本發(fā)明涉及電通信技術(shù)，特別是涉及一種與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端。

背景技術(shù)：

在手持終端中，為方便充電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋话銜O(shè)計配套的底座。底座和手持終端之間的連接采用彈性頂針(pogopin)的方式，即在手持終端上設(shè)計裸露的金屬觸點，在底座對應(yīng)處設(shè)計彈性頂針。當手持終端插入底座時，彈性頂針與金屬觸點接觸導(dǎo)通形成回路，實現(xiàn)進行充電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

由于手持終端尤其是工業(yè)級手持終端一般會有較高的防水要求，如IPX4、IPX5、IPX6、IPX7等，分別對應(yīng)淋水、濺水、噴水和浸水的防護。在裸露的金屬接口部分，如上述的彈性頂針的防水設(shè)計一般采用防水膠塞，在不使用時將其密封。

但使用膠塞進行防水存在以下問題：膠塞經(jīng)常開閉會有磨損，導(dǎo)致其密封性變差，防水效果會減弱。膠塞導(dǎo)致插入底座時不方便，彈性頂針的設(shè)計本就是為方便充電和數(shù)據(jù)傳輸，加上膠塞后充電和傳數(shù)據(jù)時均需打開膠塞，完成后還需要塞好膠塞。而且隨著防護等級越高，膠塞必然設(shè)計得越緊。打開和關(guān)閉操作都不會很輕松。而且易出現(xiàn)忘記塞或者沒完全塞好導(dǎo)致不能達到防水目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種具有防水功能的與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端。

一種與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端，所述接口用于與所述電信號傳輸裝置連接以進行電信號交互，所述終端包括內(nèi)部電路，所述接口包括裸露的金屬觸點，所述終端還包括用于控制所述內(nèi)部電路與所述金屬觸點之間是導(dǎo)通還是斷開的開關(guān)電路，所述金屬觸點包括開關(guān)控制腳，所述電信號傳輸裝置上相應(yīng)設(shè)置有用于與所述開關(guān)控制腳電連接以提供導(dǎo)通信號的通電引腳，所述開關(guān)控制腳接收到所述導(dǎo)通信號時所述內(nèi)部電路與所述金屬觸點導(dǎo)通，所述開關(guān)控制腳未接收到所述導(dǎo)通信號時所述內(nèi)部電路與所述金屬觸點斷開。

在其中一個實施例中，所述終端為手持終端。

在其中一個實施例中，所述接口與所述電信號傳輸裝置之間通過彈性頂針的方式連接。

在其中一個實施例中，所述內(nèi)部電路包括基帶電路。

在其中一個實施例中，所述金屬觸點還包括第一USB電源腳、第一USB負數(shù)據(jù)腳、第一USB正數(shù)據(jù)腳、第一地腳、第一充電腳、第一串口發(fā)送信號腳及第一串口接收信號腳。

在其中一個實施例中，所述電信號傳輸裝置為具有充電功能的底座。

在其中一個實施例中，所述金屬觸點還連接有靜電釋放保護器件。

在其中一個實施例中，所述開關(guān)電路包括：接地電阻，所述開關(guān)控制腳通過接地電阻接地；充電開關(guān)單元，包括NPN三極管、第一P溝道MOS管和第二P溝道MOS管，所述NPN三極管的基極連接所述開關(guān)控制腳、發(fā)射極接地、集電極分別連接所述第一P溝道MOS管的柵極和第二P溝道MOS管的柵極，所述第一P溝道MOS管的源極連接所述第一USB電源腳、漏極連接所述內(nèi)部電路的USB充電端，所述第二P溝道MOS管的源極連接所述第一充電腳、漏極連接所述內(nèi)部電路的充電端；USB開關(guān)單元，包括第一模擬開關(guān)芯片，所述第一模擬開關(guān)芯片與所述開關(guān)控制腳、第一USB負數(shù)據(jù)腳、第一USB正數(shù)據(jù)腳及地線連接；所述第一模擬開關(guān)芯片在開關(guān)控制腳未接收到所述導(dǎo)通信號時將所述第一USB負數(shù)據(jù)腳和第一USB正數(shù)據(jù)腳接地，在開關(guān)控制腳接收到所述導(dǎo)通信號時將所述第一USB負數(shù)據(jù)腳和第一USB正數(shù)據(jù)腳連接所述內(nèi)部電路相應(yīng)的USB端口；串口開關(guān)單元，包括第二模擬開關(guān)芯片，所述第二模擬開關(guān)芯片與所述開關(guān)控制腳、第一串口發(fā)送信號腳、第一串口接收信號腳及地線連接；所述第二模擬開關(guān)芯片在開關(guān)控制腳未接收到所述導(dǎo)通信號時將所述第一串口發(fā)送信號腳和第一串口接收信號腳接地，在開關(guān)控制腳接收到所述導(dǎo)通信號時將所述第一串口發(fā)送信號腳和第一串口接收信號腳連接所述內(nèi)部電路相應(yīng)的串口端口。

