多路信號源接口的自動選通電路的製作方法

2023-05-23 10:03:41 2

專利名稱：多路信號源接口的自動選通電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於信道切換技術領域，具體地說，是涉及一種用於對多路信號源 接口進行自動選通切換的控制電路。
背景技術：
隨著顯示技術的不斷發展，HDMI接口也越來越成為一種重要的顯示埠 。 HDMI是英文"High Definition Multimedia"的縮寫，是一種集l史字—見頻信號 和音頻信號於一個埠的先進接口方式。HDMI接口可以提供高達5Gbps的數據 傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號及高解析度^L頻信號，同時無需在信號 傳送前進行數/模或者模/數轉換，可以保證最高質量的影音信號傳送。由於 HDMI接口傳輸信號的數位化和高集成性，HDMI接口被越來越多的信號源設備所 採用，如高清DVD、高品質電腦及數碼攝像機等。電視機作為家庭用戶中最重 要的視頻顯示終端，為實現HDMI數位訊號在電視機上的顯示播放，在目前生產 的電視產品上都設置了 HDMI輸入埠。但是，在現有的電視設備上，HDMI輸 入埠一般只有一個， 一次只能連4^一路外部HDMI信號源，選#^不同的信號源 設備需要在不同的輸入端子之間進行手動拔插切換，給用戶的操作帶來麻煩。基於此，在目前的某些高端電視產品上都設置了多路HDMI接口，可以同時 連接多路外部HDMI信號源設備，從而有效避免了用戶手動拔插切換帶來的麻 煩，方便了用戶的使用。但是我們都知道，電視機在同一時刻只能輸出一路信 號源設備中的數據，因此，如何實現電視機在多路信號源接口之間有效的選擇 切換，進而將用戶選中的且有信號輸入的信號通道接入電視機，是目前電視機 製造行業亟待解決的主要問題之一 。發明內容本發明的發明目的在於提供一種適用於多路信號源接口的自動選通電路， 以實現電器設備在其多路信號源接口之間的準確自動切換。為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案予以實現一種多路信號源接口的自動選通電路，包括多路信號源接口、電源切換電 路和主處理器，所述電源切換電路的多^^選通道分別與多^各信號源接口的電 源引腳對應連接，通道選擇端接收主處理器輸出的通道選擇信號，公共端連接 所述主處理器的其中一路輸入端;所述主處理器在其輸入端接收到高電平信號 時，向所述通道選擇信號所對應的接口輸出握手信號，控制與所述接口相連接 的外部信號源設備輸出信號。其中，所述握手信號為熱拔插^r測信號，輸出至所述通道選擇信號所對應 的接口的熱拔插檢測引腳。外部信號源設備在接收到此握手信號後，認為接收 設備已準備好，進而向接收設備輸出數據信號。進一步地，所述電源切換電路包含有兩鴻備選通道，分別與兩路信號源接 口的電源引腳對應連接，其通道選擇端通過第一開關電路連接所述主處理器的 通道選擇信號輸出端；所述主處理器的通道選擇信號輸出端連"^妻所述第一開關 電路的控制端，所述第一開關電路根據其控制端"f妻收到的高低電平狀態導通或 者截止，進而向所述電源切換電路的通道選擇端輸出高電平或者低電平選才奪信為了簡化電路結構，在本發明中，所述第一開關電路採用一NPN型三極體 實現，所述三極體的基極連接主處理器的通道選擇信號輸出端，發射極接地， 集電極一方面連接所述電源切換電路的通道選擇端，另 一方面連接一直流電源。又進一步地，在所述自動選通電路中還包含有一信道切換電路，所述信道 切換電路包含有多組備選通道，每組備選通道中包含有多路子通道， 一組備選 通道中的多路子通道分別對應連接一路信號源接口中的多路數據傳輸引腳和控 制信號引腳；所述信道切換電路的通道選擇端接收主處理器輸出的通道選擇信號，進而選擇其中一組備選通道與其公共端相連通；所述信道切換電路的公共 端連接所述主處理器的數據信號端和控制信號端。其中，在所述信號源接口的控制信號引腳中包含有所述的熱拔插檢測引腳； 在所述主處理器的控制信號端中包含有所述的握手信號輸出端；所述信道切換 電路根據接收到的通道選擇信號，選擇其中 一組備選通道與其公共端相連通， 進而將所述的握手信號輸出到選中接口的熱拔插檢測引腳中，外部信號源設備 在接收到此握手信號後，開始與接收設備建立數據通信。