TW201448373A - 電子設備及其usb介面連接狀況指示電路 - Google Patents

Abstract

一種電子設備，包括一USB介面及一USB介面連接狀況指示電路。該USB介面包括一電源引腳、一第一資料引腳、一第二資料引腳及一接地引腳。該USB介面連接狀況指示電路包括一設於該電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳下面的壓力感測模組、一開關單元及一指示元件。該USB介面用於連接一USB設備的USB介面。該USB介面連接狀況指示電路用於指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。

Description

電子設備及其USB介面連接狀況指示電路

本發明係關於一種電子設備及一種電子設備的USB介面連接狀況指示電路。

當一USB(universal serial bus，通用串列匯流排)設備（如USB介面的硬碟，USB介面的3G資料卡）的USB介面插入一電子設備（如電腦）的USB介面，但該USB設備卻無法與該電子設備進行通訊時，用戶一般很難判斷是USB介面接觸不良，還是USB設備或電腦出現了問題，從而給用戶的使用帶來了極大的不便。

鑒於以上內容，有必要提供一種能指示USB介面連接狀況的USB介面連接狀況指示電路。

還有必要提供一種應用該USB介面連接狀況指示電路的電子設備。

一種USB介面連接狀況指示電路，用於指示一電子設備的USB介面與一USB設備的USB介面是否接觸良好，該USB介面連接狀況指示電路包括一設於該電子設備的USB介面的引腳下面的壓力感測模組、一開關單元及一指示元件，該開關單元與該壓力感測模組及該指示元件相連，該壓力感測模組用於感測該壓力感測模組上方的該電子設備的USB介面的引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該壓力感測模組感測到的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。

一種電子設備，包括一USB介面及一USB介面連接狀況指示電路，該USB介面包括一電源引腳、一第一資料引腳、一第二資料引腳及一接地引腳，該USB介面連接狀況指示電路包括一設於該USB介面的電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳下面的壓力感測模組、一開關單元及一指示元件，該開關單元與該壓力感測模組及該指示元件相連，該USB介面用於連接一USB設備的USB介面，該壓力感測模組用於感測該壓力感測模組上方的該電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該壓力感測模組感測到的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。

本發明電子設備及USB介面連接狀況指示電路透過在該USB介面的電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳的下面設置該壓力感測模組來感測該電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳是否受到壓力，並利用該開關單元根據該壓力感測單元感測的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好，以使用戶能直觀且及時地知曉該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面的連接狀況。

10．．．電子設備

11、21．．．USB介面

12．．．USB介面連接狀況指示電路

20．．．USB設備

120．．．壓力感測模組

121．．．電橋

122、124、126、128．．．壓力感測單元

129．．．開關單元

D．．．發光二極體

Q1-Q4．．．三極體

Q5．．．MOS場效應電晶體

R1-R4．．．力敏電阻

R5-R10、R19、R20、R29、R39．．．電阻

U1．．．比較器

圖1係本發明電子設備的較佳實施方式的方框圖。

圖2係圖1中USB介面連接狀況指示電路的較佳實施方式的電路圖。

請參閱圖1，本發明電子設備10的較佳實施方式包括一USB (universal serial bus，通用串列匯流排)介面11及一USB介面連接狀況指示電路12。當一USB設備20的USB介面21插入該USB介面11後，該USB介面連接狀況指示電路12指示該USB介面11與該USB介面21的連接狀況，即該USB介面11是否與該USB介面21接觸良好。該USB介面11及該USB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USB設備20可為USB介面的硬碟或USB介面的3G資料卡。

請參閱圖2，該USB介面連接狀況指示電路12包括一壓力感測模組120、一開關單元129及一作為指示元件的發光二極體D。該開關單元129與該壓力感測模組120及該發光二極體D相連。該壓力感測模組120設於該USB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的下面，用於感測該USB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是否受到壓力，並將感測的結果輸出給該開關單元。該開關單元129用於根據該壓力感測模組120感測的結果來控制該發光二極體指示該USB介面11與該USB介面21是否接觸良好。

