TW201443653A - 介面檢測電路 - Google Patents

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Abstract

一種介面檢測電路，用於檢測一電子設備的連接介面與一連接設備的介面是否接觸良好，該介面檢測電路包括：壓力感測模組、訊號處理模組及警示模組，壓力感測模組用以感測電子設備的連接介面的引腳是否受到壓力，並傳輸給訊號處理模組，訊號處理模組將接收到的訊號予以放大並計算，再輸出控制訊號給警示模組，警示模組將接收到的控制訊號進行判斷並顯示，以提供給使用者判斷介面與該介面是否接觸良好。

Description

介面檢測電路
本發明係關於一種介面檢測電路。
習知，各種介面通訊協定已普遍應用，例如：USB(universal serial bus，通用序列匯流排)及SATA (Serial Advanced Technology Attachment,串列硬體驅動器介面)。以USB介面為例，大多數電子設備都具備USB介面，以實現與另一電子產品之間的資料傳輸。通常，使用者使用USB設備或USB資料線插入電腦或其他電子產品的USB介面，但當該USB設備無法與該電子設備進行通訊時，使用者一般很難判斷是USB介面接觸不良，還是USB設備或電腦內部出現了問題，從而給用戶的使用帶來了極大的不便。
鑒於上述內容，有必要提供一種能檢測出電子設備介面連接狀況的介面檢測電路。
一種介面檢測電路，用於檢測一電子設備的介面與一連接設備的介面是否接觸良好，該介面檢測電路包括：
壓力感測模組，包括複數分別設置於電子設備的介面的複數引腳下方的電橋，每一電橋用以感測對應引腳是否受到壓力，每一電橋包括第一輸出端和第二輸出端；
訊號處理模組，包括複數用以分別接收壓力感測模組的電橋的輸出資訊的運算單元，每一運算單元包括第一放大器、第二放大器和第三放大器，該第一放大器的同相輸入端與對應電橋的第一輸出端相連，該第二放大器的同相輸入端與對應電橋的第二輸出端相連，該第一放大器的輸出端與第一放大器的反相輸入端相連，該第一放大器的輸出端還與第三放大器的同相輸入端相連，該第二放大器的輸出端與第二放大器的反相輸入端相連，該第二放大器的輸出端還與第三放大器的反相輸入端相連，該第三放大器的同相輸入端還透過第一電阻接地，該第三放大器的輸出端與第三放大器的反相輸入端相連，第三放大器的輸出端輸出控制訊號；及
警示模組，用以接收訊號處理模組輸出的控制訊號，且依據該控制訊號顯示該電子設備的連接介面與該連接設備的連接介面是否接觸良好。
本發明的介面檢測電路，透過壓力感測模組感測電子產品連接介面引腳所受的壓力，並將感測結果透過訊號處理模組傳輸給警示模組，使警示模組對當前的傳輸結果做出判斷並顯示，以使使用者能直觀且及時地知曉該電子設備的連接介面與該連接設備的連接介面的連接狀況。
10．．．電子設備
11、21．．．介面
12．．．介面檢測電路
20．．．連接設備
120．．．壓力感測模組
130．．．訊號處理模組
150．．．警示模組
122、124、126、128．．．電橋
301、303、305、307．．．運算單元
D1-D4．．．二極體
D5．．．發光二極體
Q1．．．三極體
R1-R4．．．壓敏電阻
R5-R14．．．電阻
RV1．．．可變電阻
U1、U2、U3．．．放大器
圖1係應用本發明介面檢測電路的較佳實施方式與一電子設備及一連接設備的方框圖。
圖2係圖1中介面檢測電路的較佳實施方式的電路圖。
請參考圖1，本發明介面檢測電路12設置於一電子設備10內部，用以檢測電子設備10的介面11與一連接設備20的介面21連接狀況。該電子設備10的介面11是一USB (universal serial bus，通用序列匯流排)介面。連接設備20的介面21是一USB介面。連接設備20的介面21插入該電子設備10的介面11後，該介面檢測電路12可檢測並指示該電子設備10的介面11與該連接設備20的介面21的連接狀況，即該電子設備10的介面11是否與該連接設備20的介面21接觸良好。
