通用串行总线(usb)缆线种类检测装置及方法

通用串行总线(usb)缆线种类检测装置及方法
【专利摘要】本发明揭露通用串行总线(USB)缆线种类检测装置及方法，此检测装置包含检测电路及控制单元。检测电路包含信号源、接收端、第一电阻、第二电阻、可变电阻、第一电容、第二电容、第一至第四开关、VBUS端、ID端及接地端。信号源提供检测信号。控制单元与检测电路电性连接，被配置以复数个开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，且对应复数个开关状态分别控制可变电阻及控制信号源发出检测信号，并自接收端以分别在复数个开关状态时接收检测信号及VBUS信号，并产生复数个检测结果，并根据复数个检测结果判断USB缆线的种类。
【专利说明】
通用串行总线（USB)缆线种类检测装置及方法
技术领域
[0001] 本发明关于一种通用串行总线（Universal Serial Bus, USB)缆线种类检测装置 及方法，更精确的，为藉由在检测电路中设置可变电阻，并对应复数个开关状态控制可变电 阻以降低USB缆线误判率的USB缆线种类检测装置及方法。
【背景技术】
[0002] 为了让各种终端设备所使用的交流/直流（AC/DC)电源供应器能够通用，并减少 线缆的使用数量来达节能减碳之效，采用了新的USB电源传输规格（USB Power Delivery Specification, USB PD Spec.)，其中，USB最大可供电100瓦的规格，让各种装置能藉由 USB接口供电，除可强化行动应用的方便性外，亦可藉由较大的电流，有效缩短装置的充电 时间提尚效率。
[0003] 在USB PD Spec.中定义了供电端（Provider)与受电端（Consumer)，双方必须藉 由数据的沟通来决定实际发送的电压值与电流值，其流程包括判断所插入的线缆连接器接 头是否支持usb ro规格，供电端与受电端双方藉由数据的沟通，确认发送的电力电压值与 电流值。
[0004] 以USB ro标准A型（Standard-A)连接器接头为例，其设计上为方便辨识是否符合 USB 规格，在板端的USB PD Standard-A插座内增加了「PD Detect」脚位，利用USB接头 与插座间的侦测脚位接触与否，判断所连接的线缆是否支持usb ro规格。对于usb ro标 准B型（Standard-B)连接器接头而言，在USB Η) Standard-B插座内增加了「ID」脚位来 判断所连接的线缆是否支持USB ro规格。另外，也根据内置电容所放置的位置来判断是否 能承受3A电流的负载，抑或是能承受5A电流的负载，且不同类型的连接器接头通过在V BUS 及ID线之间，以及ID线及GND线之间串接的电阻电容的不同，来达成标记的目的。
[0005] 此外，在进行线缆电流负载能力判断时，需要对连接器接头进行侦测，USF-IF针对 不同的连接器接头，设计了相应的检测电路及方法来判断USB缆线的电流负载能力。在检 测流程中，信号源给定信号，接收端则分别在存在在检测电路中的不同开关组合下侦测信 号，并根据是否能侦测到信号来判断连接器接头种类。
[0006] 然而，在上述判断流程中，在，ID线路上的寄生电容会对信号衰减幅度过大，ID线 路上的寄生电容产生原因大致如下：ID焊垫上的寄生电容、ID焊垫及连接器之间的印刷电 路上线路、线路上导孔造成的寄生电容、接头引入的寄生电容、以及ID端通常会连接的通 用输入/输出（General Purpose I/O Interface，GPIO)接口的寄生电容等，都会容易造成 侦测信号时产生误差，因此会造成对连接器接头种类的误判。

【发明内容】

[0007] 为了解决上述问题，本发明的一个态样提供一种通用串行总线（USB)缆线种类检 测装置，适用判断USB缆线的种类，USB缆线至少包含V BUS线及接地线，电子装置连接于USB 缆线相对于USB缆线种类检测装置的另一端，并提供VBUS信号至VBUS线，USB缆线种类检测 装置包含检测电路及控制单元。检测电路包含信号源、接收端、第一电阻、第二电阻、可变电 阻、第一电容、第二电容、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、VBUS端、ID端及接地端。 信号源提供检测信号。第一电阻具有第一端及第二端，第一端连接于信号源。可变电阻具 有第一端及第二端，可变电阻的第一端连接于第一电阻的第二端。第二电阻具有第一端及 第二端，第二电阻的第一端连接于可变电阻的第二端，第二电阻的第二端连接于对应于接 地线之接地端。