該壓力感測模組120包括四個壓力感測單元122、124、126及128。該壓力感測單元122設於該USB介面11的電源引腳VCC下面且與該開關單元129相連。該壓力感測單元122用於感測該USB介面11的電源引腳VCC是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元129。該壓力感測單元124設於該USB介面11的第一資料引腳D+下面且與該開關單元129相連。該壓力感測單元124用於感測該USB介面11的第一資料引腳D+是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元129。該壓力感測單元126設於該USB介面11的第二資料引腳D-下面且與該開關單元129相連。該壓力感測單元126用於感測該USB介面11的第二資料引腳D-是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元129。該壓力感測單元128設於該USB介面11的接地引腳GND下面且與該開關單元129相連。該壓力感測單元122用於感測該USB介面11的接地引腳GND是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元129。

該壓力感測單元122包括一電橋121及一運算放大器U1。該電橋121包括四個力敏電阻R1-R4。該力敏電阻R1的第一端與一電源VCC相連。該力敏電阻R1的第二端作為該電橋121的第一輸出端，並透過該力敏電阻R4接地。該力敏電阻R2的第一端與該電源VCC相連。該力敏電阻R2的第二端作為該電橋121的第二輸出端，並透過該力敏電阻R3接地。該運算放大器U1的同相輸入端透過一電阻R5與該電橋121的第一輸出端相連，並透過一電阻R6接地。該運算放大器U1的反相輸入端透過一電阻R7與該電橋121的第二輸出端相連。該運算放大器U1的電源端與該電源VCC相連。該運算放大器U1的接地端接地。該運算放大器U1的輸出端作為該壓力感測單元122的輸出端，並透過一電阻R8與該運算放大器U1的反相輸入端相連。

當該電橋121的四個力敏電阻R1-R4均未受到壓力時，該電橋121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），進而使得該運算放大器U1的同相輸入端所接收的電壓等於反相輸入端所接收的電壓。該運算放大器U1的輸出端輸出低電平訊號。當該電橋121的四個力敏電阻R1-R4受到壓力時，該力敏電阻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）。透過調整該力敏電阻R1-R4及該電阻R5-R8，進而使得該運算放大器U1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，該運算放大器U1的輸出端輸出高電平訊號。即當該壓力感測單元122感測到壓力時，該壓力感測單元122的輸出端輸出高電平訊號，當該壓力感測單元122未感測到壓力時，該壓力感測單元122的輸出端輸出低電平訊號。

該壓力感測單元124、126及128的電路結構及工作原理均與該壓力感測單元122的電路結構及工作原理相同，在此不再一一贅述。在本實施方式中，該壓力感測單元122、124、126及128的電橋分別設於該USB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下面。該壓力感測單元122、124、126及128中的其他電子元件如運算放大器及電阻等均可設於該電子設備10的其他地方。

該開關單元129包括四個作為電子開關的三極體Q1-Q4及一作為電子開關的MOS場效應電晶體Q5。該三極體Q1的基極透過一電阻R9與該壓力感測單元122的輸出端相連。該三極體Q1的集極透過一電阻R10與該電源VCC相連。該三極體Q2的基極透過一電阻R19與該壓力感測單元124的輸出端相連。該三極體Q2的集極與該三極體Q1的射極相連。該三極體Q3的基極透過一電阻R29與該壓力感測單元126的輸出端相連。該三極體Q3的集極與該三極體Q2的射極相連。該三極體Q4的基極透過一電阻R39與該壓力感測單元128的輸出端相連。該三極體Q4的集極與該三極體Q3的射極相連。該三極體Q4的射極接地。該MOS場效應電晶體Q5的閘極與該三極體Q1的集極相連。該MOS場效應電晶體Q5的汲極與該發光二極體D的陰極相連。該MOS場效應電晶體Q5的源極接地。該發光二極體D的陽極透過一電阻R20與該電源VCC相連。在本實施方式中，該等三極體Q1-Q4均為NPN型三極體，該MOS場效應電晶體Q5為PMOS場效應電晶體。在其它實施方式中，該等三極體Q1-Q4可為ＮMOS場效應電晶體及其它具有相同功能的開關。該MOS場效應電晶體Q5可為PNP型三極體及其它具有相同功能的開關。