該電子設備10的介面11及該連接設備20的介面21均包括一電源引腳VCC、一第一資料引腳D+、一第二資料引腳D-及一接地引腳GND。在本實施方式中，該電子設備10可為電腦或伺服器，該連接設備20可為設有USB介面的硬碟或3G資料卡。
請參考圖2，該介面檢測電路12包括一壓力感測模組120、一訊號處理模組130、一保護模組及一警示模組150。
該壓力感測模組120包括四個電橋122、124、126及128。該訊號處理模組130包括四個運算單元301、303、305、307。該保護模組包括四個保護開關，即二極體D1-D4。
該電橋122設於該介面11的電源引腳VCC的下方且與該訊號處理模組130的運算單元301相連，該運算單元301透過保護模組的二極體D1與警示模組150相連。該電橋124設於該介面11的第一資料引腳D+下方且與運算單元303相連，該運算單元303透過保護模組的二極體D2與警示模組150相連。該電橋126設於該介面11的第二資料引腳D-下方且與運算單元305相連，該運算單元305透過保護模組的二極體D3與警示模組150相連。該電橋128設於該介面11的接地引腳GND下方且與運算單元307相連，該運算單元307透過保護模組的二極體D4與警示模組150相連。
該電橋122包括四個壓敏電阻R1-R4。該壓敏電阻R1的第一端與一電源VCC相連，該壓敏電阻R1的第二端作為該電橋122的第一輸出端，並透過壓敏電阻R2接地。該壓敏電阻R3的第一端與該電源VCC相連且該壓敏電阻R3的第二端作為該電橋122的第二輸出端，並透過壓敏電阻R4接地。
該運算單元301包括第一放大器U1、第二放大器U2、第三放大器U3,該第一放大器U1的同相輸入端與電橋122的第一輸出端相連，該第一放大器U1的反相輸入端透過一電阻R5與第一放大器U1的輸出端相連。該第二放大器U2的同相輸入端與電橋122的第二輸出端相連，該第二放大器U2的反相輸入端透過一電阻R6與第二放大器U2的輸出端相連。該第三放大器U3的同相輸入端透過一電阻R7與第一放大器U1的輸出端相連，且第三放大器U3的同相輸入端還透過一電阻R9接地。第三放大器U3的反相輸入端透過一電阻R8與第二放大器U2的輸出端相連，且第三放大器U3的反相輸入端還透過一電阻R10與該第三放大器U3的輸出端相連。該第三放大器U3的輸出端與保護模組的二極體D1的陽極相連。該保護模組的二極體D1的陰極透過一電阻R11接地，且該二極體D2的陰極還透過一電阻R12與警示模組150相連。該運算單元301還包括一可變電阻RV1，該可變電阻RV1的第一端與第一放大器U1的反相輸入端相連，可變電阻RV1的第二端與第二放大器U2的輸出端相連，該可變電阻RV1起到調節第一放大器U1和第二放大器U2的放大倍數的作用。
該警示模組150包括一三極體Q1及一發光二極體D5，該三極體Q1的基極透過電阻R12與該二極體D1的陰極相連，該三極體Q1的基極還透過一電阻R13接地。該三極體Q1的射極接地。該三極體Q1的集極與發光二極體D5的陰極相連，該發光二極體D5的陽極透過一電阻R14與電源端VCC相連。
若該電橋122的四個壓敏電阻R1-R4均未受到介面11的電源引腳VCC的壓力時，該電橋122的第一輸出端與第二輸出端之間的電壓差為零（即電橋平衡），進而使得該第一放大器U1的同相輸入端與第二放大器U2的同相輸入端所接收的電壓相等。第一放大器U1與第二放大器U2的輸出電壓相等，該第三放大器U3的同相輸入端的電壓等於反相輸入端的電壓，第三放大器U3的輸出端輸出低電平訊號。
若該電橋122的四個壓敏電阻R1-R4受到介面11的電源引腳VCC的壓力，壓敏電阻R1-R4的電阻值發生變化，從而導致該電橋121的第一輸出端與第二輸出端之間的存在電壓差（即電橋失衡）。
