1および第2の抵抗器R2を通過した後にだけ、第3のトランジスタM3のゲートGに送信されること、ならびに第1の抵抗器R1および第3の抵抗器R3を通過した後にだけ、第4のトランジスタM4のゲートGに送信されることができる。したがって、第1の抵抗器R1の抵抗値が60kΩよりも大きいとき、信号経路のインピーダンスは、相対的に大きく、トランジスタのオン時間が影響を受ける。結果として、トランジスタは、オンにされるために、相対的に長い時間を必要とし、それがデータ通信失敗をもたらすことがある。
このように、第1の抵抗器R1の抵抗値が20kΩから60kΩの範囲であり得るとき、電力消費は、影響を受けず、第1の抵抗器R1のより良い絶縁効果が保証されることができ、トランジスタのオン時間が保証されることができる。例えば、第1の抵抗器R1の抵抗値は、20kΩ、25kΩ、30kΩ、35kΩ、40kΩ、45kΩ、50kΩ、55kΩ、または60kΩであり得る。
同様に、第2の抵抗器R2および第3の抵抗器R3の抵抗値は、20kΩから60kΩの範囲であり得る。本出願のいくつかの実施形態においては、第2の抵抗器R2および第3の抵抗器R3の抵抗値は、同じであり得る。
結論として、本出願のこの実施形態において提供されるインターフェース回路システムを有するモバイル端末は、独立してアナログヘッドセットに接続されることができ、また独立して充電されることができ、またはモバイル端末が非標準充電器モードで充電されながら、アナログヘッドセットが使用されることができる。
上述の説明は、単に本出願の具体的な実施にすぎず、本出願の保護範囲を限定することを意図していない。本出願において開示される技術的範囲内のいずれの変形または置換も、本出願の保護範囲に含まれるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。
10:インターフェース回路システム、100:多重化回路、101:第1のスイッチ回路、102:第2のスイッチ回路、103:第3のスイッチ回路、104:絶縁回路、200:外部インターフェース、300:オーディオ処理チップ、400:充電変換チップ、500:SoC、600:アナログ切り替えスイッチ、11:第1の定電圧制御回路、12:第2の定電圧制御回路、800:無線充電回路、900:無線絶縁スイッチ

Claims (15)

  1. 第1のスイッチ回路と、第2のスイッチ回路と、第3のスイッチ回路と、絶縁回路とを備える多重化回路であって、前記多重化回路は、第1の外部送信端と、第2の外部送信端と、右チャネル送信端と、左チャネル送信端と、第1の内部送信端と、第2の内部送信端と、第1のオン電圧端と、接地端と、第2のオン電圧端とを有し、
    前記第1のスイッチ回路は、前記第1の外部送信端と、前記右チャネル送信端と、前記第1のオン電圧端とに別々に結合され、前記第1のスイッチ回路は、前記第1のオン電圧端によって出力された第1のオン電圧を受け取り、前記右チャネル送信端によって提供された右チャネルオーディオ信号を、前記第1の外部送信端に送信するように構成され、
    前記第2のスイッチ回路は、前記第2の外部送信端と、前記左チャネル送信端と、前記第1のオン電圧端とに別々に結合され、前記第2のスイッチ回路は、前記第1のオン電圧を受け取り、前記左チャネル送信端によって提供された左チャネルオーディオ信号を、前記第2の外部送信端に送信するように構成され、
    前記絶縁回路は、前記第3のスイッチ回路と、前記第1のオン電圧端と、前記接地端と、前記第2のオン電圧端とに別々に結合され、前記絶縁回路は、前記第2のオン電圧端によって出力された第2のオン電圧は受け取られたが、前記第1のオン電圧端によって出力された前記第1のオン電圧は受け取られないとき、前記第2のオン電圧を前記第3のスイッチ回路に送信するように構成され、前記絶縁回路は、前記第1のオン電圧と前記第2のオン電圧とが受け取られたとき、前記第3のスイッチ回路をプルダウンし、前記接地端を前記第2のオン電圧端から絶縁するようにさらに構成され、
    前記第3のスイッチ回路はさらに、前記第1の外部送信端と、前記第2の外部送信端と、前記第1の内部送信端と、前記第2の内部送信端とに別々に結合され、前記第3のスイッチ回路は、前記第2のオン電圧が受け取られたとき、前記第1の外部送信端を、前記第1の内部送信端に結合し、前記第2の外部送信端を、前記第2の内部送信端に結合するように構成され、前記第3のスイッチ回路は、前記絶縁回路のプルダウン効果の下において、前記第1の外部送信端を前記第1の内部送信端から切り離し、前記第2の外部送信端を前記第2の内部送信端から切り離すようにさらに構成される、多重化回路。
  2. 前記絶縁回路は、
    絶縁トランジスタであって、前記絶縁トランジスタのゲートは前記第1のオン電圧端に結合され、前記絶縁トランジスタの第1の電極は前記第3のスイッチ回路に結合され、前記絶縁トランジスタの第2の電極は前記接地端に結合される、絶縁トランジスタと、