當該USB設備20的USB介面21插入該電子設備10的USB介面11時，若該USB介面21與該USB介面11接觸良好，則該USB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USB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USB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。該壓力感測單元122、124、126及128均會感測到壓力，且該壓力感測單元122、124、126及128的輸出端均會輸出高電平訊號，該三極體Q1-Q4均導通，該MOS場效應電晶體Q5的閘極接收到低電平訊號，該MOS場效應電晶體Q5導通，該發光二極體D1發光，以指示該USB介面21與USB介面11接觸良好。

當該USB設備20的USB介面21插入該電子設備10的USB介面11時，若該USB介面21與該USB介面11接觸不好，比如該USB介面11的電源引腳VCC未與該USB介面21的電源引腳VCC良好接觸，則該壓力感測單元122未感測到壓力，該壓力感測單元122的輸出端輸出低電平訊號，該三極體Q1截止，該MOS場效應電晶體Q5的閘極接收到高電平訊號，該MOS場效應電晶體Q5截止，該發光二極體D1不發光，以指示該USB介面21與USB介面11接觸不好。並且，只要該USB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壓力感測單元就會因感測不到壓力而輸出低電平訊號，從而導致對應的三極體截止。只要該三極體Q1-Q4中有一個三極體截止，該MOS場效應電晶體Q5的閘極就會接收到高電平訊號，該MOS場效應電晶體Q5截止，該發光二極體D1將會不發光。

本發明電子設備10透過在該USB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的下面設置該壓力感測模組來感測該USB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是否受到壓力，並利用該開關單元129根據該壓力感測模組感測的結果來控制該發光二極體指示該電子設備10的USB介面11與該USB設備20的USB介面21是否接觸良好，以使用戶能直觀且及時地知曉該電子設備10的USB介面11與該USB設備20的USB介面21的連接狀況。

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援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．．．USB介面

12．．．USB介面連接狀況指示電路

20．．．USB設備

Claims (16)