在其中一個實施例中，所述電信號傳輸裝置包括用于與所述第一USB電源腳對應(yīng)連接的第二USB電源腳、用于與所述第一USB負數(shù)據(jù)腳對應(yīng)連接的第二USB負數(shù)據(jù)腳、用于與所述第一USB正數(shù)據(jù)腳對應(yīng)連接的第二USB正數(shù)據(jù)腳、用于與接地的第二地腳，用于與所述第一充電腳對應(yīng)連接的第二充電腳、用于與所述第一串口發(fā)送信號腳連接的第二串口發(fā)送信號腳，用于與所述第一串口接收信號腳連接的第二串口接收信號腳；所述通電引腳與所述第二USB電源腳之間接有第一二極管，所述第一二極管的陽極連接所述第二USB電源腳、陰極連接所述通電引腳；所述通電引腳與所述第二充電腳之間接有第二二極管，所述第二二極管的陽極連接所述第二充電腳、陰極連接所述通電引腳。

在其中一個實施例中，所述通電引腳與所述第二USB電源腳之間還接有與所述第一二極管串聯(lián)的第一分壓電阻，所述通電引腳與所述第二充電腳之間還接有與所述第二二極管串聯(lián)的第二分壓電阻，使得所述導(dǎo)通信號在被所述接地電阻分壓后、電壓仍滿足所述NPN三極管、第一模擬開關(guān)芯片及第二模擬開關(guān)芯片的開關(guān)閾值。

上述與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端，當終端與電信號傳輸裝置連接時，開關(guān)控制腳與通電引腳連接，并接收到導(dǎo)通信號，開關(guān)電路控制內(nèi)部電路與金屬觸點導(dǎo)通。當終端從電信號傳輸裝置斷開時，開關(guān)電路控制內(nèi)部電路與金屬觸點斷開，內(nèi)部電路被切斷，當金屬觸點因為浸水或其他原因互相導(dǎo)通時內(nèi)部電路將不會短路而燒毀或出現(xiàn)功能異常。因此接口處可直接注塑露出金屬觸點即可，不再需要利用防水膠塞進行防水，相比傳統(tǒng)的防水設(shè)計具有使用更方便，可靠性更高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是一實施例中與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端與電信號傳輸裝置連接的示意圖；

圖2是一實施例中終端的彈性頂針接口的電路原理圖；

圖3a～圖3c是一實施例中開關(guān)電路的部分電路原理圖；

圖4是一實施例中電信號傳輸裝置的部分電路原理圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

圖1是一實施例中與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端與電信號傳輸裝置連接的示意圖。圖1示出了終端100和電信號傳輸裝置200，在本實施例中，電信號傳輸裝置200為底座；在其他實施例中，電信號傳輸裝置200也可以是轉(zhuǎn)接頭、連接器等裝置。終端100包括內(nèi)部電路110和開關(guān)電路120，電信號傳輸接口包括裸露的金屬觸點130。開關(guān)電路120用于控制內(nèi)部電路110與金屬觸點130之間是處于導(dǎo)通狀態(tài)還是處于斷開狀態(tài)。金屬觸點130包括開關(guān)控制腳，電信號傳輸裝置200上相應(yīng)設(shè)置有用于與金屬觸點130電連接的引腳230，圖1中的虛線表示金屬觸點130與引腳230電連接。引腳230包括用于與開關(guān)控制腳電連接以提供導(dǎo)通信號的通電引腳232。開關(guān)控制腳在接收到導(dǎo)通信號時，開關(guān)電路120控制內(nèi)部電路110與金屬觸點130導(dǎo)通；開關(guān)控制腳在未接收到導(dǎo)通信號時，開關(guān)電路120控制內(nèi)部電路110與金屬觸點130斷開。