第一电容具有第一端及第二端，第一电容的第一端连接于可变电阻及第二 电阻之间的第一节点，第一电容的第二端连接于ID端。第二电容具有第一端及一第二端， 第二电容的第一端连接于第一电阻及第二电阻之间的第二节点，第二电容的第二端连接于 对应V BUS线之V BUS端。第一开关连接于第二节点及接收端之间，第二开关其一端连接于接收 端及第一开关的第二端之间，另一端连接于第一节点。第三开关串接于第一节点与第一电 容之间，第四开关串接于第一节点及第二电阻的第一端之间。控制单元与检测电路电性连 接，被配置以复数个开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，且对应复数 个开关状态分别控制可变电阻及控制信号源发出检测信号，并自接收端以分别在复数个开 关状态时接收检测信号及VBUS信号，并产生复数个检测结果，并根据复数个检测结果判断 USB缆线的种类。
[0008] 优选地，复数个开关状态可包含第一开关状态、第二开关状态及第三开关状态，其 中在第一开关状态下，第二开关导通，且第一、第三及第四开关断开，在第二开关状态下，第 二及第三开关导通，且第一及第四开关断开，在第三开关状态下，第二、第三及第四开关导 通，且第一开关断开，且控制单元被配置以分别在第一、第二及第三开关状态下自接收端接 收VBUS信号及检测信号以分别产生复数个检测结果。
[0009] 优选地，控制单元可被配置以控制可变电阻在第一及第三开关状态下改变为第一 电阻值。
[0010] 优选地，第一电阻值可为约lk Ω。
[0011] 优选地，控制单元可被配置以控制可变电阻在第二开关状态下改变为第二电阻 值。
[0012] 优选地，第二电阻值可在约50 Ω至约240 Ω的范围内。
[0013] 根据本发明的另一个态样，提供一种USB缆线种类检测方法，使用前述之USB缆线 种类检测装置，来判断USB缆线的种类，USB缆线至少包含V BUS线及接地线，电子装置连接于 USB缆线的一端，并提供VBUS信号至VBUS线，方法包含下列步骤：以检测电路连接于USB缆 线的相对于电子装置的另一端；以一控制单元与检测电路电性连接；配置控制单元以复数 个开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关；配置控制单元以对应复数个开 关状态分别控制可变电阻且控制信号源发出检测信号；配置控制单元以分别在复数个开关 状态下自接收端接收VBUS信号及检测信号，以产生复数个检测结果；以及配置控制单元以 根据复数个检测结果判断USB缆线的种类。
[0014] 优选地，复数个开关状态可包含第一开关状态、第二开关状态及第三开关状态，其 中在第一开关状态下，第二开关导通，且第一、第三及第四开关断开，在第二开关状态下，第 二及第三开关导通，且第一及第四开关断开，在第三开关状态下，第二、第三及第四开关导 通，且第一开关断开，且控制单元被配置以分别在第一、第二及第三开关状态下自接收端接 收VBUS信号及检测信号以分别产生复数个检测结果。
[0015] 优选地，在配置控制单元以在复数个开关状态下分别控制可变电阻及控制信号源 发出检测信号的步骤中，可进一步配置控制单元以控制可变电阻在第一及第三开关状态下 改变为第一电阻值。
[0016] 优选地，第一电阻值可为约lk Ω。
[0017] 优选地，在配置控制单元以在复数个开关状态下分别控制可变电阻及控制信号源 发出检测信号的步骤中，可进一步配置控制单元以控制可变电阻在第二开关状态下改变为 第二电阻值。
[0018] 优选地，第二电阻值可在约50 Ω至约240 Ω的范围内。
[0019] 综上所述，依本发明之USB缆线种类检测装置及方法，系藉由在检测电路中提供 可变电阻的电路架构，以在寄生电容存在的各种情形下，不影响各检测结果之前提下，让检 测电路中的可变电阻在一定范围内变化，而能进一步提升在bit2检测阶段的精确性。
【附图说明】
[0020] 第1图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的例示性实施例的方块图。
[0021] 第2图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的例示性实施例绘示的检测电路的 电路布局图。
[0022] 第3图为在可变电阻固定下，bit2检测阶段中RX端弦波幅度VRX(dB，相对于弦波 幅度vTX)和ID端的寄生电容关系曲线图。
[0023] 第4图为RX端弦波幅度vRX (dB，相对于弦波幅度vTX)和可变电阻RL的电阻值大 小之间关系曲线图。
