TWI550296B - 通用序列匯流排(usb)纜線種類檢測裝置及方法 - Google Patents

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Description

通用序列匯流排(USB)纜線種類檢測裝置及方法
本發明係關於一種通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)纜線種類檢測裝置及方法，更精確的，係為藉由在檢測電路中設置可變電阻，並對應複數個開關狀態控制可變電阻以降低USB纜線誤判率的USB纜線種類檢測裝置及方法。
為了讓各種終端設備所使用的交流/直流(AC/DC)電源供應器能夠通用，並減少線纜的使用數量來達節能減碳之效，採用了新的USB電源傳輸規格(USB Power Delivery Specification,USB PD Spec.)，其中，USB最大可供電100瓦的規格，讓各種裝置能藉由USB介面供電，除可強化行動應用的方便性外，亦可藉由較大的電流，有效縮短裝置的充電時間提高效率。
在USB PD Spec.中定義了供電端(Provider)與受電端(Consumer)，雙方必須藉由數據的溝通來決定實際發送的電壓值與電流值，其流程包括判斷所插入的線纜連接器接頭是否支持USB PD規格，供電端與受電端雙方藉由數據的溝通，確認發送的電力電壓值與電流值。
以USB PD標準A型(Standard-A)連接器接頭為例，其設計上為方便辨識是否符合USB PD規格，在板端的USB PD Standard-A插座內增加了「PD Detect」腳位，利用USB接頭與插座間的偵測腳位接觸與否，判斷所連接的線纜是否支持USB PD規格。對於USB PD標準B型(Standard-B)連接器接頭而言，在USB PD Standard-B插座內增加了「ID」腳位來判斷所連接的線纜是否支持USB PD規格。另外，也根據內置電容所放置的位置來判斷是否能承受3A電流的負載，抑或是能承受5A電流的負載，且不同類型的連接器接頭通過在VBUS及ID線之間，以及ID線及GND線之間串接的電阻電容的不同，來達成標記的目的。
此外，在進行線纜電流負載能力判斷時，需要對連接器接頭進行偵測，USF-IF針對不同的連接器接頭，設計了相應的檢測電路及方法來判斷USB纜線的電流負載能力。在檢測流程中，訊號源給定訊號，接收端則分別在存在檢測電路中的不同開關組合下偵測訊號，並根據是否能偵測到訊號來判斷連接器接頭種類。
然而，在上述判斷流程中，在，ID線路上之寄生電容會對訊號衰減幅度過大，ID線路上之寄生電容產生原因大致如下：ID焊墊上之寄生電容、ID焊墊及連接器之間的印刷電路上線路、線路上導孔造成的寄生電容、接頭引入的寄生電容、以及ID端通常會連接的通用輸入/輸出(General Purpose I/O Interface，GPIO)介面的寄生電容等，都會容易造成偵測訊號時產生誤差，因此會造成對連接器接頭種類的誤判。
為了解決上述問題，本發明的一個態樣係提供一種通用序列匯流排(USB)纜線種類檢測裝置，適用判斷USB纜線之種類，USB纜線至少包含VBUS線及接地線，電子裝置連接於USB纜線相對於USB纜線種類檢測裝置之另一端，並提供VBUS訊號至VBUS線，USB纜線種類檢測裝置包含檢測電路及控制單元。檢測電路包含訊號源、接收端、第一電阻、第二電阻、可變電阻、第一電容、第二電容、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、VBUS端、ID端及接地端。訊號源提供檢測訊號。第一電阻具有第一端及第二端，第一端連接於訊號源。可變電阻具有第一端及第二端，可變電阻之第一端係連接於第一電阻之第二端。第二電阻具有第一端及第二端，第二電阻之第一端連接於可變電阻之第二端，第二電阻之第二端連接於對應於接地線之接地端。第一電容具有第一端及第二端，第一電容之第一端連接於可變電阻及第二電阻之間之第一節點，第一電容之第二端係連接於ID端。第二電容具有第一端及一第二端，第二電容之第一端連接於第一電阻及第二電阻之間之第二節點，第二電容之第二端連接於對應VBUS線之VBUS端。第一開關連接於第二節點及接收端之間，第二開關其一端連接於接收端及第一開關之第二端之間，另一端連接於第一節點。第三開關串接於第一節點與第一電容之間，第四開關串接於第一節點及第二電阻之第一端之間。控制單元與檢測電路電性連接，被配置以複數個開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，且對應複數個開關狀態分別控制可變電阻及控制訊號源發出檢測訊號，並自接收端以分別在複數個開關狀態時接收檢測訊號及VBUS訊號，並產生複數個檢測結果，並根據複數個檢測結果判斷USB纜線之種類。
