TW201300800A - Usb接口測試負載電路 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種USB接口測試負載電路，其包括穩壓電路、分壓電路、第一運算放大器、第一電晶體及限流電阻；所述穩壓電路連接在電源端和分壓電路之間，其用於向分壓電路提供一參考電壓；所述分壓電路包括多個子電路，每個子電路中連接一阻值不相同的電阻；第一運算放大器包括一與分壓電路相連接的第一正向輸入端，一通過限流電阻接地的第一負向輸入端及至少一第一輸出端；所述第一電晶體包括一第一漏極、一第一源極及一第一柵極，所述第一漏極與電源端相連接，所述第一源極與第一負向輸入端相連接，所述第一柵極與所述第一輸出端相連接。

Description

USB接口測試負載電路

本發明涉及一種負載電路，特別涉及一種USB接口測試負載電路。

目前USB接口主要有1.0，1.1，2.0，3.0四種標準，每種USB接口的最大標準負載電流分別為：100mA，150mA，500mA，900mA。由於傳統的USB接口測試負載電路由於只能提供一種最大標準負載電流，使得在對不同的標準的USB接口進行測試時需要選用能提供不同的最大標準負載電流的測試治具，從而增加了測試的不方便性，並提高了生產成本。

有鑑於此，有必要提供一種能類比多種不同最大標準負載電流的USB接口測試負載電路。

一種USB接口測試負載電路，其用於在對USB接口進行負載測試時類比不同的最大標準負載電流，所述USB接口包括一電源端；所述USB接口測試電路包括一穩壓電路、一分壓電路、一第一運算放大器、一第一電晶體及一限流電阻；所述穩壓電路連接在電源端和分壓電路之間，其用於向分壓電路提供一參考電壓；所述分壓電路包括多個子電路，每個子電路中連接一阻值不相同的電阻；所述第一運算放大器包括一與分壓電路相連接的第一正向輸入端，一通過限流電阻接地的第一負向輸入端及至少一第一輸出端；所述第一電晶體包括一第一漏極、一第一源極及一用於控制所述第一漏極和第一源極之間通斷的第一柵極，所述第一漏極與電源端相連接，所述第一源極與第一負向輸入端相連接，所述第一柵極與所述第一輸出端相連接。

與先前技術相比，本發明提供的USB接口測試負載電路通過分壓電路中的多個子電路之間的切換，使得所述USB接口測試負載電路能提供多種不同的最大標準負載電流，從而有效提高了測試的方便性。

下面將結合附圖與實施例對本技術方案作進一步詳細說明。

如圖1所示，為本發明第一實施方式提供的一種USB接口測試負載電路100，其用於在對USB接口200進行負載測試時類比不同的最大標準負載電流，所述USB接口200包括一電源端210。所述USB接口測試負載電路100包括一穩壓電路10、一分壓電路20、一第一運算放大器A1、一第一電晶體M1及一限流電阻Rx。

所述穩壓電路10包括一三端穩壓管U1及一穩壓電阻Rw。所述三端穩壓管U1包括一接地的陽極11、一通過所述穩壓電阻Rw與所述電源端210相連接的陰極12及一與所述陰極12相連接的參考端13。所述穩壓電路10從三端穩壓管U1的陰極12輸出一參考電壓Vf。本實施方式中，所述電源端210的電壓為+5v，所述參考電壓Vf為+2.5v。

所述分壓電路20包括一電阻模組Rf、一第一子電路21、一第二子電路22、一第三子電路23及一第四子電路24。所述電阻模組Rf包括一與所述三端穩壓管U1的陰極12相連接的第一端及一第二端。所述第一子電路21包括一第一電阻R1及一第一開關SW1，所述第一開關SW1的一端通過第一電阻R1接地，另一端與所述電阻模組Rf的第二端相連接。所述第二子電路22包括一第二電阻R2及一第二開關SW2，所述第二開關SW2的一端通過第二電阻R2接地，另一端與所述電阻模組Rf的第二端相連接。所述第三子電路23包括一第三電阻R3及一第三開關SW3，所述第三開關SW3的一端通過第三電阻R3接地，另一端與所述電阻模組Rf的第二端相連接。所述第四子電路24包括一第四電阻R4及一第四開關SW4，所述第四開關SW4的一端通過第四電阻R4接地，另一端與所述電阻模組Rf的第二端相連接。

所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4的阻值不相同。在對其中某個標準的USB接口200進行測試，僅關閉第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3及第四開關SW4中的一個，將其中一個電阻接入到電路中。本實施方式中，所述電阻模組Rf的阻值為2000歐姆，所述第一電阻R1的阻值為85歐姆，所述第二電阻R2的阻值為130歐姆，所述第三電阻R3的阻值為510歐姆，所述第四電阻R4的阻值為1120歐姆。本實施方式中，所述電阻模組Rf包括一第一分壓電阻Rf1，所述第一分壓電阻Rf1的第一端和第二端分別為所述電阻模組Rf第一端和第二端，該第一分壓電阻Rf1的阻值為2000歐姆。

