接口裝置及其信號傳輸方法與流程

2023-05-15 10:21:56

本發明涉及移動技術領域，尤其涉及一種接口裝置及其信號傳輸方法。

背景技術：

usb接口是目前廣泛使用的傳輸接口，採用usb設備的產品正在逐漸增加。鍵盤、滑鼠、遊戲杆、音箱、掃描儀等，以前插在串行、並行等外部擴展接口上的部件，甚至一些以前要連接到電腦內部擴展槽上的設備，都開始以usb接口的界面出現，ubs設備的發展勢頭正如日中天。

現有的usb技術分為usb2.1，usb3.0，type-c以及蘋果公司的lightning。但是現有技術應用面較窄，使用方案單一，無法同時承載多路信號進行不同工作的情況。

請參考圖1，為現有的usb2.1接口的結構示意圖。所述usb2.1接口包括四個引腳，分別為引線1：電源正極；引線2：負電壓數據線；引線3：正電壓數據線；引線4：接地線。usb2.1隻能進行充電和數據傳輸，無法在耳機接口上實現音頻信號直接輸入耳機的功能。

而普通的usbtype-c無法同時傳輸音頻信號和充電信號。蘋果公司的lightning接口可以分別進行音頻信號和充電信號傳輸，但兩者無法同時工作，且lighting接口設計缺陷，可靠性較差，對追求更高傳輸速率的高頻信號抗幹擾能力較差。請參考圖2，為lightning接口的結構示意圖。

因此，現有的usb技術，使得移動終端的usb接口無法在充電的同時，進行二級信號的傳輸。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種接口裝置及其信號傳輸方法，解決同時進行充電與播放音頻的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種接口裝置，包括：type-c接口；充電接口，用於連接電源；音頻接口，用於連接音頻設備；pd控制晶片，與所述充電接口和所述type-c接口連接，用於控制所述充電接口與所述type-c接口之間的充電信號傳輸；數據控制晶片，與所述音頻接口和所述type-c接口連接，用於控制所述音頻接口與所述type-c接口之間的音頻信號傳輸。

可選的，所述電源為電源適配器或具有電池的移動終端。

可選的，所述pd控制晶片用於控制充電信號從高電壓端向低電壓端傳輸。

可選的，所述pd控制晶片與所述type-c接口的電源引腳連接，用於在所述pd控制晶片與所述電源引腳之間傳輸充電電流。

可選的，所述pd控制晶片與所述type-c接口的配置通道引腳連接，用於在所述pd控制晶片與所述配置通道引腳之間傳輸充電配置信息

可選的，所述數據控制晶片與所述type-c接口的正電壓數據引腳、負電壓數據引腳以及預置引腳連接，用於在所述數據控制晶片與所述正電壓數據引腳之間傳輸右聲道數據，在所述數據控制晶片與所述負電壓數據引腳之間傳輸左聲道數據，在所述數據控制晶片與所述預置引腳之間傳輸麥克數據。

可選的，所述充電接口為type-c接口、type-a接口、micro-a接口、micro-b接口、lightning接口或typeminib接口中的一種或幾種。

可選的，所述音頻接口為3.5mm接口、6.3mm接口、2.5mm接口、type-c接口或lingtning接口中的一種或幾種。

為解決上述問題，本發明還提供一種接口裝置的信號傳輸方法，包括：提供一接口裝置，所述接口裝置包括：type-c接口、充電接口以及音頻接口；當所述type-c接口與所述充電接口均接收到使能信號時，在所述充電接口與所述type-c接口之間進行充電信號傳輸；當所述type-c接口和所述音頻接口接收到使能信號時，在所述type-c接口與所述音頻接口之間傳輸音頻信號。

可選的，當所述type-c接口與所述充電接口均接收到使能信號時，在所述充電接口與所述type-c接口之間進行充電信號傳輸的步驟進一步包括：檢測所述充電接口與所述type-c接口處電壓；若所述充電接口處電壓高於所述type-c接口處電壓，所述充電接口向所述type-c接口輸出充電信號；若所述充電接口處電壓小於所述type-c接口處電壓，所述type-c接口向所述充電接口輸出充電信號。