較佳者，複數個開關狀態可包含第一開關狀態、第二開關狀態及第三開關狀態，其中在第一開關狀態下，第二開關導通，且第一、第三及第四開關斷開，在第二開關狀態下，第二及第三開關導通，且第一及第四開關斷開，在第三開關狀態下，第二、第三及第四開關導通，且第一開關斷開，且控制單元係被配置以分別在第一、第二及第三開關狀態下自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號以分別產生複數個檢測結果。
較佳者，控制單元可被配置以控制可變電阻在第一及第三開關狀態下改變為第一電阻值。
較佳者，第一電阻值可為約1kΩ。
較佳者，控制單元可被配置以控制可變電阻在第二開關狀態下改變為第二電阻值。
較佳者，第二電阻值可在約50Ω至約240Ω之範圍內。
根據本發明的另一個態樣，提供一種USB纜線種類檢測方法，係使用前述之USB纜線種類檢測裝置，來判斷USB纜線之種類，USB纜線係至少包含VBUS線及接地線，電子裝置連接於USB纜線之一端，並提供VBUS訊號至VBUS線，方法包含下列步驟：以檢測電路連接於USB纜線之相對於電子裝置之另一端；以一控制單元與檢測電路電性連接；配置控制單元以複數個開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關；配置控制單元以對應複數個開關狀態分別控制可變電阻且控制訊號源發出檢測訊號；配置控制單元以分別在複數個開關狀態下自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號，以產生複數個檢測結果；以及配置控制單元以根據複數個檢測結果判斷USB纜線之種類。
較佳者，複數個開關狀態可包含第一開關狀態、第二開關狀態及第三開關狀態，其中在第一開關狀態下，第二開關導通，且第一、第三及第四開關斷開，在第二開關狀態下，第二及第三開關導通，且第一及第四開關斷開，在第三開關狀態下，第二、第三及第四開關導通，且第一開關斷開，且控制單元被配置以分別在第一、第二及第三開關狀態下自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號以分別產生複數個檢測結果。
較佳者，在配置控制單元以在複數個開關狀態下分別控制可變電阻及控制訊號源發出檢測訊號之步驟中，可進一步配置控制單元以控制可變電阻在第一及第三開關狀態下改變為第一電阻值。
較佳者，第一電阻值可為約1kΩ。
較佳者，在配置控制單元以在複數個開關狀態下分別控制可變電阻及控制訊號源發出檢測訊號之步驟中，可進一步配置控制單元以控制可變電阻在第二開關狀態下改變為第二電阻值。
較佳者，第二電阻值可在約50Ω至約240Ω之範圍內。
綜上所述，依本發明之USB纜線種類檢測裝置及方法，係藉由在檢測電路中提供可變電阻之電路架構，以在寄生電容存在的各種情形下，不影響各檢測結果之前提下，讓檢測電路中的可變電阻在一定範圍內變化，而能進一步提昇在bit2檢測階段的精確性。
100‧‧‧USB纜線種類檢測裝置
102‧‧‧控制單元
104、204‧‧‧檢測電路
106‧‧‧電源模組
108‧‧‧耦合阻抗
110‧‧‧USB插座
112‧‧‧USB纜線
114‧‧‧電子裝置
116‧‧‧USB電源傳輸裝置
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
RL1‧‧‧可變電阻
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
Q1‧‧‧第一開關
Q2‧‧‧第二開關
Q3‧‧‧第三開關
Q4‧‧‧第四開關
Q5‧‧‧第五開關
LTX‧‧‧TX線
LRX‧‧‧RX線
LQ‧‧‧開關控制線
TX‧‧‧訊號源
RX‧‧‧接收端
VBUS‧‧‧VBUS端
ID‧‧‧ID端
GND‧‧‧接地端
S61-S65、S701-S711‧‧‧步驟
