TWI411909B - 電子系統及其電子設備 - Google Patents

Description

電子系統及其電子設備

本發明係有關於一種電子設備，當具有預設接腳指定規格之外部裝置插入或連接該電子設備時，該電子設備提供供應電壓給該外部裝置，使其能運作。

一般而言，主設備可外接攜帶式周邊裝置以執行其他的應用或者是接收/傳送信號。舉例來說，投影機可外接攜帶式轉接器以接收視訊信號。然而，這些攜帶式周邊裝置通常需要額外的供應電壓才能運作，使得需要附加一電壓轉接器來連接攜帶式周邊裝置以提供供應電壓，這降低使用者對這些周邊裝置的攜帶方便性。

因此，期望提供一種電子設備，當外部裝置插入或連接時可提供供應電壓給該外部裝置，使其運作。

本發明提供一種電子設備，用以提供供應電壓至具有預設接腳指定規格之第一外部裝置，其包括連接介面及電壓供應器。連接介面具有第一接腳與第二接腳。電壓供應器提供偵測電壓信號至第一接腳，並根據第二接腳是否因偵測電壓信號而反應處於第一位準來決定是否提供供應電壓。當第二接腳根據偵測電壓信號而處於第一位準時，電壓供應器提供供應電壓至第一接腳。

根據上述電子設備，當第一外部裝置透過連接介面連 接該電子設備時，第二接腳因偵測電壓信號而反應處於第一位準，且電壓供應器透過第一接腳提供供應電壓至該一外部裝置。

本發明更提供一種電子系統，其包括轉接器及電子設備。轉接器具有第一連接介面。第一連接介面具有第一接腳與第二接腳，且第一接腳與第二接腳之間具有導通路徑。電子設備包括第二連接介面及電壓供應器。第二連接介面具有第三接腳與第四接腳，分別對應第一連接介面之第一接腳與第二接腳。當第一連接介面連接第二連接介面時，一回授路徑藉由導通路徑而形成於第三接腳與第四接腳之間。電壓供應器提供偵測電壓信號至第三接腳。當第一連接介面連接第二連接介面時，偵測電壓信號透過回授路徑使第四接腳處於第一位準，且電壓供應器根據第一位準來切換提供供應電壓至第三接腳。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係表示根據本發明實施例之電子設備。參閱第1圖，電子設備10包括連接介面100以及電壓供應器101。連接介面100具有複數接腳，至少包括接腳P100與P101。電壓供應器101提供偵測電壓信號Vdet至接腳P100。電壓供應器101根據接腳P101是否因偵測電壓信號Vdet而反應處於第一位準來決定是否提供供應電壓。當具有預設 接腳指定規格之一外部裝置透過連接介面100連接電子設備10時，接腳P101因偵測電壓信號Vdet而反應處於第一位準，且電壓供應器101透過接腳P100提供供應電壓至該外部裝置。當具有預設接腳指定規格之外部裝置沒有透過連接介面100連接電子設備10時，接腳P101處於第二位準，且電壓供應器101不提供供應電壓。在具有預設接腳指定規格之外部裝置沒有透過連接介面100連接電子設備10的清況下，不具有預設接腳指定規格之其他外部裝置可能透過連接介面100連接電子設備10。此時，接腳P101也處於第二位準，且電壓供應器101不提供供應電壓。

在上述實施例中，電子設備10可以是顯示器、投影機等主設備。具有預設接腳指定規格之外部裝置可以是接收或傳送信號之裝置，例如視訊圖像陣列(Video Graphics Array，VGA)介面轉接器、數位視訊介面(Digital Video Interface，DVI)轉接器、高解析度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)轉接器、或RS232介面轉接器。因此，依據該外部裝置之類型，連接介面100可以是VGA介面、DVI、HDMI、或RS232介面。