    第1の抵抗器であって、前記第1の抵抗器の第1端は前記絶縁トランジスタの前記第1の電極に結合され、前記第1の抵抗器の第2端は前記第2のオン電圧端に結合される、第1の抵抗器と
    を含む、請求項1に記載の多重化回路。
  3. 前記第3のスイッチ回路は、
    第3のトランジスタであって、前記第3のトランジスタのゲートは前記絶縁トランジスタの前記第1の電極に結合され、前記第3のトランジスタの第1の電極は前記第1の内部送信端に結合され、前記第3のトランジスタの第2の電極は前記第1の外部送信端に結合される、第3のトランジスタと、
    第4のトランジスタであって、前記第4のトランジスタのゲートは前記絶縁トランジスタの前記第1の電極に結合され、前記第4のトランジスタの第1の電極は前記第2の内部送信端に結合され、前記第4のトランジスタの第2の電極は前記第2の外部送信端に結合される、第4のトランジスタと
    を含む、請求項2に記載の多重化回路。
  4. 前記第3のスイッチ回路はさらに、前記右チャネル送信端と、前記左チャネル送信端とに結合され、
    前記第3のスイッチ回路は、
    第3のコンデンサであって、前記第3のコンデンサの第1端は前記右チャネル送信端に結合され、前記第3のコンデンサの第2端は前記第3のトランジスタの前記ゲートに結合される、第3のコンデンサと、
    第4のコンデンサであって、前記第4のコンデンサの第1端は前記左チャネル送信端に結合され、前記第4のコンデンサの第2端は前記第4のトランジスタの前記ゲートに結合される、第4のコンデンサと
    を含む、請求項3に記載の多重化回路。
  5. 前記絶縁回路は、
    第2の抵抗器であって、前記第2の抵抗器の第1端は前記第3のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第2の抵抗器の第2端は前記絶縁トランジスタの前記第1の電極に結合される、第2の抵抗器と、
    第3の抵抗器であって、前記第3の抵抗器の第1端は前記第4のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第3の抵抗器の第2端は前記絶縁トランジスタの前記第1の電極に結合される、第3の抵抗器と
    をさらに含む、請求項4に記載の多重化回路。
  6. 前記第1の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲であり、
    前記第2の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲にあり、
    前記第3の抵抗器の抵抗値は20kΩから60kΩまでの範囲にある、請求項5に記載の多重化回路。
  7. 前記第3のスイッチ回路は、
    第1の磁気ビーズであって、前記第1の磁気ビーズの第1端は前記第1のスイッチ回路に結合され、前記第1の磁気ビーズの第2端は前記第3のトランジスタの前記第2の電極に結合される、第1の磁気ビーズと、
    第2の磁気ビーズであって、前記第2の磁気ビーズの第1端は前記第2のスイッチ回路に結合され、前記第2の磁気ビーズの第2端は前記第4のトランジスタの前記第2の電極に結合される、第2の磁気ビーズと
    をさらに含む、請求項3に記載の多重化回路。
  8. 前記第3のスイッチ回路は、
    第3の磁気ビーズであって、前記第3の磁気ビーズの第1端は前記第1のスイッチ回路に結合され、前記第3の磁気ビーズの第2端は前記第3のトランジスタの前記ゲートに結合される、第3の磁気ビーズと、
    第4の磁性ビーズであって、前記第4の磁性ビーズの第1端は前記第2のスイッチ回路に結合され、前記第4の磁性ビーズの第2端は前記第4のトランジスタの前記ゲートに結合される、第4の磁気ビーズと
    をさらに含む、請求項7に記載の多重化回路。
  9. 前記第1のスイッチ回路は、
    第1のトランジスタであって、前記第1のトランジスタのゲートは第1のオン電圧端に結合され、前記第1のトランジスタの第1の電極は前記第1の外部送信端に結合され、前記第1のトランジスタの第2の電極は前記右チャネル送信端に結合される、第1のトランジスタと、
    前記第1のトランジスタの前記ゲートおよび前記第2の電極に結合された第1の定電圧制御回路であって、前記右チャネルのオーディオ信号を前記第1のトランジスタの前記ゲートに送信するように構成される、第1の定電圧制御回路と
    を含み、前記第2のスイッチ回路は、
    第2のトランジスタであって、前記第2のトランジスタのゲートは前記第1のオン電圧端に結合され、前記第2のトランジスタの第1の電極は前記第2の外部送信端に結合され、前記第2のトランジスタの第2の電極は前記左チャネル送信端に結合される、第2のトランジスタと、
    前記第2のトランジスタの前記ゲートおよび前記第2の電極に結合された第2の定電圧制御回路であって、前記左チャネルオーディオ信号を前記第2のトランジスタの前記ゲートに送信するように構成される、第2の定電圧制御回路と