所述第一運算放大器A1包括一第一正向輸入端A11、一第一負向輸入端A12及一第一輸出端A13。所述第一正向輸入端A11與所述電阻模組Rf的第二端相連接。

所述第一電晶體M1包括一第一漏極D1、一第一源極S1及一用於控制所述第一漏極D1和第一源極S1之間通斷的第一柵極G1。所述第一漏極D1與電源端210相連接，所述第一源極S1與所述第一運算放大器A1的第一負向輸入端A12相連接，所述第一柵極G1與所述第一運算放大器A1的第一輸出端A13相連接。

所述限流電阻Rx的一端與所述第一運算放大器A1的第一負向輸入端A12及所述第一電晶體M1的第一源極S1相連接，其另一端接地。

在使用過程中，當需要某一標準的USB接口200進行測試時，選擇閉合所述分壓電路20中其中一個子電路。具體對應關係為：當對1.0標準的USB接口200進行測試時選擇閉合第一子電路21，當對1.1標準的USB接口200進行測試時選擇閉合第二子電路22，當對2.0標準的USB接口200進行測試時選擇閉合第三子電路23，當對3.0標準的USB接口200進行測試時選擇閉合第四子電路24。經過第一分壓電阻Rf1和其中一個子電路對所述參考電壓Vf的分壓作用，所述第一運算放大器A1的第一正向輸入端A11的電壓為V1，根據運算放大器虛短的特性，所述第一負向輸入端A12的電壓也為V1，所述第一輸出端A13保持輸出一高電平至所述第一電晶體M1的第一柵極G1，從而使所述第一電晶體M1的第一漏極D1和第一源極S1相導通。此時，由於所述限流電阻Rx的第一端的電壓與所述第一負向輸入端A12的電壓相等且都為V1，使得從電源端210流過所述第一電晶體M1及限流電阻Rx的電流為V1/Rx。例如，當對3.0標準的USB接口200進行測試時，則閉合第三子電路23中的第三開關SW3，經過第一分壓電阻Rf1和第三電阻R3的作用，使得所述V1/Rx=900mA，從而實現對3.0標準的USB接口200的最大標準負載電流的類比。

如圖2所示，為本發明第二實施方式提供的一種USB接口測試負載電路100a，其與第一實施方式提供的USB接口測試負載電路100的不同在於：所述電阻模組Rf還包括一第二分壓電阻Rf2，所述USB接口測試負載電路100A還包括一第二運算放大器A2及一第二電晶體M2。所述第二分壓電阻Rf2包括一與所述第一分壓電阻Rf1相連接的第一端及一所述第一正向輸入端A11相連接的第二端，所述第一分壓電阻Rf1的第一端為所述電阻模組Rf的第一端，所述第二分壓電阻Rf2的第二端為所述電阻模組Rf的第二端。所述第二運算放大器A2包括一第二正向輸入端A21、一第二負向輸入端A22及一第二輸出端A23，所述第二正向輸入端A21與所述第一分壓電阻Rf1的第二端相連接。所述第二電晶體M2包括一第二漏極D2、一第二源極S2及一用於控制所述第二漏極D2和第二源極S2之間通斷的第二柵極G2。所述第二漏極D2與電源端210相連接，所述第二源極S2與所述第二運算放大器A2的第二負向輸入端32及第一電晶體M1的第一漏極D1相連接，所述第二柵極G2與所述第二運算放大器A2的第二輸出端A23相連接。在使用過程，所述第一運算放大器A1和第二運算放大器A2分別控制第一電晶體M1和第二電晶體M2導通，從而使得所述電源端210、第一電晶體M1、第二電晶體M2及限流電阻Rx形成通路。另外，所述第二運算放大器A2及第二電晶體M2可用於分擔所述第一運算放大器A1及第一電晶體M1的功耗，以防止所述第一運算放大器A1及第一電晶體M1燒毀。

本發明提供的USB接口測試負載電路通過在分壓電路中的多個子電路之間的切換，使得所述USB接口測試負載電路能提供多種不同的最大標準負載電流，從而有效提高了測試的方便性。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100，100a．．．USB接口測試負載電路