第1圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置的例示性實施例之方塊圖。
第2圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置之例示性實施例繪示的檢測電路之電路佈局圖。
第3圖係為在可變電阻固定下，bit2檢測階段中RX端弦波幅度vRX(dB，相對於弦波幅度vTX)和ID端之寄生電容關係曲線圖。
第4圖係為RX端弦波幅度vRX(dB，相對於弦波幅度vTX)和可變電阻RL1之電阻值大小之間關係曲線圖。
第5圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置之另一例示性實施例繪示的檢測電路之電路佈局圖。
第6圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測方法的第一實施例繪示的流程圖。
第7圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測方法的第二實施例繪示的流程圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。
第1圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置的例示性實施例之方塊圖。請參考第1圖，USB纜線種類檢測裝置100包含控制單元102及檢測電路104，其中，檢測電路104係電性連接於控制單元102，控制單元102中央處理 器(Central Processing Unit,CPU)、微處理器(Microprocessor)、網路處理器(NP：Network Processor)、微控制器、或為具有專用功能的半導體積體電路(Integrated Circuit(IC))，且控制單元102透過RX線LRX、TX線LTX及開關控制線LQ分別連接於檢測電路104。
進一步，USB纜線種類檢測裝置100通常設置於USB電源傳輸裝置116之中，USB電源傳輸裝置116包含有電源模組106及USB插座110，一般而言，在USB電源傳輸(USB power delivery,USB PD)規格中，定義了供電端(Provider)與受電端(Consumer)，雙方必須藉由數據的溝通來決定實際發送的電壓值與電流值，其流程包括判斷所插入的線纜連接器接頭是否支持USB PD規格。此處，USB電源傳輸裝置116被設定為供電端，且USB插座係連接於USB纜線之一端，USB纜線至少包含VBUS線及接地線，而USB纜線之另一端連接有作為受電端之電子裝置114，並且向VBUS線提供VBUS訊號。
在USB電源傳輸裝置116中，電源模組106與本發明的USB纜線種類檢測裝置100電性連接，並且被配置以在USB纜線種類檢測裝置100判斷出USB電源傳輸裝置116所連接的USB纜線112之種類之後，進行電源的供應。此處，電源模組106為常見的電源供應器，其中可包含複數個切換開關，用於在判斷出USB電源傳輸裝置116所連接的USB纜線112之種類之後，對應USB纜線112的種類的不同(即電流及電壓負載能力的不同)，切換至對應的電壓的電源供應器。由於在目前已知的USB PD規格中，供電端及受電端可在不同情形下進行互換，即是供電端亦可轉換為受電端，因此電源模組106中還包含可將USB電源傳輸裝置116切換為受電端之機制，然而其並非本發明的主要概念，為了避免不必要的模糊本發明故省略其詳細說明。
如圖所示，USB插座包含VBUS端、ID端及接地端GND，電源模組106可透過耦合阻抗108連接至USB插座之VBUS端進行電源之傳輸。進一步，在USB PD系统中，允許VBUS電壓高於vSafe5V，且電流可以大於1.5A，為了防止高壓大電流超過USB纜線112的承受能力，針對不同種類的USB纜線112，本發明的USB纜線種類判斷裝置100提供了相應的檢測電路和方法來判斷USB纜線112的過電流負載能力。較佳的，本發明的USB纜線種類判斷裝置100相對於現有技術，主要在判斷Type-A/B(除了標準-A型(Standard-A)連接器)連接器種類的檢測電路104及檢測方法之流程中，提供進一步的架構及方法，來防止檢測電路104對纜線種類的誤判。
一般而言，不同類型的USB纜線112通過在VBUS端及ID端，以及ID端及接地端GND之間串接的電阻、電容的不同來達到標記的目的，如下表一，其顯示目前用於Type-A/B接頭的電性標記。