另外，所述信道切換電路的通道選擇端為其I2C總線端，通過I2C總線與主 處理器連接通信。再進一步地，所述主處理器的握手信號輸出端連接第二開關電路的控制端， 所述第二開關電路的選通開關分別與電源切換電路的公共端和信道切換電路公 共端中的握手信號傳輸子通道相連接；當主處理器輸出高電平握手信號時，所 述第二開關電路將電源切換電路公共端輸出的高電平信號傳輸至信道切換電路 的公共端，進而向選中接口的熱拔插檢測引腳輸出高電平握手信號。在本發明中，所述第二開關電路可以採用兩個N溝道場效應管來實現。其 中，所述主處理器的握手信號輸出端連接第一場效應管的柵極，其源極接地， 漏極一方面連接電源切換電路的公共端，另 一方面連接第二場效應管的柵極； 所述第二場效應管的源極接地，漏極一方面連接所述電源切換電路的/>共端， 另 一方面與所述信道切換電路公共端中的握手信號傳輸子通道相連接。更進一步地，所述信號源接口可以為HDMI接口或者DVI接口 ，其差分數據所述的信道切換電路。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明通過對多個信號源 接口的電源引腳進行檢測，進而識別出被選中信號源接口有無信號輸入，並在 有信號輸入的狀態下向外部信號源設備發送握手信號，建立起外部信號源設備 與接收設備之間的數據連接通路，從而以簡單的電路結構實現了接收設備對其多路信號源接口的選通識別，具有工作性能穩定、控制簡單、節省資源等特點， 為實現多路信號源接口的自動選通切換提供了 一種很好的參考方式。


圖l是本發明中電源切換電路的原理圖； 圖2是本發明中第二開關電路的原理圖；圖3是本發明中HDMI接口與信道切換電路、主處理器之間的連接電路原理圖；圖4是圖3中信道切換電路與主處理器之間的總線電路原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地說明。 本發明旨在提供一種適用於多路信號源接口的自動選通控制方式，具體包 括多路信號源接口、電源切換電i 各和主處理器。其中，所述電源切換電路的多 路備選通道分別與多路信號源接口的電源引腳對應連接，通道選擇端接收主處 理器輸出的通道選擇信號，公共端連接所述主處理器的其中一路輸入端。所述 主處理器才艮據用戶發出的信號源選擇指令，生成相應的通道選擇信號輸出至電的連接通路，即將主處理器的輸入端與被選中信號源接口的電源引腳相連通， 由此，主處理器可以根據其輸入端接收到的高低電平狀態，決定是否向所述通 道選擇信號所對應的接口輸出握手信號。當所述主處理器的輸入端接收到高電平信號時，認為有信號源接入。此時， 主處理器向信號源設備回送一個握手信號，進而建立起外部信號源設備與接收 i殳備之間的正常通信通道。其中，所述握手信號輸出至所述通道選擇信號所對應的接口的熱拔插檢測 引腳。外部信號源設備在接收到此握手信號後，認為接收設備已準備好，進而向接收設備輸出音視頻數據信號。實施例一，本發明以在電視機上設置兩路HDMI接口為例具體闡述選通電路 的連接關係及工作原理。當然，所述的信號源接口也可以採用DVI等接口形式。圖1為所述電源切換電路的原理圖，可採用一型號為TS5A3157的雙路切換 晶片N22實現。所述雙3各切換晶片N22的兩^^選通道N0、NC分別與兩3各HDMI 接口 XP03、 XP05的電源引腳VCC5對應連接；公共端COM連接主處理器N01D 的輸入端，所述輸入端可以採用主處理器NOID的其中一路GPIO 口實現；通道 選擇端IN接收主處理器N01D輸出的通道選擇信號CBL_SE。在所述主處理器N01D的通道選擇信號輸出端CBL_SE與雙路切換晶片N22 的通道選擇端IN之間連接有第一開關電路。所述第一開關電路接收主處理器輸 出的通道選擇信號CBL—SE,並根據所述信號的高低電平狀態改變其導通或者截 止工作模式，進而向所述雙路切換晶片N22的通道選擇端IN輸出高電平或者低 電平選^H言號，從而控制雙路切換晶片N22選擇其中一鴻備選通道NO/NC與其 />共端COM相連通。