以下將詳細說明電子設備10之電路架構以及具有預設接腳指定規格之外部裝置連接或不連接入電子設備時電子設備之操作。在下文中，將以電子設備10為投影機、具有預設接腳指定規格之外部裝置為VGA介面轉接器、且連接介面100為VGA介面為例來說明。

在本發明中，電子設備10與具有預設接腳指定規格之 外部裝置組成一電子系統。

參閱第2圖，具有預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11具有連接介面110。連接介面110具有複數接腳，至少包括接腳P110及P111。在預設接腳指定規格下，接腳P110定義為接收供應電壓之接腳，而接腳P111定義為偵測接腳。在具有預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11中，一電阻R110耦接於接腳P110與P111之間，使得接腳P110與P111之間具有導通路徑。連接介面100的接腳P100與P101分別對應連接介面110之接腳P110與P111，換句話說，當連接介面110插入(即連接)連接介面100時，連接介面100的接腳P100與連接介面110之接腳P110連接，且連接介面100的接腳P101與連接介面110之接腳P111連接。因此，當連接介面110插入連接介面100時，一回授路徑藉由VGA介面轉接器11之導通路徑而形成於接腳P100與P101之間。

參閱第1圖，電壓供應器101包括電壓下拉單元101a、控制單元101b、電壓供應單元101c、電壓上拉單元101d、以及隔離單元101e。電壓下拉單元101a耦接於接腳P101與接地端GND之間。控制單元101b耦接接腳P101。控制單元101b根據接腳P101之位準來產生控制信號Scol給電壓供應單元101c。電壓供應單元101c則根據控制信號Scol來決定是否提供供應電壓。電壓上拉單元101d則耦接接腳P100與電壓源VS之間，且根據電壓源VS來提供偵測電壓信號Vdet給接腳P100。在此實施例中，電壓源VS可以是當電子設備10之電源插頭插上電源插座後提供交流或 直流之電壓來源。舉例來說，當電子設備10之電源插頭插上電源插座後，電壓源VS提供3.3V的直流電壓。在此實施例中，3.3V之直流電壓視為高位準電壓，而電壓上拉單元101d所提供之偵測電壓信號Vdet亦具有高位準。隔離單元101e則耦接接腳P100與電源供應單元101c和電壓上拉單元101d之間。

在VGA介面轉接器11沒有透過連接介面100與110連接投影機時，電壓下拉單元101a根據接地端GND之低位準電壓來將接腳P101之位準下拉至低位準。此時，控制單元101b根據接腳P101之低位準來反致能(de-assert)控制信號Scol。在此實施例中，被反致能之控制信號Scol處於低位準。電壓供應單元101c接收低位準之控制信號Scol，且根據低位準之控制信號Scol而不提供供應電壓。

在VGA介面轉接器11尚未透過連接介面100與110連接投影機時，電壓供應單元101c仍不提供供應電壓Vsupply。此時，電壓上拉單元100d根據電壓源VS來提供偵測電壓信號Vdet給接腳P100。參閱第3圖，一旦VGA介面轉接器11透過連接介面100與110連接投影機(以虛線來表示連接介面100與110之間的連接)，偵測電壓信號Vdet透過接腳P100與P101之間的回授路徑使得接腳P101處於高位準。此時，控制單元101b根據接腳P101之高位準來致能(assert)控制信號Scol。在此實施例中，被致能之控制信號Scol處於高位準。電壓供應單元101c接收高位準之控制信號Scol，且根據高位準之控制信號Scol提供供應電壓Vsupply至接腳P100。藉由彼此連接之接腳 P100與P110，供應電壓Vsupply則被傳送至VGA介面轉接器11，使得VGA介面轉接器11能正常運作。在此實施例中，供應電壓為12V。

回來參閱第1圖，當VGA介面轉換器11自投影機拔除(即不連接)時，在接腳P100與P101之間不具有回授路徑。此時，電壓下拉單元101a將接腳P101之位準下拉至低位準。控制單元101b根據接腳P101之低位準來反致能控制信號Scol。電壓供應單元101c接收低位準之控制信號Scol，且根據低位準之控制信號Scol而不提供供應電壓Vsupply。