[0024] 第5图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的另一例示性实施例绘示的检测电 路的电路布局图。
[0025] 第6图为根据本发明的USB缆线种类检测方法的第一实施例绘示的流程图。
[0026] 第7图为根据本发明的USB缆线种类检测方法的第二实施例绘示的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 为利于贵审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将 本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为 示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图 式的比例与配置关系局限本发明于实际实施上的专利范围，合先叙明。
[0028] 第1图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的例示性实施例的方块图。请参考 第1图，USB缆线种类检测装置100包含控制单元102及检测电路104,其中，检测电路104 系电性连接于控制单元102,控制单元102中央处理器（Central Processing Unit, CPU)、 微处理器（Microprocessor)、网络处理器（NP: Network Processor)、微控制器、或为具有专 用功能的半导体集成电路（Integrated Circuit (1C))，且控制单元102通过RX线LRX、TX 线LTX及开关控制线LQ分别连接于检测电路104。
[0029] 进一步，USB缆线种类检测装置100通常设置于USB电源传输装置116之中，USB 电源传输装置116包含有电源模块106及USB插座110, 一般而言，在USB电源传输（USB power delivery, USB PD)规格中，定义了供电端（Provider)与受电端（Consumer)，双方必 须藉由数据的沟通来决定实际发送的电压值与电流值，其流程包括判断所插入的线缆连接 器接头是否支持USB ro规格。此处，USB电源传输装置116被设定为供电端，且USB插座 连接于USB缆线的一端，USB缆线至少包含VBUS线及接地线，而USB缆线的另一端连接有作 为受电端的电子装置114,并且向V BUS线提供VBUS信号。
[0030] 在USB电源传输装置116中，电源模块106与本发明的USB缆线种类检测装置100 电性连接，并且被配置以在USB缆线种类检测装置100判断出USB电源传输装置116所连接 的USB缆线112的种类之后，进行电源的供应。此处，电源模块106为常见的电源供应器， 其中可包含复数个复数个切换开关，用于在判断出USB电源传输装置116所连接的USB缆 线112的种类之后，对应USB缆线112的种类的不同（即电流及电压负载能力的不同），切 换至对应的电压的电源供应器。由于在目前已知的USB ro规格中，供电端及受电端可在不 同情形下进行互换，即是供电端亦可转换为受电端，因此电源模块106中还包含可将USB电 源传输装置116切换为受电端之机制，然而其并非本发明的主要概念，为了避免不必要的 模糊本发明故省略其详细说明。
[0031] 如图所示，USB插座包含VBUS端、ID端及接地端GND，电源模块106可通过耦合阻 抗108连接至USB插座之V BUS端进行电源之传输。进一步，在USB ro系统中，允许VBUS电压 高于vSafe5V，且电流可以大于1. 5A，为了防止高压大电流超过USB缆线112的承受能力， 针对不同种类的USB缆线112,本发明的USB缆线种类判断装置100提供了相应的检测电路 和方法来判断USB缆线112的过电流负载能力。较佳的，本发明的USB缆线种类判断装置 1〇〇相对于现有技术，主要在判断Type-A/B (除了标准-A型（Standard-A)连接器）连接器 种类的检测电路104及检测方法之流程中，提供进一步的架构及方法，来防止检测电路104 对缆线种类的误判。
[0032] 一般而言，不同类型的USB缆线112通过在VBUS端及ID端，以及ID端及接地端 GND之间串接的电阻、电容的不同来达到标记的目的，如下表一，其显示目前用于Type-A/B 接头的电性标记。
[0033] 表一：用于Type-A/B接头的电性标记
[0034]