可選的，在所述充電接口與所述type-c接口之間進行充電信號傳輸進一步包括：在所述充電接口與所述type-c接口的電源引腳之間傳輸充電電流。

可選的，在所述充電接口與所述type-c接口之間進行充電信號傳輸進一步包括：在所述充電接口與所述type-c接口的配置通道引腳之間傳輸充電配置信息。

可選的，在所述type-c接口與所述音頻接口之間傳輸音頻信號進一步包括：在所述音頻接口與所述type-c接口的正電壓數據引腳之間傳輸右聲道數據，在所述音頻接口與所述type-c接口的負電壓數據引腳之間傳輸左聲道數據，在所述音頻接口與所述type-c接口的預置引腳之間傳輸麥克數據。

可選的，所述充電接口為type-c接口、type-a接口、micro-a接口、micro-b接口、lightning接口或typeminib接口中的一種或幾種。

可選的，所述音頻接口為3.5mm接口、6.3mm接口、2.5mm接口、type-c接口或lingtning接口中的一種或幾種。

本發明的接口裝置作為type-c接口的轉接裝置，具有充電接口和音頻接口，該接口裝置以及該接口裝置的信號傳輸方法能夠同時支持充電和音頻播放功能。且該接口裝置採用usbpd技術，充電功率大，安全性高，速度快，且支持雙向充電，type-c接口與充電接口之間的充電信號可以從充電接口傳輸至type-c接口，也可以從type-c接口傳輸至充電接口。

附圖說明

圖1為現有技術中usb2.1接口的結構示意圖；

圖2為現有技術中lightning接口的結構示意圖；

圖3為本發明一具體實施方式的接口裝置的結構示意圖；

圖4為本發明一具體實施方式的type-c接口的管腳結構示意圖；

圖5為本發明一具體實施方式的接口裝置的信號傳輸方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提供的接口裝置及其信號傳輸方法的具體實施方式做詳細說明。

請參考圖3，為本發明一具體實施方式的接口裝置的結構示意圖。

接口裝置300，包括：type-c接口301、充電接口302、音頻接口303、pd控制晶片304以及數據控制晶片305。

type-c接口301用於連接具有type-c接口的移動終端，例如手機、macbook、平板電腦等。type-c接口301可以為公口，也可以為母座。在該具體實施方式中，type-c接口301為type-c公口。

充電接口302，用於連接電源，例如電源適配器、以及具有電池的移動終端等。充電接口302用於輸出充電信號或者接收充電信號。接口裝置300可以具有多個充電接口302，充電接口302也可以為多種接口類型，例如type-c接口、type-a接口、micro-a接口、micro-b接口、lightning接口或typeminib接口中的一種或幾種。在本發明的其他具體實施方式中，充電接口302也可以連接至移動終端或存儲設備，用於進行數據傳輸。

音頻接口303，用於連接音頻設備，例如耳機、麥克風、音響等，用於輸出和/或輸入音頻數據。接口裝置300可以具有多個音頻接口303，音頻接口303也可以為多種接口類型，例如3.5mm接口、6.3mm接口、2.5mm接口、type-c接口或lightning接口中的一種或幾種。

pd控制晶片304，與充電接口302和type-c接口301連接，用於控制充電接口302與type-c接口301之間的充電信號的傳輸。pd控制晶片304支持usbpd(powerdelivery)協議，可以從充電接口302接收充電信號並傳輸至type-c接口301，也可以從type-c接口301接收充電信號並傳輸至充電接口302。pd控制晶片304能夠根據外接設備的狀態，檢測充電接口302與type-c接口301處電壓，據此在電源與負載狀態之間進行切換，若接口裝置300的type-c接口301的電壓小於充電接口302的電壓，則pd控制晶片304處於電源狀態，從充電接口302接收充電信號並傳輸至type-c接口301；若接口裝置300的type-c接口301的電壓大於充電接口302的電壓，則pd控制晶片304處於負載狀態，從type-c接口301接收充電信號並傳輸至充電接口302。在控制充電信號傳輸的過程中，pd控制晶片304還可以根據充電接口302與type-c接口301連接的設備的性能對充電信號進行升壓或降壓處理。