透過調整該壓敏電阻R1-R4、電阻R5-R8及可變電阻RV1，進而使得該第三放大器U3的同相輸入端所接收的電壓大於反相輸入端所接收的電壓，該第三放大器U3的輸出端輸出高電平訊號。在本實施例中，第一放大器U1和第二放大器U2組成的同相並聯差動放大器與第三放大器U3構成了兩級放大電路，起到了擴大運算單元301的放大倍數的效果，從而利於提高檢測精度和檢測效率。
該電橋124、126及128的電路結構及工作原理均與該電橋122的電路結構及工作原理相同。運算單元303、305、307的電路結構及工作原理均與該運算單元301的電路結構及工作原理相同。該二極體D2-D4分別和運算單元303、305、307的連接關係及工作原理均與該二極體D1和運算單元301的連接關係及工作原理相同。在此不再一一贅述。
當該連接設備20的介面21插入該電子設備10的介面11時，若該介面21與該介面11接觸良好，則該介面11的電源引腳VCC、第一資料引腳D+、第二資料引腳D-及接地引腳GND會與該介面21的電源引腳VCC、第一資料引腳D+、第二資料引腳D-及接地引腳GND緊密接觸，且會受到該介面21的電源引腳VCC、第一資料引腳D+、第二資料引腳D-及接地引腳GND的擠壓。該電橋122、124、126及128均會感測到壓力，且該運算單元301、303、305、307的輸出端均會輸出高電平訊號，該二極體D1-D4均導通，該警示模組150的三極體Q1的基極接收到高電平訊號，該三極體Q1導通，該發光二極體D5發光，以指示該介面21與介面11接觸良好。本實施方式中，該二極體D1-D4均導通時，該三極體Q1的基極電壓剛好達到三極體Q1的導通電壓。
當該連接設備20的介面21插入該電子設備10的介面11時，若該介面21與該介面11接觸不好，如該介面11的電源引腳VCC未與該介面21的電源引腳VCC良好接觸，則該電橋122未感測到壓力，該運算單元301的輸出端輸出低電平訊號，該二極體D1截止，該警示模組150的三極體Q1的基極接收到低電平訊號，該三極體Q1截止，該發光二極體D5不發光，以指示該介面21與介面11接觸不好。並且，只要該介面11的電源引腳VCC、第一資料引腳D+、第二資料引腳D-及接地引腳GND中的任意一個引腳接觸不好，該接觸不好的引腳所對應的電橋就會因感測不到壓力而輸出低電平訊號，從而導致對應的二極體截止。故，只要運算單元301、303、305、307中有一個輸出低電平，則該二極體D1-D4中有一個二極體相應截止，該三極體Q1的基極的電壓不滿足三極體Q1的導通電壓，該三極體Q1截止，該發光二極體D5將會不發光。
二級管D1-D4還起到防止訊號處理模組130的輸出端出現串流或回流，即防止運算單元301、303、305、307中任意一個運算單元的輸出訊號串聯到其他運算單元的輸出端，例如：運算單元301輸出高電平訊號，運算單元303輸出低電平訊號，若沒有二極體D1和D2就會產生運算單元301的高電平輸出訊號串聯到運算單元303的輸出端，以影響運算單元303的實際輸出情況。從而，準確地實現三極體Q1的導通，為使用者提供準確的提示資訊。
從上面的描述可以看出，該介面檢測電路12不僅可以用於檢測USB介面的接觸狀況，亦可用於檢測其他類型的介面（如SATA介面）的接觸狀況。
綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士爰依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．電子設備
11、21．．．介面
12．．．介面檢測電路
20．．．連接設備

Claims (9)

  1. 一種介面檢測電路，用於檢測一電子設備的介面與一連接設備的介面是否接觸良好，該介面檢測電路包括：
    壓力感測模組，包括複數分別設置於電子設備的介面的複數引腳下方的電橋，每一電橋用以感測對應引腳是否受到壓力，每一電橋包括第一輸出端和第二輸出端；