[0035] 其中，cPlug代表电容，范围为约5nF至约15nF，rID为电阻，范围为约0. 9Ω至 1. 1ΚΩ 0
[0036] 第2图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的例示性实施例绘示的检测电路的 电路布局图。现将根据【附图说明】检测电路104之架构。如第2图所示，检测电路104包含 信号源TX、接收端RX、第一电阻R1、第二电阻R2、可变电阻RL1、第一电容C1、第二电容C2、 第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、V BUS端、ID端及接地端GND。此处，检 测电路104之VBUS端、ID端及接地端GND对应于USB插座之其中，信号源TX提供有检测信 号，且系通过信号源线LTX由控制单元102所控制，第一电阻R1，具有第一端及第二端，第一 电阻R1的第一端连接于信号源TX。可变电阻RL，具有第一端及第二端，可变电阻RL的第 一端连接于第一电阻R1的第二端。第二电阻R2,具有第一端及第二端，第二电阻R2的第一 端连接于可变电阻RL的第二端，第二电阻R2的第二端连接于对应于USB插座接地端GND。 第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4可为本领域具有通常知识者习知之开 关晶体管，且通过开关控制线LQ接收控制单元102的控制。
[0037] 再者，检测电路104的第一电容C1具有第一端及第二端，第一电容C1的第一端连 接于可变电阻RL及第二电阻R2之间的第一节点N1，第一电容C1的第二端连接于ID端，而 第二电容C2具有第一端及第二端，第二电容C2的第一端连接于第一电阻R1及第二电阻R2 之间的第二节点，第二电容C2的第二端连接于V BUS端。此处，第一电容C1及第二电容C2之 作用为滤波器，系用于降低传导的电磁干扰，第一电阻R1为TX之输出阻抗rTX，较佳的，第 一电阻R1的电阻值可为约62 Ω。根据本发明的优选实施例，设定第二电阻R2为约33 Ω。
[0038] 第一开关Q1连接于第二节点N2及接收端RX之间，第二开关其一端连接于接收端 RX及第一开关Q1之间，另一端连接于第一节点N1，第三开关Q1串接于第一节点N1与第一 电容C1之间，且第四开关Q4串接于第一节点N1及第二电阻R2的第一端之间。此处，第一 开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4及可变电阻RL分别通过开关控制线LQ，由 控制单元104进行控制。控制单元104被配置以复数个开关状态控制第一开关Q1、第二开 关Q2、第三开关Q3及第四开关Q4,且对应复数个开关状态分别控制可变电阻RL的电阻值。 控制单元102包含脉波传送器及接收器，脉波传送器系用于在USB电源传输装置端，自信号 源TX发出检测信号，例如，将载波信号（Carrier Signal)自检测电路之VBUS端施加至USB 缆线之VBUS在线，而接收器被配置为分别在复数个开关状态时，自接收端RX接收回传的检 测信号及VBUS信号，亦即，控制单元102之接收器侦测信号是否存在，并产生复数个检测结 果，并根据该复数个检测结果判断该USB缆线的种类。
[0039] 详细而言，根据本发明的优选实施例，复数个开关状态包含第一开关状态、第二开 关状态及第三开关状态，其中在第一开关状态下，该第二开关Q2导通，且第一、第三及第四 开关Q1、Q3及Q4断开，在第二开关状态下，第二及第三开关Q2及Q3导通，且第一及第四开 关Q1及Q4断开，而在第三开关状态下，第二、第三及第四开关导通，且第一开关断开，且该 控制单元被配置以分别在该第一开关状态、该第二开关状态及该第三开关状态下自该接收 端接收该VBUS信号及该检测信号以分别产生该复数个检测结果。目前USB侦测电路所使用 的侦测流程如下，首先假设可变电阻RL均为定值，较佳的，假设可变电阻RL固定为1ΚΩ :
[0040] 1)第一、第三及第四开关Ql、Q3及Q4断开。
[0041] 2)第二开关Q2导通（检测电路104处于第一开关状态）。
[0042] 3)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 1回传结果为1， 否则bit 1回传结果为0。
[0043] 4)第三开关Q3导通（检测电路104处于第二开关状态）。
[0044] 5)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 2回传结果为1， 否则bit 2回传结果为0。