上述與電信號傳輸裝置配套使用的具有電信號傳輸接口的終端，當終端100與電信號傳輸裝置200連接時，開關(guān)控制腳與通電引腳232連接，并接收到導(dǎo)通信號，開關(guān)電路120控制內(nèi)部電路110與金屬觸點130導(dǎo)通。當終端100從電信號傳輸裝置200斷開時，開關(guān)電路120控制內(nèi)部電路110與金屬觸點130斷開，內(nèi)部電路110被切斷，當金屬觸點130因為浸水或其他原因互相導(dǎo)通時內(nèi)部電路110將不會短路而燒毀或出現(xiàn)功能異常。因此接口處可直接注塑露出金屬觸點130即可，不再需要利用防水膠塞進行防水，相比傳統(tǒng)的防水設(shè)計具有使用更方便，可靠性更高等優(yōu)點。

在其中一個實施例中，終端100為手持終端，內(nèi)部電路110為基帶電路。

在其中一個實施例中，電信號傳輸接口與電信號傳輸裝置200之間通過彈性頂針(pogopin)的方式連接。

在其中一個實施例中，金屬觸點130為一個8PIN的結(jié)構(gòu)，除開關(guān)控制腳還包括第一USB電源腳、第一USB負數(shù)據(jù)腳、第一USB正數(shù)據(jù)腳、第一地腳、第一充電腳、第一串口發(fā)送信號腳及第一串口接收信號腳。

圖2是一實施例中終端100的彈性頂針接口的電路原理圖。彈性頂針接口J1包括第一USB電源腳IO_VBUS、第一USB負數(shù)據(jù)腳IO_USBDM、第一USB正數(shù)據(jù)腳IO_USBDP、第一地腳4、第一充電腳IO_CHG、第一串口發(fā)送信號腳IO_TXD、第一串口接收信號腳IO_RXD以及開關(guān)控制腳SWITCH_EN。圖2還示出了第一靜電釋放保護芯片U3、型號為RCLAMP3624T，以及第二靜電釋放保護芯片U4，型號為RCLAMP3304P。其中第一USB電源腳IO_VBUS、第一USB負數(shù)據(jù)腳IO_USBDM及第一USB正數(shù)據(jù)腳IO_USBDP連接第一靜電釋放保護芯片U3，第一充電腳IO_CHG、第一串口發(fā)送信號腳IO_TXD、第一串口接收信號腳IO_RXD以及開關(guān)控制腳SWITCH_EN連接第二靜電釋放保護芯片U4。

圖3a～圖3c是一實施例中開關(guān)電路120的部分電路原理圖。請先參見圖3a，金屬觸點130的開關(guān)控制腳SWITCH_EN通過接地電阻R3接地。開關(guān)控制腳SWITCH_EN的電平在終端100未與電信號傳輸裝置200連接時(本實施例中為終端100未插入底座時)被接地電阻R3拉至低電平。開關(guān)電路120的充電開關(guān)單元包括NPN三極管Q2、第一P溝道MOS管Q1和第二P溝道MOS管Q3。NPN三極管Q2的基極連接開關(guān)控制腳SWITCH_EN，發(fā)射極接地，集電極分別連接第一P溝道MOS管Q1的柵極和第二P溝道MOS管Q3的柵極。第一P溝道MOS管Q1的源極連接第一USB電源腳IO_VBUS，漏極連接內(nèi)部電路的USB充電端VBUS。第二P溝道MOS管Q3的源極連接第一充電腳IO_CHG，漏極連接內(nèi)部電路的充電端EXT_CHG。終端100插入底座時，NPN三極管Q2的基極接收到導(dǎo)通信號，將第一P溝道MOS管Q1和第二P溝道MOS管Q3的柵極拉低，充電端VBUS與第一USB電源腳IO_VBUS之間導(dǎo)通、充電端EXT_CHG與第一充電腳IO_CHG之間導(dǎo)通。第一USB電源腳IO_VBUS和第一充電腳IO_CHG的充電電流分別為0.5A和2A。在本實施例中，第一P溝道MOS管Q1和第二P溝道MOS管Q3采用功率MOS管IRLML6402，IRLML6402的最大導(dǎo)通電流為3.7A，導(dǎo)通電阻只有0.065Ω，可滿足此開關(guān)的設(shè)計需求。

在圖3a所示的實施例中，開關(guān)控制腳SWITCH_EN與NPN三極管Q2的基極之間還串聯(lián)接有限流電阻R4，開關(guān)控制腳SWITCH_EN與底線之間接有電容C1。