本發明以一 NPN型三極體V34為例組成所述的第一開關電路。所述三極體 V34的基極連接主處理器NOID的通道選擇信號輸出端CBL_SE,發射極接地，集 電才及一方面連接雙^各切換晶片N22的通道選擇端IN,另一方面通過電阻R698 連接+3. 3V直流電源VCC3_3。當主處理器N01D輸出高電平通道選擇信號CBL_SE 時，三極體V34導通，雙J各切換晶片N22的通道選擇端IN接收到低電平選擇信 號，連通其備選通道NO與公共端COM之間的通路，即主處理器N01D選中了 XP03 接口。當連接XP03接口的外部HDMI信號源處於工作模式時，其電源引腳VCC5 通過雙路切換晶片N22向主處理器輸出5V高電平；此時，主處理器N01D認為 所述接口 XP03有信號輸入，進而通過其握手信號輸出端HDMI_HPD向所述接口 XP03的熱拔插檢測引腳HPD輸出高電平握手信號，以建立起兩者之間的信號傳 輸通路。所述握手信號輸出端HDMI—HPD同樣也可以採用主處理器N01D的其中 一路GPIO 口實現。同理，在選擇接口 XP05時，主處理器N01D輸出低電平通道選擇信號 CBL-SE,控制三極體V34截止，進而使切換晶片N22的通道選擇端IN接收到高 電平選擇信號，連通其備選通道NC與公共端COM之間的通路，實現主處理器 N01D對接口 XP05有無信號輸入的4全測。當然，所述第一開關電路同樣也可以採用繼電器、場效應管等多種開關元 件連接實現，本發明並不^f又限於此。為了準確地建立起接收設備與外部信號源之間的通信通道，在接收設備主 處理器N01D的握手信號輸出端HDMI—HPD連接有第二開關電路。所述第二開關 電路在接收到主處理器N01D輸出的高電平握手信號時，將雙路切換晶片N22 公共端COM輸出的+5V高電平信號CBL—5V傳輸給選中接口的熱拔插檢測引腳 HPD，進而向與其相連的外部信號源設備輸出高電平握手信號。採用這種電路連 接結構，即使主處理器N01D對選中接口電源引腳VCC5輸入的電平信號出現了 誤檢測，比如所述HDMI接口上並沒有接入信號源設備，或者接入的信號源設備 處於關機狀態，但由於線路幹擾原因，主處理器N01D的輸入端接收到高電平信 號，此時，主處理器N01D根據內部程序通過其握手信號輸出端HDMI—HPD輸出 高電平信號，控制所述第二開關電路將信號CBL_5V傳輸給選中接口的熱拔插^r 測引腳HPD。由於此時的信號CBL—5V為低電平，因此，外部信號源設備沒有接 收到有效的握手信號，不會向接收設備發送數據。由此，可保證接收設備整才幾 運行的可靠性。圖2為所述第二開關電^各的一種實施例，由兩個N溝道場效應管連4妻而成。 其中，主處理器N01D的握手信號輸出端HDMI—HPD連接第一場效應管的4冊極， 其源極接地，漏極一方面通過電阻R87連接雙;洛切換晶片N22的公共端C0M， 另一方面連接第二場效應管的柵極；所述第二場效應管的源極接地，漏極一方 面通過電阻R91連接雙路切換晶片N22的公共端C0M，另一方面連接熱拔插才企 測信號輸出端CBL_HPD，並通過下拉電阻R92接地。當主處理器N01D的握手信號輸出端HDMI-HPD輸出高電平時，第一場效應管導通，其漏極被拉低到低電位，即第二場效應管的柵極電位為低，第二場效應管截止，雙;洛切換晶片N22 7>共端COM輸出的+5V高電平信號通過電阻R91 輸出至熱拔插檢測信號輸出端CBL-HPD,從而向選中接口的熱拔插檢測引腳HPD 輸出高電平握手信號。所述兩個N溝道場效應管可以採用一型號為NDC7002N 的集成晶片N50實現。當然，所述第二開關電路亦可以採用一NPN型三極體實現。將三極體的基 極連接主處理器N01D的握手信號輸出端HDMI-HPD,集電極連接雙路切換晶片 N22的公共端COM,發射極一方面連接所述的熱拔插檢測信號輸出端CBL_HPD， 另一方面經電阻接地。由於此部分電路是本領域技術人員很容易聯想到的，因 此未在附圖中體現，本發明也不僅限於上述兩種舉例。在本發明的自動選通電路中還包含有一信道切換電路，如圖3所示，可以 採用一型號為AD8190的集成切換晶片N16實現。