[0045] 6)第四开关Q3导通（检测电路104处于第三开关状态）。
[0046] 7)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 3回传结果为1， 否则bit 3回传结果为0。
[0047] 下表二为接头种类的侦测规范：
[0048] 表二：
[0049]
[0050] 请参考第3图，其为在可变电阻RL固定下，bit2检测阶段中，RX端弦波幅度 VRX(dB，相对于弦波幅度vTX)和ID端的寄生电容关系曲线图。假设终端有正确匹配（rTX) 情况下，第二节点N2的弦波幅度vTX = 150mVRMS。RX端判断弦波是否存在的阈值vSqDet =20mVRMS，即相对于vTX衰减17. 50dB以上时，RX端定义为检测不到弦波。进一步，将 检测电路104当做正弦稳态电路进行分析，在bit2检测阶段中，RX端弦波幅度 VRX(dB， 相对于弦波幅度vTX)和ID端的寄生电容关系曲线图如第3图所示。由于RX端检测电 路的输入失调电压及外界噪声影响，一般而言，RX端检测到之弦波幅度vRX需要超过阈值 vSqDet+5mV (-15. 56dB)，才能保证RX端可以检测到弦波，而RX端弦波幅度vRX需要小于阈 值VSqDet-5mV(-20dB)，才能保证检测不到信号。再者，根据上表二，PD Micro-A型接头及 Legacy Micro/STD-B型接头在bit2检测阶段中，bit2回传结果需要为「1」，即信号衰减需 要大于-15. 56dB。
[0051] 而根据A点之位置，当ID端寄生电容达到38pF左右的时候，如第3图所示，连接 PD Micro-A型接头及Legacy Micro/STD-B型接头则不能保证检测结果为「1」，从而会导致 控制单元102对缆线种类之误判，亦即，误认为是Legacy Micro-A或Η)(3Α)Micro/STD-B 型接头。此处系针对在连接Micro-A型接头及Legacy Micro/STD-B型接头时进行优 化，而在寄生电容小于InF的时候，其余四种接头受寄生电容影响并不大，不会导致检测结 果不符合上表二，故省略其说明。由此可知，若可变电阻RL为定电阻1ΚΩ时，在bit2检测 阶段中，对寄生电容容忍度相当低，其原因是由于当检测电路104处在第二开关状态时，TX 端之输出阻抗1K Ω偏大，导致TX端提供之载波信号之驱动能力不足，些微的负载就可以对 RX端弦波幅度造成很大的衰减。
[0052] 因此，根据本发明的发明概念，在检测电路104中设置可变电阻RL，以在bit2检测 阶段中，降低1ΚΩ电阻阻值，以减小寄生电容对TX端所提供之弦波的过度衰减，同时亦能 保证在连接Micro-A或ro (3A)Micro/STD-B接头时，于RX端的检测结果能满足上表中bit2 列，且不会因可变电阻RL的电阻阻值过小导致连接Legacy Micro-A或Η) (3A) Micro/STD-B 型接头时，RX端检测到弦波。
[0053] 根据上述说明，根据本发明之USB缆线种类侦测装置的例示性实施例，提供一种 检测流程范例如下：
[0054] 1)第一、第三及第四开关Ql、Q3及Q4断开。
[0055] 2)第二开关Q2导通（检测电路104处于第一开关状态）。
[0056] 3)将可变电阻RL调整为第一电阻值。
[0057] 4)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 1回传结果为1， 否则bit 1回传结果为0。
[0058] 4)第三开关Q3导通（检测电路104处于第二开关状态）。
[0059] 5)将可变电阻RL调整为第二电阻值。
[0060] 6)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 2回传结果为1， 否则bit 2回传结果为0。
[0061] 7)第四开关Q3导通（检测电路104处于第三开关状态）。
[0062] 8)将可变电阻RL调整为第一电阻值。
[0063] 9)信号源TX端打入载波信号（弦波），RX端侦测到信号_>bit 3回传结果为1， 否则bit 3回传结果为0。
[0064] 其中，在上述步骤中，第一电阻值较佳的为1ΚΩ，以确保在bitl及bit3检测阶段 中，检测结果能满足表二之规范。