根據上述可得知，當具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11插入投影機時，藉由接腳P100與P101之間回授路徑，接腳P101根據偵測電壓信號Vdet而處於高位準。因此，根據接腳P101是否處於高位準，投影機可得知具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11是否插入投影機。當接腳P101處於高位準時，投影機得知具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11插入投影機，並由電壓供應器101c透過接腳P100與P110提供供應電壓Vsupply至VGA介面轉接器11。當接腳P101處於低位準時，投影機得知具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11沒有插入投影機，且電壓供應器101c停止提供供應電壓Vsupply。

根據本發明實施例，投影機提供熱插入與熱拔出功能給具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11。當VGA介面轉接器11插入投影機時，由投影機提供供應電 壓Vsupply，以使VGA介面轉接器11能運作。當VGA介面轉接器11自投影機拔出時，投影機停止提供供應電壓Vsupply。

在具有特定預設接腳指定規格之VGA介面轉接器11沒有插入投影機的情況下，可能會有其他的外部裝置插入投影機，而且這些其他的外部裝置不具有預設接腳指定規格。換句話說，這些的外部裝置的連接介面不具彼此之間具有導通路徑之兩接腳，其一接腳定義為接收供應電壓之接腳，而另一接腳定義為偵測接腳。如第4圖所示，外部裝置40之連接介面400具有接腳P400與P401。當外部裝置40插入投影機時(以虛線來表示連接介面100與400之間的連接)，連接介面400的接腳P400連接連接介面100之接腳P100，且連接介面400的接腳P401連接連接介面100之接腳P101。由於接腳P400與P401不具有導通路徑，因此，當連接介面400插入連接介面100時，在接腳P100與P101之間不會形成回授路徑。此時，接腳P101之位準被電壓下拉單元101a下拉至低位準。控制單元101b根據接腳P101之低位準反致能控制信號Scol。電壓供應單元101c接收低位準之控制信號Scol，且根據低位準之控制信號Scol而不提供供應電壓Vsupply。

因此可得知，當不具有預設接腳指定規格之一外部裝置40透過連接介面400插入投影機時，投影機不提供供應電壓Vsupply至接腳P100。此時，雖接腳P100被電壓上拉單元101d上拉至3.3V之位準，但此3.3V不會對該外部裝置40造成過大的電壓衝擊。

參閱第4圖，隔離單元100e包括二極體D10與D11。二極體D10耦接於電壓上拉單元100d與接腳P100之間。二極體D11耦接於電壓供應單元100c與接腳P100之間。當不具有預設接腳指定規格之一外部裝置40透過連接介面400插入投影機時，藉由二極體D10與D11提供之逆向阻隔，使得外部裝置40無法透過接腳P400與P100提供高於3.3V之電壓至投影機，避免電壓供應器受到破壞。因此，投影機具有自我保護機制。

第5圖係表示根據本發明實施例之控制單元101b。控制單元101b包括兩級反相器50及51，以對接腳P101之位準進行兩次反相操作以產生控制信號Scol。參閱第5圖，第一級反相器50之輸入端耦接接腳P101，且其輸出端耦接第二級反相器51之輸入端。第二級反相器51之輸出端則產生控制信號Scol。在第3圖之實施例中，反相器50及51分別以N型金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)N50及N51來實現。在其他實施例中，反相器50及51可由邏輯閘或其他型態之電晶體來實現，例如接面場效電晶體(JFET)。

在上述之實施例中，具有預設接腳指定規格之外部裝置11係以VGA介面轉接器為例來說明。然而，根據本發明之精神，具有分別對應接腳P100與P101之兩接腳且該兩接腳之間具有一導通路徑之裝置，即可作為具有預設接腳指定規格之外部裝置11。當具有預設接腳指定規格之裝置透過連接介面100插入電子設備10時，則由電子設備10提供供應電壓，使得該裝置能運作。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子設備