其中，cPlug代表電容，範圍係為約5nF至約15nF，rID為電阻，範圍係為約0.9Ω至1.1KΩ。
第2圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置之例示性實施例繪示的檢測電路之電路佈局圖。現將根據附圖說明檢測電路104之架構。如第2圖所示，檢測電路104包含訊號源TX、接收端RX、第一電阻R1、第二電阻R2、 可變電阻RL1、第一電容C1、第二電容C2、第一開關Q1、第二開關Q2、第三開關Q3、第四開關Q4、VBUS端、ID端及接地端GND。此處，檢測電路104之VBUS端、ID端及接地端GND對應於USB插座之其中，訊號源TX提供有檢測訊號，且係透過訊號源線LTX由控制單元102所控制，第一電阻R1，具有第一端及第二端，第一電阻R1之第一端連接於訊號源TX。可變電阻RL1，具有第一端及第二端，可變電阻RL1之第一端連接於第一電阻R1之第二端。第二電阻R2，具有第一端及第二端，第二電阻R2之第一端連接於可變電阻RL1之第二端，第二電阻R2之第二端連接於對應於USB插座接地端GND。第一開關Q1、第二開關Q2、第三開關Q3、第四開關Q4可為本領域具有通常知識者習知之開關電晶體，且透過開關控制線LQ接收控制單元102之控制。
再者，檢測電路104的第一電容C1具有第一端及第二端，第一電容C1之第一端連接於可變電阻RL1及第二電阻R2之間之第一節點N1，第一電容C1之第二端連接於ID端，而第二電容C2具有第一端及第二端，第二電容C2之第一端連接於第一電阻R1及第二電阻R2之間之第二節點，第二電容C2之第二端連接於VBUS端。此處，第一電容C1及第二電容C2之作用係為濾波器，係用於降低傳導的電磁干擾，第一電阻R1係為TX之輸出阻抗rTX，較佳的，第一電阻R1之電阻值可為約62Ω。根據本發明的較佳實施例，設定第二電阻R2為約33Ω。
第一開關Q1連接於第二節點N2及接收端RX之間，第二開關其一端連接於接收端RX及第一開關Q1之間，另一端連接於第一節點N1，第三開關Q1串接於第一節點N1與第一電容C1之間，且第四開關Q4串接於第一節點N1及第二電阻R2之第一端之間。此處，第一開關Q1、第二開關Q2、第三開關Q3、第四開關Q4及可變電阻RL1分別透過開關控制線LQ，由控制單元104進行控制。控 制單元104被配置以複數個開關狀態控制第一開關Q1、第二開關Q2、第三開關Q3及第四開關Q4，且對應複數個開關狀態分別控制可變電阻RL1之電阻值。控制單元102包含脈波傳送器及接收器，脈波傳送器係用於在USB電源傳輸裝置端，自訊號源TX發出檢測訊號，例如，將載波訊號(Carrier Signal)自檢測電路之VBUS端施加至USB纜線之VBUS線上，而接收器被配置為分別在複數個開關狀態時，自接收端RX接收回傳之檢測訊號及VBUS訊號，亦即，控制單元102之接收器偵測訊號是否存在，並產生複數個檢測結果，並根據該複數個檢測結果判斷該USB纜線之種類。
詳細而言，根據本發明的較佳實施例，複數個開關狀態包含第一開關狀態、第二開關狀態及第三開關狀態，其中在第一開關狀態下，該第二開關Q2導通，且第一、第三及第四開關Q1、Q3及Q4斷開，在第二開關狀態下，第二及第三開關Q2及Q3導通，且第一及第四開關Q1及Q4斷開，而在第三開關狀態下，第二、第三及第四開關導通，且第一開關斷開，且該控制單元係被配置以分別在該第一、該第二及該第三開關狀態下自該接收端接收該VBUS訊號及該檢測訊號以分別產生該複數個檢測結果。目前USB偵測電路所使用之偵測流程如下，首先假設可變電阻RL1均為定值，較佳的，假設可變電阻RL1固定為1KΩ：
1)第一、第三及第四開關Q1、Q3及Q4斷開。
2)第二開關Q2導通(檢測電路104處於第一開關狀態)。
3)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 1回傳結果為1，否則bit 1回傳結果為0。
4)第三開關Q3導通(檢測電路104處於第二開關狀態)。
5)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 2回傳結果為1，否則bit 2回傳結果為0。
6)第四開關Q3導通(檢測電路104處於第三開關狀態)。