[0065] 在根据本发明的USB缆线种类检测装置中，设定在ID端最大的寄生电容为150pF， 在本领域具有通常知识者应当理解，寄生电容的值为可变化的，此处仅用于举例。在上述寄 生电容存在之情形下，由于连接 Low Power Μ?χ;τ〇-Α、Ρ0(5Α)Μ;?χ；Γ〇/3Τ0-Β、Η) Micro-A 及 Legacy Micro/STD-B这四种接头时，需要RX端幅度大于-15. 56dB。考虑ID端寄生电容会 额外增加其衰减，所以只在计算这四种plug连接时的vRX才考虑在ID-GND之间引入150pF 的电容，要保证寄生电容最大的情况下，RX端幅度大于-15. 56dB。计算另外两种Legacy Micro-A，PD (3A)Micro/STD-B plug连接时的RX端弦波幅度vRX，则不考虑ID端及接地端 GND之间的150pF电容，从而保证在没有寄生电容的衰减下，也能使RX端幅度小于-20dB。
[0066] 综合上述条件计算得到的RX端弦波幅度vRX(dB，相对于弦波幅度vTX)和可变电 阻RL的电阻值大小之间关系如第4图所示。由第4图可知，当可变电阻RL于bit2检测阶 段中，根据B点之位置，其电阻值调节至约50Ω至约240Ω的范围内时，可以容忍ID端所设 定之最大150pF的寄生电容，而不会导致缆线种类结果错误。因此，在上述的检测流程范例 中，第二电阻值较佳的可在约50Ω至约240Ω的范围，更佳的，取第二电阻值为119Ω时， 容忍幅度最大。
[0067] 第5图为根据本发明的USB缆线种类检测装置的另一例示性实施例绘示的检测电 路的电路布局图。如图所示，检测电路104之架构。如第2图所示，检测电路104包含信号 源TX、接收端RX、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第一开关Q1、第二开 关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、第五开关，V BUS端、ID端及接地端GND。其中，与第2图相 同的组件符号代表相同的组件，故省略其详细说明。与上述例示性实施例不同的是，可变电 阻RL系由一第五开关Q5取代，第五开关Q5可为金氧半场效晶体管（MOSFET)，藉由控制第 五开关Q5之闸极电压，来调整汲极电极与源极电极之间的电阻Rds，以达成如同可变电阻 RL的电阻值变化。此外，第五开关Q5亦可以互补型金氧半场效晶体管（CMOS)，同样系应用 控制闸极电压以调节电阻Rds的电阻值。值得一提的是，第五开关Q5系由控制单元102通 过开关控制线LQ来对应前述复数个开关状态进行控制。
[0068] 第6图为根据本发明的USB缆线种类检测方法绘示的第一实施例的流程图。请参 考第6图，本发明还提供一种USB缆线种类检测方法，使用前述USB缆线种类检测装置100， 于USB电源传输装置端来判断USB缆线的种类，USB缆线至少包含V BUS线及接地线，如同先 前描述的，电子装置连接于USB缆线的一端，并提供VBUS信号至VBUS线，USB缆线种类检测 方法包含下列步骤：
[0069] 首先，将USB缆线附接于插座，检测电路与USB缆线电性连接（步骤S61)，接着， 配置控制单元，以复数个开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关（步骤 S62)，其中，复数个开关状态如同前述实施例，包含第一开关状态、第二开关状态及第三开 关状态。控制单元通过开关控制线控制检测电路中的第一至第四开关Q1至Q4。
[0070] 接着，配置控制单元，以对应复数个开关状态分别控制可变电阻且控制该信号源 发出检测信号（步骤S63)，如同先前所描述的，控制单元包含脉波传送器及接收器，脉波传 送器系用于在USB电源传输装置端，自信号源TX发出检测信号，而接收器被配置为分别在 复数个开关状态时，自接收端RX接收回传的检测信号及VBUS信号。下一步，配置控制单 元，以分别在复数个开关状态下自接收端接收VBUS信号及检测信号，以产生复数个检测结 果（步骤S64)。最后，配置控制单元，以根据该复数个检测结果判断该USB缆线的种类（步 骤S65)。其中，此USB缆线种类检测方法系依据上表二来判断USB缆线的种类，因此，较佳 的，可变电阻在第一及第三开关状态下，其电阻值被调整为约1ΚΩ，而在第二开关状态下， 可变电阻的电阻值被调整在约50Ω至约240Ω的范围内，以确保在bitl及bit3时仍能满 足表二之规范，亦能在bit2时降低连接Legacy Micro-A或ro(3A)Micro/STD-B型接头时 的误判。
[0071] 请参考第7图，为根据本发明的USB缆线种类检测方法的第二实施例绘示的流程 图。其包含下列步骤：