200．．．USB接口

210．．．電源端

10．．．穩壓電路

U1．．．三端穩壓管

11．．．陽極

12．．．陰極

13．．．參考端

Rw．．．穩壓電阻

20．．．分壓電路

Rf．．．電阻模組

Rf1．．．第一分壓電阻

Rf2．．．第二分壓電阻

21．．．第一子電路

R1．．．第一電阻

SW1．．．第一開關

22．．．第二子電路

R2．．．第二電阻

SW2．．．第二開關

23．．．第三子電路

R3．．．第三電阻

SW3．．．第三開關

24．．．第四子電路

R4．．．第四電阻

SW4．．．第四開關

A1．．．第一運算放大器

A11．．．第一正向輸入端

A12．．．第一負向輸入端

A13．．．第一輸出端

A2．．．第二運算放大器

A21．．．第二正向輸入端

A22．．．第二負向輸入端

A23．．．第二輸出端

M1．．．第一電晶體

D1．．．第一漏極

G1．．．第一柵極

S1．．．第一源極

M2．．．第二電晶體

D2．．．第二漏極

G2．．．第二柵極

S2．．．第二源極

Rx．．．限流電阻

圖1為本發明第一實施方式提供的USB接口測試負載電路的電路圖。

圖2為本發明第二實施方式提供的USB接口測試負載電路的電路圖。

100．．．USB接口測試負載電路

200．．．USB接口

210．．．電源端

10．．．穩壓電路

U1．．．三端穩壓管

11．．．陽極

12．．．陰極

13．．．參考端

Rw．．．穩壓電阻

20．．．分壓電路

Rf．．．電阻模組

Rf1．．．第一分壓電阻

Rf2．．．第二分壓電阻

21．．．第一子電路

R1．．．第一電阻

SW1．．．第一開關

22．．．第二子電路

R2．．．第二電阻

SW2．．．第二開關

23．．．第三子電路

R3．．．第三電阻

SW3．．．第三開關

24．．．第四子電路

R4．．．第四電阻

SW4．．．第四開關

A1．．．第一運算放大器

A11．．．第一正向輸入端

A12．．．第一負向輸入端

A13．．．第一輸出端

M1．．．第一電晶體

D1．．．第一漏極

G1．．．第一柵極

S1．．．第一源極

Rx．．．限流電阻

Claims (10)

1. 一種USB接口測試負載電路，其用於在對USB接口進行負載測試時類比不同的最大標準負載電流，所述USB接口包括一電源端；所述USB接口測試電路包括一穩壓電路、一分壓電路、一第一運算放大器、一第一電晶體及一限流電阻；所述穩壓電路連接在電源端和分壓電路之間，其用於向分壓電路提供一參考電壓；所述分壓電路包括多個子電路，每個子電路中連接一阻值不相同的電阻；所述第一運算放大器包括一與分壓電路相連接的第一正向輸入端，一通過限流電阻接地的第一負向輸入端及至少一第一輸出端；所述第一電晶體包括一第一漏極、一第一源極及一用於控制所述第一漏極和第一源極之間通斷的第一柵極，所述第一漏極與電源端相連接，所述第一源極與第一負向輸入端相連接，所述第一柵極與所述第一輸出端相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述穩壓電路包括一三端穩壓管及一穩壓電阻，所述三端穩壓管包括一接地的陽極、一通過穩壓電阻與所述電源端相連接的陰極及一與所述陰極相連接的參考端。
3. 如申請專利範圍第2項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述分壓電路包括一電阻模組、第一子電路、第二子電路、第三子電路及第四子電路；所述電阻模組包括一與所述三端穩壓管的陰極相連接的第一端及一與第一正向輸入端相連接的第二端；所述第一子電路包括一第一電阻及一第一開關，所述第一開關的一端通過第一電阻接地，另一端與所述電阻模組的第二端相連接；所述第二子電路包括一第二電阻及一第二開關，所述第二開關的一端通過第二電阻接地，另一端與所述電阻模組的第二端相連接；所述第三子電路包括一第三電阻及一第三開關，所述第三開關的一端通過第三電阻接地，另一端與所述電阻模組的第二端相連接；所述第四子電路包括一第四電阻及一第四開關，所述第四開關的一端通過第四電阻接地，另一端與所述電阻模組的第二端相連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述第一電阻、第二電阻、第三電阻及第四電阻的阻值不相同。
5. 如申請專利範圍第4項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述電阻模組的阻值為2000歐姆，所述第一電阻的阻值為85歐姆，所述第二電阻的阻值為130歐姆，所述第三電阻的阻值為510歐姆，所述第四電阻的阻值為1120歐姆。
6. 如申請專利範圍第5項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述限流電阻的阻值為1歐姆。
7. 如申請專利範圍第3項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述電阻模組包括一第一分壓電阻，所述第一分壓電阻的第一端和第二端分別為所述電阻模組第一端和第二端。
8. 如申請專利範圍第3項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述電阻模組包括一第一分壓電阻及一第二分壓電阻，所述第一分壓電阻包括一與所述三端穩壓管的陰極相連接的第一端及一第二端，所述第二分壓電阻包括一與第一分壓電阻的第二端相連接的第一端及一與第一正向輸入端相連接的第二端，所述第一分壓電阻的第一端為所述電阻模組的第一端，所述第二分壓電阻的第二端為所述電阻模組的第二端。
9. 如申請專利範圍第8項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的阻值均為1000歐姆。
10. 如申請專利範圍第8項所述的USB接口測試負載電路，其中：所述USB接口測試負載電路還包括一第二運算放大器及一第二電晶體；所述第二運算放大器包括一第二正向輸入端、一第二負向輸入端及一第二輸出端，所述第二正向輸入端與所述第一分壓電阻的第二端相連接，所述第二電晶體包括一第二漏極、一第二源極及一用於控制所述第二漏極和第二源極之間通斷的第二柵極；所述第二漏極與電源端相連接，所述第二源極與所述第二運算放大器的第二負向輸入端及第一電晶體的第一漏極相連接，所述第二柵極與所述第二運算放大器的第二輸出端相連接。