7)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 3回傳結果為1，否則bit 3回傳結果為0。
下表二為接頭種類之偵測規範：
請參考第3圖，其係為在可變電阻RL1固定下，bit2檢測階段中，RX端弦波幅度vRX(dB，相對於弦波幅度vTX)和ID端之寄生電容關係曲線圖。假設終端有正確匹配(rTX)情况下，第二節點N2的弦波幅度vTX=150mVRMS。RX端判斷弦波是否存在的閾值vSqDet=20mVRMS，即相對於vTX衰減17.50dB以上時，RX端定義為檢測不到弦波。進一步，將檢測電路104當做正弦穩態電路進行分析，在bit2檢測階段中，RX端弦波幅度vRX(dB，相對於弦波幅度vTX)和ID端之寄生電容關係曲線圖如第3圖所示。由於RX端檢測電路的輸入失調電壓及外界雜訊影響，一般而言，RX端檢測到之弦波幅度vRX需要超過閾值vSqDet+5mV(-15.56dB)，才能保證RX端可以檢測到弦波，而RX端弦波幅度 vRX需要小於閾值vSqDet-5mV(-20dB)，才能保證檢測不到信號。再者，根據上表二，PD Micro-A型接頭及Legacy Micro/STD-B型接頭在bit2檢測階段中，bit2回傳結果需要為「1」，即訊號衰減需要大於-15.56dB。
而根據A點之位置，當ID端寄生電容達到38pF左右的時候，如第3圖所示，連接PD Micro-A型接頭及Legacy Micro/STD-B型接頭則不能保證檢測結果為「1」，從而會導致控制單元102對纜線種類之誤判，亦即，誤認為是Legacy Micro-A或PD(3A)Micro/STD-B型接頭。此處係針對在連接PD Micro-A型接頭及Legacy Micro/STD-B型接頭時進行優化，而在寄生電容小於1nF的時候，其餘四種接頭受寄生電容影響並不大，不會導致檢測結果不符合上表二，故省略其說明。由此可知，若可變電阻RL1為定電阻1KΩ時，在bit2檢測階段中，對寄生電容容忍度相當低，其原因是由於當檢測電路104處在第二開關狀態時，TX端之輸出阻抗1KΩ偏大，導致TX端提供之載波訊號之驅動能力不足，些微的負載就可以對RX端弦波幅度造成很大的衰減。
因此，根據本發明的發明概念，係在檢測電路104中設置可變電阻RL1，以在bit2檢測階段中，降低1KΩ電阻阻值，以減小寄生電容對TX端所提供之弦波的過度衰減，同時亦能保證在連接Micro-A或PD(3A)Micro/STD-B接頭時，於RX端之檢測結果能滿足上表中bit2列，且不會因可變電阻RL1之電阻阻值過小導致連接Legacy Micro-A或PD(3A)Micro/STD-B型接頭時，RX端檢測到弦波。
根據上述說明，根據本發明之USB纜線種類偵測裝置之例示性實施例，提供一種檢測流程範例如下：
1)第一、第三及第四開關Q1、Q3及Q4斷開。
2)第二開關Q2導通(檢測電路104處於第一開關狀態)。
3)將可變電阻RL1調整為第一電阻值。
4)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 1回傳結果為1，否則bit 1回傳結果為0。
4)第三開關Q3導通(檢測電路104處於第二開關狀態)。
5)將可變電阻RL1調整為第二電阻值。
6)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 2回傳結果為1，否則bit 2回傳結果為0。
7)第四開關Q3導通(檢測電路104處於第三開關狀態)。
8)將可變電阻RL1調整為第一電阻值。
9)訊號源TX端打入載波訊號(弦波)，RX端偵測到訊號->bit 3回傳結果為1，否則bit 3回傳結果為0。
其中，在上述步驟中，第一電阻值較佳的為1KΩ，以確保在bit1及bit3檢測階段中，檢測結果能滿足表二之規範。
在根據本發明的USB纜線種類檢測裝置中，設定在ID端最大的寄生電容為150pF，在本領域具有通常知識者應當理解，寄生電容的值係為可變化的，此處僅用於舉例。在上述寄生電容存在之情形下，由於連接Low Power Micro-A、PD(5A)Micro/STD-B、PD Micro-A及Legacy Micro/STD-B這四種接頭時，需要RX端幅度大於-15.56dB。考慮ID端寄生電容會額外增加其衰減，所以只在計算這四種plug連接時的vRX才考慮在ID-GND之間引入150pF的電容，要保證寄生電容最大的情況下，RX端幅度大於-15.56dB。計算另外兩種Legacy Micro-A，PD(3A)Micro/STD-B plug連接時的RX端弦波幅度vRX，則不考慮ID 端及接地端GND之間的150pF電容，從而保證在沒有寄生電容的衰減下，也能使RX端幅度小於-20dB。