11‧‧‧外部裝置

40‧‧‧外部裝置

50、51‧‧‧反向器

100‧‧‧連接介面

101‧‧‧電壓供應器

101a‧‧‧電壓下拉單元

101b‧‧‧控制單元

101c‧‧‧電壓供應單元

101d‧‧‧電壓上拉單元

101e‧‧‧隔離單元

110‧‧‧連接介面

D10、D11‧‧‧二極體

GND‧‧‧接地端

N50、N51‧‧‧NMOSFET

P100、P101、P110、P111、P400、P401‧‧‧接腳

R110‧‧‧電阻

Scol‧‧‧控制信號

Vdet‧‧‧偵測電壓信號

VS‧‧‧電壓源

Vsupply‧‧‧供應電壓

第1圖表示根據本發明實施例之電子設備；第2圖表示根據本發明實施例之具有預設接腳指定規格之外部裝置；第3圖為具有預設接腳指定規格之外部裝置插入至電子設備之示意圖；第4圖為不具預設接腳指定規格之裝置插入至電子設備之示意圖；以及第5圖表示根據本發明實施例之控制單元。

10‧‧‧電子設備

100‧‧‧連接介面

101‧‧‧電壓供應器

101a‧‧‧電壓下拉單元

101b‧‧‧控制單元

101c‧‧‧電壓供應單元

101d‧‧‧電壓上拉單元

101e‧‧‧隔離單元

D10、D11‧‧‧二極體

GND‧‧‧接地端

P100、P101‧‧‧接腳

Scol‧‧‧控制信號

Vdet‧‧‧偵測電壓信號

VS‧‧‧電壓源

Claims (23)