1. 一種USB介面連接狀況指示電路，用於指示一電子設備的USB介面與一USB設備的USB介面是否接觸良好，該USB介面連接狀況指示電路包括一設於該電子設備的USB介面的引腳下面的壓力感測模組、一開關單元及一指示元件，該開關單元與該壓力感測模組及該指示元件相連，該壓力感測模組用於感測該壓力感測模組上方的該電子設備的USB介面的引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該壓力感測模組感測到的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。
2. 如申請專利範圍第1項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中該壓力感測模組包括一設於該電子設備的USB介面的電源引腳下面的第一壓力感測單元、一設於該電子設備的USB介面的第一資料引腳下面的第二壓力感測單元、一設於該電子設備的USB介面的第二資料引腳下面的第三壓力感測單元、一設於該電子設備的USB介面的接地引腳下面的第四壓力感測單元，該第一至第四壓力感測單元均與該開關單元相連，該第一壓力感測單元用於感測該電源引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第二壓力感測單元用於感測該第一資料引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第三壓力感測單元用於感測該第二資料引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第四壓力感測單元用於感測該接地引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該第一至第四壓力感測單元輸出的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。
3. 如申請專利範圍第2項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中當該第一至第四壓力感測單元均感測到壓力時，該開關單元控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸良好；當該第一至第四壓力感測單元中至少一壓力感測單元未感測到壓力時，該開關單元控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸不良。
4. 如申請專利範圍第2項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中該開關單元包括第一至第五電子開關，該第一電子開關的第一端與該第一壓力感測單元相連以接收該第一壓力感測單元輸出的感測結果，該第一電子開關的第二端透過一第一電阻與一電源相連，該第二電子開關的第一端與該第二壓力感測單元相連以接收該第二壓力感測單元輸出的感測結果，該第二電子開關的第二端與該第一電子開關的第三端相連，該第三電子開關的第一端與該第三壓力感測單元相連以接收該第三壓力感測單元輸出的感測結果，該第三電子開關的第二端與該第二電子開關的第三端相連，該第四電子開關的第一端與該第四壓力感測單元相連以接收該第四壓力感測單元輸出的感測結果，該第四電子開關的第二端與該第三電子開關的第三端相連，該第四電子開關的第三端接地，該第五電子開關的第一端與該第一電子開關的第二端相連，該第五電子開關的第二端與該指示元件的第一端相連，該第五電子開關的第三端接地，該指示元件的第二端透過一第二電阻與該電源相連。
5. 如申請專利範圍第4項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中當該第一至第四壓力感測單元均感測到壓力時，該第一至第四壓力感測單元均輸出高電平訊號給該第一至第四電子開關的第一端，該第一至第四電子開關導通，該第一電子開關的第二端輸出一低電平訊號給該第五電子開關的第一端，該第五電子開關導通，該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸良好；當該第一至第四壓力感測單元中至少一壓力感測單元未感測到壓力時，未感測到壓力的壓力感測單元輸出低電平訊號給相應的電子開關的第一端以使相應的電子開關截止，該第一電子開關的第二端輸出一高電平訊號給該第五電子開關的第一端，該第五電子開關截止，該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸不良。
6. 如申請專利範圍第5項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中該第一至第四電子開關均為NPN型三極體，該第一至第四電子開關的第一端、第二端及第三端分別對應於NPN型三極體的基極、集極及射極，該第五電子開關為一PMOS場效應電晶體，該第五電子開關的第一端、第二端及第三端分別對應於PMOS場效應電晶體的閘極、源極及汲極。
7. 如申請專利範圍第5項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中該指示元件為一發光二極體，該指示元件的第一端及第二端分別對應於該發光二極體的陰極及陽極，當該第五電子開關導通時，該發光二極體發光；當該第五電子開關截止時，該發光二極體不發光。
8. 如申請專利範圍第5項所述之USB介面連接狀況指示電路，其中每一壓力感測單元包括一電橋及一運算放大器，該電橋包括第一至第四力敏電阻，該第一力敏電阻的第一端與該電源相連，該第一力敏電阻的第二端透過該第二力敏電阻接地，該第三力敏電阻的第一端與該電源相連，該第三力敏電阻的第二端透過該第四力敏電阻接地，該運算放大器的同相輸入端透過一第三電阻與該第一力敏電阻的第二端相連並透過一第四電阻接地，該運算放大器的反相輸入端透過一第五電阻與該第三力敏電阻的第二端相連，該運算放大器的輸出端透過一第六電阻與該運算放大器的反相輸入端相連，並透過一第七電阻與一相應電子開關的第一端相連，當該第一至第四力敏電阻未受到壓力時，該第一力敏電阻的第二端的電壓與該第三力敏電阻的第二端的電壓相等，該運算放大器的輸出端輸出一低電平訊號給相應電子開關的第一端；當該第一至第四力敏電阻受到壓力時，該第一至第四力敏電阻的阻值發生變化，該第一力敏電阻的第二端的電壓與該第三力敏電阻的第二端之間存在電壓差，該運算放大器的輸出端輸出一高電平訊號給相應電子開關的第一端。