綜合上述條件計算得到的RX端弦波幅度vRX(dB，相對於弦波幅度vTX)和可變電阻RL1之電阻值大小之間關係如第4圖所示。由第4圖可知，當可變電阻RL1於bit2檢測階段中，根據B點之位置，其電阻值調節至約50Ω至約240Ω之範圍內時，可以容忍ID端所設定之最大150pF之寄生電容，而不會導致纜線種類結果錯誤。因此，在上述的檢測流程範例中，第二電阻值較佳的可在約50Ω至約240Ω之範圍，更佳的，取第二電阻值為119Ω時，容忍幅度最大。
第5圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測裝置之另一例示性實施例繪示的檢測電路之電路佈局圖。如圖所示，檢測電路104之架構。如第2圖所示，檢測電路104包含訊號源TX、接收端RX、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二電容C2、第一開關Q1、第二開關Q2、第三開關Q3、第四開關Q4、第五開關，VBUS端、ID端及接地端GND。其中，與第2圖相同的元件符號代表相同的元件，故省略其詳細說明。與上述例示性實施例不同的是，可變電阻RL1係由一第五開關Q5取代，第五開關Q5可為金氧半場效電晶體(MOSFET)，藉由控制第五開關Q5之閘極電壓，來調整汲極電極與源極電極之間之電阻Rds，以達成如同可變電阻RL1之電阻值變化。此外，第五開關Q5亦可以互補型金氧半場效電晶體(CMOS)，同樣係應用控制閘極電壓以調節電阻Rds之電阻值。值得一提的是，第五開關Q5係由控制單元102透過開關控制線LQ來對應前述複數個開關狀態進行控制。
第6圖係為根據本發明的USB纜線種類檢測方法繪示的第一實施例的流程圖。請參考第6圖，本發明還提供一種USB纜線種類檢測方法，係使用 前述USB纜線種類檢測裝置100，於USB電源傳輸裝置端來判斷USB纜線之種類，USB纜線至少包含VBUS線及接地線，如同先前描述的，電子裝置連接於USB纜線之一端，並提供VBUS訊號至VBUS線，USB纜線種類檢測方法包含下列步驟：
首先，將USB纜線附接於插座，檢測電路與USB纜線電性連接(步驟S61)，接著，配置控制單元，以複數個開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關(步驟S62)，其中，複數個開關狀態如同前述實施例，包含第一開關狀態、第二開關狀態及第三開關狀態。控制單元透過開關控制線控制檢測電路中的第一至第四開關Q1至Q4。
接著，配置控制單元，以對應複數個開關狀態分別控制可變電阻且控制該訊號源發出檢測訊號(步驟S63)，如同先前所描述的，控制單元包含脈波傳送器及接收器，脈波傳送器係用於在USB電源傳輸裝置端，自訊號源TX發出檢測訊號，而接收器被配置為分別在複數個開關狀態時，自接收端RX接收回傳之檢測訊號及VBUS訊號。下一步，配置控制單元，以分別在複數個開關狀態下自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號，以產生複數個檢測結果(步驟S64)。最後，配置控制單元，以根據該複數個檢測結果判斷該USB纜線之種類(步驟S65)。其中，此USB纜線種類檢測方法係依據上表二來判斷USB纜線之種類，因此，較佳的，可變電阻在第一及第三開關狀態下，其電阻值被調整為約1KΩ，而在第二開關狀態下，可變電阻之電阻值被調整在約50Ω至約240Ω之範圍內，以確保在bit1及bit3時仍能滿足表二之規範，亦能在bit2時降低連接Legacy Micro-A或PD(3A)Micro/STD-B型接頭時的誤判。
請參考第7圖，係為根據本發明的USB纜線種類檢測方法的第二實施例繪示的流程圖。其包含下列步驟：