[0072] 首先，将USB缆线附接于插座，检测电路与USB缆线电性连接（步骤S701)，配置控 制单元，以第一开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关（步骤S702)，此处 及下文中的第一开关状态、第二开关状态及第三开关状态系对应于前面所描述过的，故省 略其详细说明。配置控制单元，以控制可变电阻为第一电阻值（步骤S703)。较佳的，第一 电阻值为约1ΚΩ。接着，自接收端接收VBUS信号及检测信号，并产生第一检测结果（步骤 S704)，此第一检测结果系对应于bitl检测阶段之结果「1」或「0」，其条件如先前所述的。配 置控制单元，以第二开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关（步骤S705)， 控制可变电阻为第二电阻值（步骤S706)。较佳的，第二电阻值系约50Ω至约240Ω的范 围内。
[0073] 下一步，自接收端接收VBUS信号及检测信号，并产生第二检测结果（步骤S707)， 此第二检测结果对应于前述bit2检测阶段之结果「1」或「0」，其条件亦如先前所述的。再配 置控制单元，以第三开关状态控制第一开关、第二开关、第三开关及第四开关（步骤S708)， 并控制可变电阻为第一电阻值（步骤S709)。配置控制单元，自接收端接收VBUS信号及检 测信号，并产生第三检测结果（步骤S710)，最后，根据第一至第三检测结果判断USB缆线的 种类（步骤S711)。其中，本实施例的方法亦能在bitl及bit3时仍能满足表二之规范，以 及在bit2时降低连接Legacy Micro-Α或]^ (3A)Micro/STD_B型接头时的误判。
[0074] 综上所述，本发明的USB缆线种类检测装置及方法，系藉由在检测电路中提供可 变电阻的电路架构，以在寄生电容存在的各种情形下，降低对USB缆线种类的误判，此外， 本发明亦提供了实施例的结果证明本发明的USB缆线种类检测装置及方法确实能在寄生 电容存在时，在不影响bitl及bit3检测结果的前提下，藉由让检测电路中的可变电阻在一 定范围内变化，而能进一步提升在bit2检测阶段的精确性。
[0075] 以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其 进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书中。
[0076] 【符号说明】
[0077] 100 :USB缆线种类检测装置
[0078] 102 :控制单元
[0079] 104、204:检测电路
[0080] 106 :电源模块
[0081] 108:耦合阻抗
[0082] 110:USB 插座
[0083] 112:USB 缆线
[0084] 114:电子装置
[0085] 116 :USB电源传输装置
[0086] R1 :第一电阻
[0087] R2:第二电阻
[0088] RL:可变电阻
[0089] C1 :第一电容
[0090] C2:第二电容
[0091] Q1 :第一开关
[0092] Q2 :第二开关
[0093] Q3 :第三开关
[0094] Q4 :第四开关
[0095] Q5 :第五开关
[0096] LTX :TX 线
[0097] LRX :RX 线
[0098] LQ :开关控制线
[0099] TX :信号源
[0100] RX:接收端
[0101] Vblis:V bus立而
[0102] ID: ID 端
[0103] GND :接地端
【主权项】
1. 一种通用串行总线（USB)缆线种类检测装置，适用判断一USB缆线的种类，该USB缆 线至少包含一 VBUS线及一接地线，一电子装置连接于该USB缆线相对于该通用串行总线缆 线种类检测装置的另一端，并提供一 VBUS信号至该VBUS线，该通用串行总线缆线种类检测 装置包含： 一检测电路，包含： 一信号源，提供一检测信号； 一第一电阻，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该信号源； 一可变电阻，具有一第一端及一第二端，该可变电阻的该第一端连接于该第一电阻的 该第二端； 一第二电阻，具有一第一端及一第二端，该第二电阻的该第一端连接于该可变电阻的 该第二端，该第二电阻的该第二端连接于对应于该接地线的一接地端； 一第一电容，具有一第一端及一第二端，该第一电容的该第一端连接于该可变电阻及 该第二电阻之间的一第一节点，该第一电容的该第二端连接于一 ID端； 一第二电容，具有一第一端及一第二端，该第二电容的该第一端连接于该第一电阻及 