數據控制晶片305，與音頻接口303和type-c接口301連接，用於控制音頻接口303與type-c接口301之間的音頻信號傳輸。數據控制晶片305用於將音頻接口303輸入的音頻信號傳輸至type-c接口301；也用於接收從type-c接口301輸入的音頻信號，並傳輸至音頻接口303。

接口裝置300可以通過type-c接口301連接至一移動終端，通過充電接口302連接至電源，對移動終端進行充電；通過音頻接口303連接至耳機等音頻設備。能夠在充電的同時，通過音頻設備播放音頻文件。並且，充電接口302也可以連接至其他終端設備，接口裝置300支持雙向充電功能，當移動終端的電量低於其他終端設備的電量時，可以通過其他終端設備對移動終端進行充電；當其他終端設備的電量低於移動終端的電量時，可以還可以通過移動終端給其他終端設備充電。接口裝置300也可以同時連接至多個終端設備，以及電源，同時對多個終端設備進行充電。

請參考圖4，為本發明一具體實施方式的type-c接口的管腳結構示意圖。

type-c接口具有上下兩排對稱的管腳結構，分別為a1～a12，b1～b12，因此，type-c接口支持正插與反插，不區分正反面。

在一個具體實施方式中，pd控制晶片304與type-c接口301的電源引腳a4、a9、b4和b9連接，用於在pd控制晶片304與電源引腳之間傳輸充電電流。

在一個具體實施方式中，pd控制晶片304還與type-c接口301的配置通道引腳a5和b5連接，用於在pd控制晶片304與配置通道引腳之間傳輸充電配置信息，充電配置信息例如充電電源能夠支持的充電電壓、充電電流、功率等信息，以及電源角色互換的信息，以調整pd控制晶片304處於電源狀態或負載狀態。

在一個具體實施方式中，接口裝置300的type-c接口301連接至移動終端，此時接口裝置300作為轉接器，從移動終端獲取電源和usb數據。而當從充電接口302插入一充電電源，type-c接口301與充電接口302均接收到使能信號，pd控制晶片304檢測到正確的外接電源之後，通過配置通道引腳，根據usbpd協議向移動終端發送電源角色互換命令，將狀態調整為電源狀態，將接口裝置300作為電源輸出端，而移動終端變為負載端，此時充電接口302的電壓高於type-c接口301端電壓，接口裝置300在電源適配器之間形成一個pd信息透傳，將適配器的電源功能能力通過type-c接口301的配置通道引腳傳遞給移動終端，移動終端接收到消息之後，從中選擇一檔適合自己的電壓，並發送請求數據包至pd控制晶片304，pd控制晶片304接收到請求數據包之後，通過充電接口傳遞給電源適配器，電源適配器調整好輸出電壓至移動終端的請求值，開始傳輸充電電流，pd控制晶片304將充電電流通過type-c接口301的電源引腳傳輸至移動終端。

在另一具體實施方式中，接口裝置300的充電接口302連接至電源，然後將接口裝置300的type-c接口301連接至移動終端，此時，接口裝置300的pd控制晶片304處於電源狀態，可以直接通過type-c接口301的配置通道引腳傳輸充電配置信息，然後通過電源引腳實現充電電流傳輸。

在另一具體實施方式中，接口裝置300包括多個充電接口302，其中type-c接口301連接至第一移動終端，其中一個充電接口連接至第二移動終端，一個充電接口連接至電源，此時，接口裝置300通過pd控制晶片304同時向第一移動終端和第二移動終端進行充電信號的傳輸。