首先，將USB纜線附接於插座，檢測電路與USB纜線電性連接(步驟S701)，配置控制單元，以第一開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關(步驟S702)，此處及下文中的第一開關狀態、第二開關狀態及第三開關狀態係對應於前面所描述過的，故省略其詳細說明。配置控制單元，以控制可變電阻為第一電阻值(步驟S703)。較佳的，第一電阻值為約1KΩ。接著，自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號，並產生第一檢測結果(步驟S704)，此第一檢測結果係對應於bit1檢測階段之結果「1」或「0」，其條件如先前所述的。配置控制單元，以第二開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關(步驟S705)，控制可變電阻為第二電阻值(步驟S706)。較佳的，第二電阻值係約50Ω至約240Ω之範圍內。
下一步，自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號，並產生第二檢測結果(步驟S707)，此第二檢測結果對應於前述bit2檢測階段之結果「1」或「0」，其條件亦如先前所述的。再配置控制單元，以第三開關狀態控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關(步驟S708)，並控制可變電阻為第一電阻值(步驟S709)。配置控制單元，自接收端接收VBUS訊號及檢測訊號，並產生第三檢測結果(步驟S710)，最後，根據第一至第三檢測結果判斷USB纜線之種類(步驟S711)。其中，本實施例的方法亦能在bit1及bit3時仍能滿足表二之規範，以及在bit2時降低連接Legacy Micro-A或PD(3A)Micro/STD-B型接頭時的誤判。
綜上所述，本發明的USB纜線種類檢測裝置及方法，係藉由在檢測電路中提供可變電阻之電路架構，以在寄生電容存在的各種情形下，降低對USB纜線種類的誤判，此外，本發明亦提供了實施例的結果證明本發明的USB纜線種類檢測裝置及方法確實能在寄生電容存在時，在不影響bit1及bit3檢測結 果的前提下，藉由讓檢測電路中的可變電阻在一定範圍內變化，而能進一步提昇在bit2檢測階段的精確性。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
104‧‧‧檢測電路
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
RL1‧‧‧可變電阻
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
Q1‧‧‧第一開關
Q2‧‧‧第二開關
Q3‧‧‧第三開關
Q4‧‧‧第四開關
TX‧‧‧訊號源
RX‧‧‧接收端
vBUS‧‧‧vBUS端
ID‧‧‧ID端
GND‧‧‧接地端

Claims (12)

  1. 一種通用序列匯流排(USB)纜線種類檢測裝置，係適用判斷一USB纜線之種類，該USB纜線係至少包含一VBUS線及一接地線，一電子裝置連接於該USB纜線相對於該USB纜線種類檢測裝置之另一端，並提供一VBUS訊號至該VBUS線，該USB纜線種類檢測裝置係包含：一檢測電路，係包含：一訊號源，提供一檢測訊號；一第一電阻，具有一第一端及一第二端，該第一端係連接於該訊號源；一可變電阻，具有一第一端及一第二端，該可變電阻之該第一端係連接於該第一電阻之該第二端；一第二電阻，具有一第一端及一第二端，該第二電阻之該第一端係連接於該可變電阻之該第二端，該第二電阻之該第二端係連接於對應於該接地線之一接地端；一第一電容，具有一第一端及一第二端，該第一電容之該第一端係連接於該可變電阻及該第二電阻之間之一第一節點，該第一電容之該第二端係連接於一ID端；一第二電容，具有一第一端及一第二端，該第二電容之該第一端係連接於該第一電阻及該第二電阻之間之一第二節點，該第二電容之該第二端係連接於對應該VBUS線之一VBUS端；一接收端； 一第一開關係連接於該第二節點及該接收端之間；一第二開關，其一端係連接於該接收端及該第一開關之該第二端之間，另一端係連接於該第一節點；一第三開關，係串接於該第一節點與該第一電容之間；一第四開關，係串接於該第一節點及該第二電阻之該第一端之間；及一控制單元，與該檢測電路電性連接，被配置以複數個開關狀態控制該第一開關、該第二開關、該第三開關及該第四開關，且對應該複數個開關狀態分別控制該可變電阻及控制該訊號源發出該檢測訊號，並自該接收端以分別在該複數個開關狀態時接收該檢測訊號及該VBUS訊號，並產生複數個檢測結果，並根據該複數個檢測結果判斷該USB纜線之種類。