1. 一種電子設備，用以提供一供應電壓至具有一預設接腳指定規格之一第一外部裝置，包括：一連接介面，具有一第一接腳與一第二接腳；以及一電壓供應器，提供一偵測電壓信號至該第一接腳，並根據該第二接腳是否因該偵測電壓信號而反應處於一第一位準來決定是否提供該供應電壓；其中，當該第二接腳根據該偵測電壓信號而處於該第一位準時，該電壓供應器提供該供應電壓至該第一接腳。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，當該第一外部裝置透過該連接介面連接該電子設備時，該第二接腳因該偵測電壓信號而反應處於該第一位準，且該電壓供應器透過該第一接腳提供該供應電壓至該第一外部裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，當該第二接腳處於一第二位準時，該電壓供應器不提供該供應電壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電子設備，其中，當該第一外部裝置沒有透過該連接介面連接該電子設備時，該第二接腳處於該第二位準。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電子設備，其中，當不具有該預設接腳指定規格之一第二外部裝置透過該連接介面連接該電子設備，該第二接腳處於該第二位準。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，且該電壓供應器包括：一電壓下拉單元，耦接該第二接腳與一接地端之間； 一控制單元，耦接該第二接腳，並根據該第二接腳之位準來產生一控制信號；一電壓供應單元，接收該控制信號，並根據該控制信號來決定是否提供該供應電壓；以及一電壓上拉單元，耦接該第一接腳與一電壓源之間，且根據該電壓源來提供該偵測電壓信號至該第一接腳。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子設備，其中，當該第二接腳因該偵測電壓信號而反應處於該第一位準時，該控制單元致能該控制信號，且該電壓供應單元根據被致能之該控制信號以提供該供應電壓至該第一接腳。
8. 如申請專利範圍第6項所述之電子設備，其中，當該第二接腳處於一第二位準時，該控制單元反致能該控制信號，且該電壓供應單元根據被反致能之該控制信號而不提供該供應電壓。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子設備，其中，當該第一外部裝置沒有透過該連接介面連接該電子設備時，該第二接腳處於該第二位準。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電子設備，其中，當不具有該預設接腳指定規格之一第二外部裝置透過該連接介面連接該電子設備，該第二接腳處於該第二位準。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子設備，其中，該該電壓供應器更包括一隔離單元，耦接該第一接腳，以避免該第二外部裝置透過該第一接腳提供一電壓至該電子設備。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電子設備，其中，該 隔離單元包括：一第一二極體，耦接於該電壓上拉單元與該第一接腳之間；以及一第二二極體，耦接於該電壓供應單元與該第一接腳之間。
13. 如申請專利範圍第6項所述之電子設備，其中，該控制單元包括兩級反向器，對該第二接腳之位準進行兩次反向操作以產生該控制信號。
14. 如申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該連接介面為視訊圖像陣列(Video Graphics Array，VGA)介面、數位視訊介面(Digital Video Interface，DVI)、高解析度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)、或RS232介面。
15. 一種電子系統，包括：一轉接器，具有一第一連接介面，其中，該第一連接介面具有一第一接腳與一第二接腳，且該第一接腳與該第二接腳之間具有一導通路徑；以及一電子設備，包括：一第二連接介面，具有一第三接腳與一第四接腳，分別對應該第一連接介面之該第一接腳與該第二接腳，其中，當該第一連接介面連接該第二連接介面時，一回授路徑藉由該導通路徑而形成於該第三接腳與該第四接腳之間；以及一電壓供應器，提供一偵測電壓信號至該第三接腳；其中，當該第一連接介面連接該第二連接介面時，該 偵測電壓信號透過該回授路徑使該第四接腳處於一第一位準，且該電壓供應器根據該第一位準來切換提供一供應電壓至該第三接腳。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電子系統，其中，當該第一連接介面沒有連接該第二連接介面時，該第四接腳處於一第二位準，且該電壓供應器根據該第二位準而不提供該供應電壓。
17. 如申請專利範圍第15項所述之電子系統，其中，該電壓供應器包括：一電壓下拉單元，耦接該第四接腳與一接地端之間；一控制單元，耦接該第四接腳，並根據該第四接腳之位準來產生一控制信號；一電壓供應單元，接收該控制信號，並根據該控制信號來決定是否提供該供應電壓；以及一電壓上拉單元，耦接該第三接腳與一電壓源之間，且根據該電壓源來提供該偵測電壓信號至該第三接腳。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電子系統，其中，當該第四接腳處於該第一位準時，該控制單元致能該控制信號，且該電壓供應單元根據被致能之該控制信號來提供該供應電壓至該第三接腳。
19. 如申請專利範圍第17項所述之電子系統，其中，當該第一連接介面沒有連接該第二連接介面時，該第四接腳處於一第二位準，且該控制單元反致能該控制信號，該電壓供應單元根據被反致能之該控制信號而不提供該供應電壓。
20. 如申請專利範圍第17項所述之電子系統，其中，該電壓供應器更包括一隔離單元，耦接該第三接腳，當該第一連接介面沒有連接該第二連接介面時，該隔離單元避免一外部電壓透過該第三接腳輸入至該電子設備。
21. 如申請專利範圍第20項所述之電子系統，其中，該隔離單元包括：一第一二極體，耦接於該電壓上拉單元與該第三接腳之間；以及一第二二極體，耦接於該電壓供應單元與該第三接腳之間。
22. 如申請專利範圍第17項所述之電子系統，其中，該控制單元包括兩級反向器，對該第四接腳之位準進行兩次反向操作以產生該控制信號。
23. 如申請專利範圍第15項所述之電子系統，其中，該轉接器為視訊圖像陣列(Video Graphics Array，VGA)介面轉接器、數位視訊介面(Digital Video Interface，DVI)轉接器、高解析度多媒體介面(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)轉接器、或RS232介面轉接器。