    を含む、請求項2から7のいずれか一項に記載の多重化回路。
  10. 前記第1の定電圧制御回路は第1のコンデンサを含み、前記第1のコンデンサの第1端は前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第1のコンデンサの第2端は前記第1のトランジスタの前記第2の電極に結合され、
    前記第2の定電圧制御回路は第2のコンデンサを含み、前記第2のコンデンサの第1端は前記第2のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第2のコンデンサの第2端は前記第2のトランジスタの前記第2の電極に結合される、請求項9に記載の多重化回路。
  11. 前記第1のスイッチ回路は第4の抵抗器をさらに含み、前記第4の抵抗器の第1端は前記第1のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第4の抵抗器の第2端は前記第1のオン電圧端に結合され、
    前記第2のスイッチ回路は第5の抵抗器をさらに含み、前記第5の抵抗器の第1端は前記第2のトランジスタの前記ゲートに結合され、前記第5の抵抗器の第2端は前記第1のオン電圧端に結合される、請求項9に記載の多重化回路。
  12. 外部デバイスに結合されるように構成された外部インターフェースと、充電変換チップと、オーディオ処理チップと、請求項1から11のいずれか一項に記載の多重化回路とを備えるインターフェース回路システムであって、前記外部インターフェースはType-Cインターフェースであり、前記外部インターフェースは、ピンD+と、ピンD-と、VBUSピンとを含み、
    前記多重化回路の第1の外部送信端は前記ピンD+に結合され、前記多重化回路の第2の外部送信端は前記ピンD-に結合され、前記多重化回路の右チャネル送信端および左チャネル送信端は前記オーディオ処理チップに別々に結合され、前記オーディオ処理チップは、右チャネルオーディオ信号を、前記右チャネル送信端に提供し、左チャネルオーディオ信号を、前記左チャネル送信端に提供するように構成され、
    前記多重化回路の第2のオン電圧端は前記VBUSピンに結合され、
    前記充電変換チップは、前記VBUSピンと、前記多重化回路の第1の内部送信端および第2の内部送信端とに別々に結合され、前記充電変換チップは、前記第1の内部送信端および前記第2の内部送信端の電圧に基づいて、前記VBUSピンによって提供される充電電圧を調整するように構成され
    前記インターフェース回路システムはシステムオンチップをさらに備え、前記システムオンチップは、前記多重化回路の前記第1の内部送信端と、前記第2の内部送信端とに別々に結合され、前記システムオンチップは、充電プロトコルに従って前記第1の内部送信端および前記第2の内部送信端の前記電圧に基づいて、前記外部インターフェースに接続された前記外部デバイスを識別するように構成される、インターフェース回路システム。
  13. 前記インターフェース回路システムは、無線充電回路と、無線絶縁スイッチとをさらに備え、
    前記無線充電回路は前記充電変換チップに結合され、前記無線充電回路は、無線充電信号を受け取り、充電電圧を前記充電変換チップに提供するように構成され、
    前記無線絶縁スイッチは、前記充電変換チップと、前記VBUSピンとに結合され、前記無線絶縁スイッチは、前記無線充電回路が前記無線充電信号を受け取ったとき、前記充電変換チップを前記VBUSピンから切り離すように構成される、請求項12に記載のインターフェース回路システム。
  14. 前記インターフェース回路システムは低ドロップアウトレギュレータをさらに備え、
    前記低ドロップアウトレギュレータの入力端は前記VBUSピンによって提供される前記充電電圧を受け取るように構成され、前記低ドロップアウトレギュレータの出力端は前記第2のオン電圧端に結合され、前記低ドロップアウトレギュレータは、前記VBUSピンによって提供される前記充電電圧に対して電圧規制を実行し、前記充電電圧を前記第2のオン電圧端に提供するように構成される、請求項12に記載のインターフェース回路システム。
  15. バッテリと、請求項12から1のいずれか一項に記載のインターフェース回路システムとを備えるモバイル端末であって、前記インターフェース回路システム内の多重化回路の第1のオン電圧端は前記バッテリに結合され、前記バッテリは、第1のオン電圧を前記第1のオン電圧端に提供するように構成され、前記インターフェース回路システム内の充電変換チップは前記バッテリに結合され、前記充電変換チップは、前記インターフェース回路システム内の外部インターフェースのVBUSピンによって提供される充電電圧を変換し、前記充電電圧を前記バッテリに提供するように構成される、モバイル端末。
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