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之USB纜線種類檢測裝置，其中該複數個開關狀態包含一第一開關狀態、一第二開關狀態及一第三開關狀態，其中在該第一開關狀態下，該第二開關導通，且該第一、該第三及該第四開關斷開，在該第二開關狀態下，該第二及該第三開關導通，且該第一及該第四開關斷開，在該第三開關狀態下，該第二、該第三及該第四開關導通，且該第一開關斷開，且該控制單元係被配置以分別在該第一、該第二及該第三開關狀態下自該接收端接收該VBUS訊號及該檢測訊號以分別產生該複數個檢測結果。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之USB纜線種類檢測裝置，其中該控制單元係被配置以控制該可變電阻在該第一及第三開關狀態 下改變為一第一電阻值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之USB纜線種類檢測裝置，其中該第一電阻值係為約1kΩ。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之USB纜線種類檢測裝置，其中該控制單元係被配置以控制該可變電阻在該第二開關狀態下改變為第二電阻值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之USB纜線種類檢測裝置，其中該第二電阻值係在約50Ω至約240Ω之範圍內。
  7. 一種USB纜線種類檢測方法，係使用於如申請專利範圍1至6項中任一項之USB纜線種類檢測裝置，來判斷一USB纜線之種類，該USB纜線係至少包含一VBUS線及一接地線，一電子裝置連接於該USB纜線之一端，並提供一VBUS訊號至該VBUS線，該方法包含下列步驟：以該檢測電路連接於該USB纜線之相對於該電子裝置之另一端；以一控制單元與該檢測電路電性連接；配置該控制單元以複數個開關狀態控制該第一開關、該第二開關、該第三開關及該第四開關；配置該控制單元以對應該複數個開關狀態分別控制該可變電阻且控制該訊號源發出該檢測訊號；配置該控制單元以分別在該複數個開關狀態下自該接收端接收該VBUS訊號及該檢測訊號，以產生複數個檢測結果；以及 配置該控制單元以根據該複數個檢測結果判斷該USB纜線之種類。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之USB纜線種類檢測方法，其中該複數個開關狀態包含一第一開關狀態、一第二開關狀態及一第三開關狀態，其中在該第一開關狀態下，該第二開關導通，且該第一、該第三及該第四開關斷開，在該第二開關狀態下，該第二及該第三開關導通，且該第一及該第四開關斷開，在該第三開關狀態下，該第二、該第三及該第四開關導通，且該第一開關斷開，且該控制單元被配置以分別在該第一、該第二及該第三開關狀態下自該接收端接收該VBUS訊號及該檢測訊號以分別產生該複數個檢測結果。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之USB纜線種類檢測方法，其中在配置該控制單元以在該複數個開關狀態下分別控制該可變電阻及控制該訊號源發出該檢測訊號之該步驟中，係進一步配置該控制單元以控制該可變電阻在該第一及第三開關狀態下改變為一第一電阻值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之USB纜線種類檢測方法，其中該第一電阻值係為約1kΩ。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之USB纜線種類檢測方法，其中在配置該控制單元以在該複數個開關狀態下分別控制該可變電阻及控制該訊號源發出該檢測訊號之該步驟中，係進一步配置該控制單元以控制該可變電阻在該第二開關狀態下改變為一第二電阻值。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之USB纜線種類檢測方法，其中 該第二電阻值係在約50Ω至約240Ω之範圍內。
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