该第二电阻之间的一第二节点，该第二电容的该第二端连接于对应该VBUS线的一 V BUS端； 一接收端； 一第一开关连接于该第二节点及该接收端之间； 一第二开关，其一端连接于该接收端及该第一开关的该第二端之间，另一端连接于该 第一节点； 一第三开关，串接于该第一节点与该第一电容之间； 一第四开关，串接于该第一节点及该第二电阻的该第一端之间；及 一控制单元，与该检测电路电性连接，被配置以复数个开关状态控制该第一开关、该第 二开关、该第三开关及该第四开关，且对应该复数个开关状态分别控制该可变电阻及控制 该信号源发出该检测信号，并自该接收端以分别在该复数个开关状态时接收该检测信号及 该VBUS信号，并产生复数个检测结果，并根据该复数个检测结果判断该USB缆线的种类。2. 根据权利要求1所述的通用串行总线缆线种类检测装置，其中该复数个开关状态 包含一第一开关状态、一第二开关状态及一第三开关状态，其中在该第一开关状态下，该第 二开关导通，且该第一开关、该第三开关及该第四开关断开，在该第二开关状态下，该第二 开关及该第三开关导通，且该第一开关及该第四开关断开，在该第三开关状态下，该第二开 关、该第三开关及该第四开关导通，且该第一开关断开，且该控制单元被配置以分别在该第 一开关状态、该第二开关状态及该第三开关状态下自该接收端接收该VBUS信号及该检测 信号以分别产生该复数个检测结果。3. 根据权利要求2所述的通用串行总线缆线种类检测装置，其中该控制单元被配置以 控制该可变电阻在该第一开关状态及第三开关状态下改变为一第一电阻值。4. 根据权利要求3所述的通用串行总线缆线种类检测装置，其中该第一电阻值为 lk Ω 〇5. 根据权利要求2所述的通用串行总线缆线种类检测装置，其中该控制单元被配置以 控制该可变电阻在该第二开关状态下改变为第二电阻值。6. 根据权利要求5所述的通用串行总线缆线种类检测装置，其中该第二电阻值在50 Ω 至240 Ω的范围内。7. -种通用串行总线缆线种类检测方法，使用于根据权利要求1至6项中任一项所述 的通用串行总线缆线种类检测装置，来判断一 USB缆线的种类，该USB缆线至少包含一 VBUS 线及一接地线，一电子装置连接于该USB缆线的一端，并提供一 VBUS信号至该VBUS线，该方 法包含下列步骤： 以该检测电路连接于该USB缆线的相对于该电子装置的另一端； 以一控制单元与该检测电路电性连接； 配置该控制单元以复数个开关状态控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第 四开关； 配置该控制单元以对应该复数个开关状态分别控制该可变电阻且控制该信号源发出 该检测信号； 配置该控制单元以分别在该复数个开关状态下自该接收端接收该VBUS信号及该检测 信号，以产生复数个检测结果；以及 配置该控制单元以根据该复数个检测结果判断该USB缆线的种类。8. 根据权利要求7所述的通用串行总线缆线种类检测方法，其中该复数个开关状态 包含一第一开关状态、一第二开关状态及一第三开关状态，其中在该第一开关状态下，该第 二开关导通，且该第一开关、该第三开关及该第四开关断开，在该第二开关状态下，该第二 开关及该第三开关导通，且该第一开关及该第四开关断开，在该第三开关状态下，该第二开 关、该第三开关及该第四开关导通，且该第一开关断开，且该控制单元被配置以分别在该第 一开关状态、该第二开关状态及该第三开关状态下自该接收端接收该VBUS信号及该检测 信号以分别产生该复数个检测结果。9. 根据权利要求8所述的通用串行总线缆线种类检测方法，其中在配置该控制单元以 在该复数个开关状态下分别控制该可变电阻及控制该信号源发出该检测信号的该步骤中， 进一步配置该控制单元以控制该可变电阻在该第一开关状态及第三开关状态下改变为一 第一电阻值。10. 根据权利要求9所述的通用串行总线缆线种类检测方法，其中该第一电阻值为 lk Ω 011. 根据权利要求8所述的通用串行总线缆线种类检测方法，其中在配置该控制单元 以在该复数个开关状态下分别控制该可变电阻及控制该信号源发出该检测信号的该步骤 中，进一步配置该控制单元以控制该可变电阻在该第二开关状态下改变为一第二电阻值。12. 根据权利要求11所述的通用串行总线缆线种类检测方法，其中该第二电阻值在 50 Ω至240 Ω的范围内。
【文档编号】G06F13/38GK106033400SQ201510118969
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月18日
【发明人】印凯源
【申请人】瑞昱半导体股份有限公司