9. 一種電子設備，包括一USB介面及一USB介面連接狀況指示電路，該USB介面包括一電源引腳、一第一資料引腳、一第二資料引腳及一接地引腳，該USB介面連接狀況指示電路包括一設於該USB介面的電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳下面的壓力感測模組、一開關單元及一指示元件，該開關單元與該壓力感測模組及該指示元件相連，該USB介面用於連接一USB設備的USB介面，該壓力感測模組用於感測該壓力感測模組上方的該電源引腳、第一資料引腳、第二資料引腳及接地引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該壓力感測模組感測到的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子設備，其中該壓力感測模組包括一設於該電源引腳下面的第一壓力感測單元、一設於該第一資料引腳下面的第二壓力感測單元、一設於該第二資料引腳下面的第三壓力感測單元、一設於該接地引腳下面的第四壓力感測單元，該第一至第四壓力感測單元均與該開關單元相連，該第一壓力感測單元用於感測該電源引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第二壓力感測單元用於感測該第一資料引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第三壓力感測單元用於感測該第二資料引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該第四壓力感測單元用於感測該接地引腳是否受到壓力，並將感測到的結果輸出給該開關單元，該開關單元用於根據該第一至第四壓力感測單元輸出的結果來控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面是否接觸良好。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子設備，其中當該第一至第四壓力感測單元均感測到壓力時，該開關單元控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸良好；當該第一至第四壓力感測單元中至少一壓力感測單元未感測到壓力時，該開關單元控制該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸不良。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電子設備，其中該開關單元包括第一至第五電子開關，該第一電子開關的第一端與該第一壓力感測單元相連以接收該第一壓力感測單元輸出的感測結果，該第一電子開關的第二端透過一第一電阻與一電源相連，該第二電子開關的第一端與該第二壓力感測單元相連以接收該第二壓力感測單元輸出的感測結果，該第二電子開關的第二端與該第一電子開關的第三端相連，該第三電子開關的第一端與該第三壓力感測單元相連以接收該第三壓力感測單元輸出的感測結果，該第三電子開關的第二端與該第二電子開關的第三端相連，該第四電子開關的第一端與該第四壓力感測單元相連以接收該第四壓力感測單元輸出的感測結果，該第四電子開關的第二端與該第三電子開關的第三端相連，該第四電子開關的第三端接地，該第五電子開關的第一端與該第一電子開關的第二端相連，該第五電子開關的第二端與該指示元件的第一端相連，該第五電子開關的第三端接地，該指示元件的第二端透過一第二電阻與該電源相連。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電子設備，其中當該第一至第四壓力感測單元均感測到壓力時，該第一至第四壓力感測單元均輸出高電平訊號給該第一至第四電子開關的第一端，該第一至第四電子開關導通，該第一電子開關的第二端輸出一低電平訊號給該第五電子開關的第一端，該第五電子開關導通，該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸良好；當該第一至第四壓力感測單元中至少一壓力感測單元未感測到壓力時，未感測到壓力的壓力感測單元輸出低電平訊號給相應的電子開關的第一端以使相應的電子開關截止，該第一電子開關的第二端輸出一高電平訊號給該第五電子開關的第一端，該第五電子開關截止，該指示元件指示該電子設備的USB介面與該USB設備的USB介面接觸不良。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電子設備，其中該第一至第四電子開關均為NPN型三極體，該第一至第四電子開關的第一端、第二端及第三端分別對應於NPN型三極體的基極、集極及射極，該第五電子開關為一PMOS場效應電晶體，該第五電子開關的第一端、第二端及第三端分別對應於PMOS場效應電晶體的閘極、源極及汲極。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電子設備，其中該指示元件為一發光二極體，該指示元件的第一端及第二端分別對應於該發光二極體的陰極及陽極，當該第五電子開關導通時，該發光二極體發光；當該第五電子開關截止時，該發光二極體不發光。
16. 如申請專利範圍第13項所述之電子設備，其中每一壓力感測單元包括一電橋及一運算放大器，該電橋包括第一至第四力敏電阻，該第一力敏電阻的第一端與該電源相連，該第一力敏電阻的第二端透過該第二力敏電阻接地，該第三力敏電阻的第一端與該電源相連，該第三力敏電阻的第二端透過該第四力敏電阻接地，該運算放大器的同相輸入端透過一第三電阻與該第一力敏電阻的第二端相連並透過一第四電阻接地，該運算放大器的反相輸入端透過一第五電阻與該第三力敏電阻的第二端相連，該運算放大器的輸出端透過一第六電阻與該運算放大器的反相輸入端相連，並透過一第七電阻與一相應電子開關的第一端相連，當該第一至第四力敏電阻未受到壓力時，該第一力敏電阻的第二端的電壓與該第三力敏電阻的第二端的電壓相等，該運算放大器的輸出端輸出一低電平訊號給相應電子開關的第一端；當該第一至第四力敏電阻受到壓力時，該第一至第四力敏電阻的阻值發生變化，該第一力敏電阻的第二端的電壓與該第三力敏電阻的第二端之間存在電壓差，該運算放大器的輸出端輸出一高電平訊號給相應電子開關的第一端。