在另一具體實施方式中，接口裝置300的type-c接口301連接至第三移動終端，充電接口302連接至第四移動終端，其中第三移動終端電量大於第四移動終端電量，pd控制晶片304檢測type-c接口301與充電接口302的電壓，充電接口302的電壓小於type-c接口301電壓，因此pd控制晶片304控制充電電流從type-c接口301傳輸至充電接口302，由第三移動終端向第四移動終端充電。

在另一具體實施方式中，數據控制晶片305與type-c接口301的正電壓數據引腳a6、b6，負電壓數據引腳a7和b7以及預置引腳a8和b8連接，用於在數據控制晶片305與正電壓數據引腳a6、b6之間傳輸右聲道數據，在數據控制晶片305與負電壓數據引腳a7、b7之間傳輸左聲道數據，在數據控制晶片305與預置引腳a8和b8之間傳輸麥克數據。

當接口裝置300通過type-c接口301連接至移動終端，通過音頻接口303連接至一音頻設備，例如耳機時，type-c接口301和音頻接口303均接收到使能信號，觸發數據控制晶片305向移動終端申請進入音頻傳輸模式，利用type-c接口301的正電壓數據引腳a6、b6，負電壓數據引腳a7和b7以及預置引腳a8和b8進行數據傳輸。數據控制晶片305接收到type-c接口301輸入的音頻信號後，將對應的數據分別傳輸至音頻接口303的對應引腳。當用戶應用mic向移動終端輸入音頻信號時，數據控制晶片305在接收到音頻接口303輸入的音頻信號，將音頻信號的左右聲道等數據，分別傳輸至type-c接口對應的引腳，從而將音頻設備輸入的音頻信號傳輸至移動終端。

由於充電信號的傳輸和音頻信號的傳輸採用了type-c接口的不同引腳，因此，接口裝置能夠同時支持充電模式和音頻傳輸模式，滿足用戶在對移動終端充電的同時，使用耳機或其他音頻設備。

本發明的具體實施方式還提供一種接口裝置的信號傳輸方法。

請參考圖5，為本發明一具體實施方式的接口裝置的信號傳輸方法的流程示意圖。

接口裝置的信號傳輸方法包括以下步驟：

步驟s501：提供一接口裝置，接口裝置包括：type-c接口、充電接口以及音頻接口。

在本發明的一個具體實施方式中，接口裝置結構如圖3所示。

接口裝置可以包括一個或多個充電接口，充電接口可以為type-c接口、type-a接口、micro-a接口、micro-b接口、lightning接口或typeminib接口中的一種或幾種。

接口裝置可以包括一個或多個音頻接口，音頻接口為3.5mm接口、6.3mm接口、2.5mm接口、type-c接口或lingtning接口中的一種或幾種。

接口裝置可以通過type-c連接至移動終端，例如手機、macbook、平板電腦等。type-c接口可以為公口，也可以為母座；通過充電接口連接至充電電源，例如電源適配器、以及具有電池的移動終端等；通過音頻接口連接至音頻設備，例如耳機、麥克風、音響等，用於輸出和/或輸入音頻數據。

步驟s502：當type-c接口與充電接口均接收到使能信號時，在充電接口與type-c接口之間進行充電信號傳輸。

當type-c接口連接至移動終端，充電接口連接至另一移動終端或充電電源之後，type-c接口與充電接口均接收到使能信號，在type-c接口與充電接口之間形成充電信號傳輸通道。根據type-c接口與充電接口的電壓狀態，調整充電電流傳輸方向。

具體的，type-c接口具有電源引腳以及配置通道引腳。在充電接口與type-c接口之間進行充電信號傳輸進一步包括：在充電接口與type-c接口之間進行充電信號傳輸進一步包括：在充電接口與type-c接口的配置通道引腳之間傳輸充電配置信息；在充電接口與type-c接口的電源引腳之間傳輸充電電流。充電配置信息包括電源供電能力信息，以及充電電壓、電流等信息。