所述切換晶片N16包含有兩組 備選通道，每組備選通道中又包含有多路子通道。HDMI接口 XP03的差分數據 信號引腳TMDSDO+、 TMDSDO-、 TMDSDl+、 TMDSD1-、 TMDSD2+、 TMDSD2-和差分時 鍾信號引腳TMDSC+、 TMDSC-通過靜電防護晶片N52、 N53進行電壓嵌位處理後 分別與切換晶片N16的第一組備選通道中的多路子通道IP-BO、 IN-BO、 IP-B1、 IN-B1、 IP-B2、 IN-B2、 IP-B3、 IN-B3對應連接;HDMI接口 XP03的控制信號引 腳，包括熱拔插檢測引腳HPD、總線引腳SCL、 SDA和輕觸操作引腳CEC分別與 切換晶片N16的第一組備選通道中的子通道AUX-BO AUX-B3對應連接。同理，HDMI接口 XP05的各^各數據信號引腳和控制信號引腳分別與切換芯 片N16的第二組備選通道中的各路子通道對應連接。所述切換晶片N16的I2C 總線端SDA、 SCL與主處理器N01D連接通信，通過I2C總線接收主處理器N01D 輸出的通道選擇信號，進而選擇其中一組備選通道與其公共端相連通。所述切 ^灸晶片N16的7>共端OUT-P0、OUT-N0、OUT-Pl、OUT-Nl、OUT-P2、OUT-N2、OUT-P3、 OUT-N3分別與主處理器N01D的差分信號端對應連接；AUX-OUTO連接圖2中的 熱拔插4企測信號輸出端CBL-HPD; AUX-0UT1 ~ AUX-0UT3分別與主處理器N01D的控制信號端HDMI-SCL、 HDMI —SDA、 HDMI_CEC對應連4妾。當用戶選擇切換到HDMI接口 XP03時，主處理器N01D將控制信號解析成通 道選擇信號，通過I2C總線傳輸給切換晶片N16，控制所述切換晶片N16連通其 第一備選通道。此時，圖2中的熱拔插檢測信號輸出端CBL-HPD輸出的高電平 握手信號通過切換晶片N16傳輸給接口 XP03的熱拔插檢測引腳HPD，外部信號 源設備在接收到有效的HPD信號後，啟動其DDC通道，讀取接收設備EDID的信 息，然後進行HDCP的交互。如果雙方i人i正成功，則一見頻、音頻正常工作；如果 HDCP認證不成功，不同系統會有不同的處理有的系統會出現雪花屏幕和噪音， 有的系統會由高解析度(10801、 7MP)降低為低解析度(4801、 480P)輸出， 這樣一來，HDTV就不再是HD了，而變成了普通的SD。如果EDID信息不支持 HDMI,則外部信號源設備只發送視頻信息，而沒有音頻信息，這時候的HDMI 就只相當於DVI 了。另外一3各HDMI接口 XP05的選通過程同所述的接口 XP03，這裡不再贅述。由於切換晶片N16的I2C總線信號電位為5V，而主處理器N01D所要求的 屍C總線信號電位為3. 3V，為了滿足兩者之間總線電位的匹配要求，在切換芯 片N16的I2C總線信號公共端AUX-0UT1、 AUX-0UT2與主處理器N01D的總線端 HDMI_SCL、HDMI—SDA之間連接有一電平轉換晶片N06,可以採用型號為PCA9306 的集成晶片實現，完成總線電位在3. 3V和5V之間的相互轉換。在本發明中，所述主處理器N01D可以選擇電視機解碼板上現有的集成有 CPU的主解碼晶片實現。綜上，本發明僅以兩路HDMI接口為例具體闡述了其自動選通識別過程，當 然，也可以採用相同的設計思路設計3路或者更多路信號源接口的選通識別電 路，本發明在此不再詳述。當然，上述說明並非是對本發明的限制，本發明也並不僅限於上述舉例， 本技術領域的普通技術人員在本發明的實質範圍內所做出的變化、改型、添力口 或替換，也應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種多路信號源接口的自動選通電路，包括多路信號源接口，其特徵在於在所述選通電路中還包含有電源切換電路和主處理器，所述電源切換電路的多路備選通道分別與多路信號源接口的電源引腳對應連接，通道選擇端接收主處理器輸出的通道選擇信號，公共端連接所述主處理器的其中一路輸入端；所述主處理器在其輸入端接收到高電平信號時，向所述通道選擇信號所對應的接口輸出握手信號，控制與所述接口相連接的外部信號源設備輸出信號。