    訊號處理模組，包括複數用以分別接收壓力感測模組的電橋的輸出資訊的運算單元，每一運算單元包括第一放大器、第二放大器和第三放大器，該第一放大器的同相輸入端與對應電橋的第一輸出端相連，該第二放大器的同相輸入端與對應電橋的第二輸出端相連，該第一放大器的輸出端與第一放大器的反相輸入端相連，該第一放大器的輸出端還與第三放大器的同相輸入端相連，該第二放大器的輸出端與第二放大器的反相輸入端相連，該第二放大器的輸出端還與第三放大器的反相輸入端相連，該第三放大器的同相輸入端還透過第一電阻接地，該第三放大器的輸出端與第三放大器的反相輸入端相連，第三放大器的輸出端輸出控制訊號；及
    警示模組，用以接收訊號處理模組輸出的控制訊號，且依據該控制訊號顯示該電子設備的連接介面與該連接設備的連接介面是否接觸良好。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之介面檢測電路，其中當電橋均感測到對應引腳的壓力時，該電橋的第一輸出端與第二輸出端之間均存在電壓差，對應連接的運算單元的第三放大器的輸出端輸出一高電平訊號給警示模組；當電橋未感測到對應引腳的壓力時，該電橋的第一輸出端與第二輸出端之間均不存在電壓差，對應連接的運算單元的第三放大器的輸出端輸出一低電平訊號給警示模組。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之介面檢測電路，其中該警示模組包括一電子開關及一發光元件，該電子開關的第一端透過第二電阻接地，且與該等運算單元的第三放大器的輸出端相連，該電子開關的第二端接地，該電子開關的第三端與發光元件的第一端相連，該發光元件的第二端透過第三電阻與一電源端相連，當每個運算單元均輸出高電平訊號時，該電子開關導通，且發光元件發光；當其中一個運算單元輸出低電平訊號時，該電子開關不導通，且發光元件不發光。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之介面檢測電路，其中每一運算單元的第三放大器的輸出端與警示模組的電子開關的第一端之間設有一使控制訊號單向傳遞的保護開關。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之介面檢測電路，其中該保護開關為二極體，每一二極體的陰極分別透過一對應的第四電阻接地，且每個二極體的陰極分別透過一對應的第五電阻連接至該電子開關的第一端，每個二極體的陽極與對應的運算單元的第三放大器的輸出端相連。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之介面檢測電路，其中該電子開關為一NPN型三極體，該電子開關的第一端、第二端、第三端分別對應NPN型三極體的基極、射極、集極。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之介面檢測電路，其中該發光元件為發光二級體，該發光元件的第一端和第二端分別對應發光二極體的陰極和陽極。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之介面檢測電路，其中每一電橋包括第一至第四壓敏電阻，該第一壓敏電阻的第一端與一電源端相連，該第一壓敏電阻的第二端透過第二壓敏電阻接地，該第三壓敏電阻的第一端與該電源端相連，該第三壓敏電阻的第二端透過第四壓敏電阻接地，該第一壓敏電阻的第二端為相應電橋的第一輸出端，該第三壓敏電阻的第二端為相應電橋的第二輸出端。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之介面檢測電路，其中每一運算單元還包括一可調電阻，該第一放大器的反相輸入端與該可調電阻的第一端相連，該第二放大器的反相輸入端與該可調電阻的第二端相連，該第一放大器的輸出端透過第六電阻與可調電阻的第一端相連，還透過第七電阻與第三放大器的同相輸入端相連，該第二放大器的輸出端透過第八電阻與可調電阻的第二端相連，還透過第九電阻與第三放大器的反相輸入端相連。
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