當type-c接口與充電接口均接收到使能信號時，在充電接口與type-c接口之間進行充電信號傳輸的步驟進一步包括：檢測充電接口與type-c接口處電壓；若充電接口處電壓高於type-c接口處電壓，充電接口向type-c接口輸出充電信號；若充電接口處電壓小於type-c接口處電壓，type-c接口向充電接口輸出充電信號。

在本發明的一個具體實施方式中，type-c接口連接至移動終端，此時接口裝置作為轉接器，從移動終端獲取電源和usb數據。而當從充電接口插入一充電電源，type-c接口與充電接口均接收到使能信號，通過type-c接口的配置通道引腳，根據usbpd協議向移動終端發送電源角色互換命令，將狀態調整為電源狀態，將接口裝置作為電源輸出端，而移動終端變為負載端，此時充電接口的電壓高於type-c接口端電壓，接口裝置在電源適配器之間形成一個pd信息透傳，將適配器的電源功能能力通過type-c接口的配置通道引腳傳遞給移動終端，移動終端接收到消息之後，從中選擇一檔適合自己的電壓，並發送請求數據包，通過充電接口傳遞給電源適配器，電源適配器調整好輸出電壓至移動終端的請求值，開始傳輸充電電流，將充電電流通過type-c接口的電源引腳傳輸至移動終端。

在另一具體實施方式中，接口裝置的充電接口連接至電源，然後將接口裝置的type-c接口連接至移動終端，此時，可以直接通過type-c接口的配置通道引腳傳輸充電配置信息，然後通過電源引腳實現充電電流傳輸。

在另一具體實施方式中，接口裝置包括多個充電接口，其中type-c接口連接至第一移動終端，其中一個充電接口連接至第二移動終端，一個充電接口連接至電源，此時，接口裝置可以同時向第一移動終端和第二移動終端進行充電信號的傳輸。

在另一具體實施方式中，接口裝置的type-c接口連接至第三移動終端，充電接口連接至第四移動終端，其中第三移動終端電量大於第四移動終端電量，檢測type-c接口與充電接口的電壓，若充電接口的電壓小於type-c接口電壓，則控制充電電流從type-c接口傳輸至充電接口，由第三移動終端向第四移動終端充電；若充電接口的電壓大於type-c接口電壓，則控制充電電流從充電接口傳輸至type-c接口，由第四移動終端向第三移動終端充電。

步驟s503：當type-c接口和音頻接口接收到使能信號時，在type-c接口與音頻接口之間傳輸音頻信號。

在type-c接口與音頻接口之間傳輸音頻信號進一步包括：在音頻接口與type-c接口的正電壓數據引腳之間傳輸右聲道數據，在音頻接口與type-c接口的負電壓數據引腳之間傳輸左聲道數據，在音頻接口與type-c接口的預置引腳之間傳輸麥克數據。

當接口裝置通過type-c接口連接至移動終端，通過音頻接口連接至一音頻設備，例如耳機時，type-c接口和音頻接口均接收到使能信號，觸發接口裝置向移動終端申請進入音頻傳輸模式，利用type-c接口的正電壓數據引腳，負電壓數據引腳以及預置引腳進行數據傳輸。接收到移動終端從type-c接口輸入的音頻信號後，將對應的數據分別傳輸至音頻接口的對應引腳。當用戶應用mic向移動終端輸入音頻信號時，接口裝置在接收到音頻接口輸入的音頻信號之後，將音頻信號的左右聲道等數據，分別傳輸至type-c接口對應的引腳，從而將音頻設備輸入的音頻信號傳輸至移動終端。

由於接口裝置在傳輸充電信號和音頻信號的過程中，分別採用了type-c接口的不同引腳，因此，接口裝置的信號傳輸方法能夠同時支持充電模式和音頻傳輸模式，滿足用戶在對移動終端充電的同時，使用耳機或其他音頻設備。且接口裝置採用usbpd技術，充電功率大，安全性高，速度快，且支持雙向充電。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。