2、 根據權利要求l所述的自動選通電路，其特徵在於所述握手信號為熱 拔插檢測信號，輸出至所述通道選擇信號所對應的接口的熱拔插檢測引腳。
3、 根據權利要求l所述的自動選通電路，其特徵在於所述電源切換電路 包含有兩*選通道，分別與兩路信號源接口的電源引腳對應連接，其通道選 ^棒端通過第一開關電^^連接所述主處理器的通道選褲，信號輸出端；所述主處理 器的通道選擇信號輸出端連接所述第 一開關電路的控制端，所述第 一開關電路 根據其控制端接收到的高低電平狀態導通或者截止，進而向所述電源切換電路 的通道選擇端輸出高電平或者低電平選擇信號。
4、 根據權利要求3所述的自動選通電路，其特徵在於在所述的第一開關 電路中包含有一 NPN型三極體，所述三極體的基極連接主處理器的通道選4奪信 號輸出端，發射極接地，集電極一方面連接所述電源切換電路的通道選擇端， 另 一方面連接一直流電源。
5、 根據權利要求1至4中任一項所述的自動選通電路，其特徵在於在所 述選通電路中還包含有信道切換電路，所述信道切換電^各包含有多組備選通道， 每組備選通道中包含有多路子通道， 一組備選通道中的多路子通道分別對應連 接一路信號源接口中的多路數據傳輸引腳和控制信號引腳；所述信道切換電路 的通道選擇端接收主處理器輸出的通道選擇信號，進而選擇其中一組備選通道 與其公共端相連通；所述信道切換電路的公共端連接所述主處理器的數據信號端和控制信號端。
6、 根據權利要求5所述的自動選通電路，其特徵在於在所述信號源接口 的控制信號引腳中包含有所述的熱拔插檢測引腳；在所述主處理器的控制信號 端中包含有所述的握手信號輸出端；所述信道切換電路根據接收到的通道選擇 信號，選擇其中一組備選通道與其公共端相連通，進而將所述的握手信號輸出 到選中接口的熱拔插檢測引腳中，外部信號源設備在接收到此握手信號後，開 始與接收設備進行數據通信。
7、 根據權利要求6所述的自動選通電路，其特徵在於所述主處理器的握 手信號輸出端連接第二開關電路的控制端，所述第二開關電路的選通開關分別 與電源切換電路的公共端和信道切換電路公共端中的握手信號傳輸子通道相連 接；當主處理器輸出高電平握手信號時，所述第二開關電路將電源切換電路公 共端輸出的高電平信號傳輸至信道切換電路的公共端，進而向選中接口的熱拔 插檢測《1腳輸出高電平握手信號。
8、 根據權利要求7所述的自動選通電路,其特徵在於在所述第二開關電 路中包含有兩個N溝道場效應管，所述主處理器的握手信號輸出端連接第一場 效應管的柵極，其源極接地，漏極一方面連接電源切換電路的公共端，另一方 面連接第二場效應管的柵極;所述第二場效應管的源極接地，漏極一方面連接 所述電源切換電路的公共端，另 一方面與所述信道切換電路公共端中的握手信 號傳輸子通道相連接。
9、 根據權利要求5所述的自動選通電路，其特徵在於所述信道切換電路 的通道選擇端為其I2C總線端，通過I2C總線與主處理器連接通信。
10、 根據權利要求5所述的自動選通電路，其特徵在於所述信號源接口 為HDMI接口或者DVI接口 ，其差分數據信號引腳和差分時鐘信號引腳分別通過 靜電防護電路進行電壓嵌位處理後連接所述的信道切換電路。
全文摘要
本發明公開了一種多路信號源接口的自動選通電路，包括多路信號源接口、電源切換電路和主處理器，所述電源切換電路的多路備選通道分別與多路信號源接口的電源引腳對應連接，通道選擇端接收主處理器輸出的通道選擇信號，公共端連接所述主處理器的其中一路輸入端；所述主處理器在其輸入端接收到高電平信號時，向所述通道選擇信號所對應的接口輸出握手信號，控制與所述接口相連接的外部信號源設備輸出信號。本發明通過對多個信號源接口的電源引腳進行檢測，並在有信號輸入的狀態下向外部信號源設備發送握手信號，建立起外部信號源設備與接收設備之間的數據連接通路，從而以簡單的電路結構實現了接收設備對其多路信號源接口的自動選通。
文檔編號H04N5/765GK101282443SQ200710014160
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月5日 優先權日2007年4月5日
發明者俊 劉, 波 董, 謝洪軍 申請人:青島海信電器股份有限公司