開關(guān)電路120還包括USB開關(guān)單元，圖3b為USB開關(guān)單元的電路原理圖，USB開關(guān)單元包括第一模擬開關(guān)芯片U1。第一模擬開關(guān)芯片U1與金屬觸點130的開關(guān)控制腳SWITCH_EN、第一USB負數(shù)據(jù)腳IO_USBDM、第一USB正數(shù)據(jù)腳IO_USBDP及地線連接。第一模擬開關(guān)芯片U1在開關(guān)控制腳SWITCH_EN未接收到導(dǎo)通信號時將第一USB負數(shù)據(jù)腳IO_USBDM和第一USB正數(shù)據(jù)腳IO_USBDP接地，在開關(guān)控制腳SWITCH_EN接收到導(dǎo)通信號時將第一USB負數(shù)據(jù)腳IO_USBDM和第一USB正數(shù)據(jù)腳IO_USBDP連接內(nèi)部電路相應(yīng)的USB端口。

開關(guān)電路120還包括串口開關(guān)單元，圖3c為串口開關(guān)單元的電路原理圖，串口開關(guān)單元包括第二模擬開關(guān)芯片U2。第二模擬開關(guān)芯片U2與開關(guān)控制腳SWITCH_EN、第一串口發(fā)送信號腳IO_TXD、第一串口接收信號腳IO_RXD及地線連接。第二模擬開關(guān)芯片U2在開關(guān)控制腳SWITCH_EN未接收到導(dǎo)通信號時將第一串口發(fā)送信號腳IO_TXD和第一串口接收信號腳IO_RXD接地，在開關(guān)控制腳SWITCH_EN接收到導(dǎo)通信號時將第一串口發(fā)送信號腳IO_TXD和第一串口接收信號腳IO_RXD連接內(nèi)部電路相應(yīng)的串口端口。

USB和串口用于數(shù)據(jù)傳輸，速度較高，因此第一模擬開關(guān)芯片U1和第二模擬開關(guān)芯片U2采用USB專用的模擬開關(guān)SGM7227。通過電信號傳輸裝置200上對應(yīng)的接口連接到電腦或其他設(shè)備后，可對終端100進行USB數(shù)據(jù)傳輸、串口調(diào)試等操作。

圖4是一實施例中電信號傳輸裝置200的部分電路原理圖。在本實施例中電信號傳輸裝置200為底座，包括彈性頂針接口J3，用于與終端100上的金屬觸點130接觸。電信號傳輸裝置200還包括插座J2，插座J2用于連接電腦USB接口、充電器、調(diào)試串口等。

在本說明書的附圖中，彈性頂針接口J1、彈性頂針接口J3、插座J2上一一對應(yīng)連接的引腳用同一英文標號表示，故下文中省略該英文標號。彈性頂針接口J3包括用于與第一USB電源腳對應(yīng)連接的第二USB電源腳、用于與第一USB負數(shù)據(jù)腳對應(yīng)連接的第二USB負數(shù)據(jù)腳、用于與第一USB正數(shù)據(jù)腳對應(yīng)連接的第二USB正數(shù)據(jù)腳、用于與第一地腳對應(yīng)連接的第二地腳，用于與第一充電腳對應(yīng)連接的第二充電腳、用于與第一串口發(fā)送信號腳連接的第二串口發(fā)送信號腳，及用于與第一串口接收信號腳連接的第二串口接收信號腳。在本實施例中，電信號傳輸裝置200需要外接充電器或通過USB線連接其他電源時，才能對終端100進行充電等操作。故通電引腳與第二USB電源腳之間接有第一二極管D1，第一二極管D1的陽極連接第二USB電源腳、陰極連接通電引腳；通電引腳與第二充電腳之間接有第二二極管D2，第二二極管D2的陽極連接第二充電腳、陰極連接通電引腳。第一二極管D1、第二二極管D2用來隔斷第二USB電源腳與第二充電腳，防止USB線和充電器在插入一路時將另一路拉高，或同時插入時互相干擾。

請繼續(xù)參見圖4，在該實施例中，通電引腳與第二USB電源腳之間還接有與第一二極管D1串聯(lián)的第一分壓電阻R5，通電引腳與第二充電腳之間還接有與第二二極管D2串聯(lián)的第二分壓電阻R6，使得導(dǎo)通信號在被接地電阻R3分壓后、電壓仍滿足NPN三極管Q2、第一模擬開關(guān)芯片U1及第二模擬開關(guān)芯片U2的開關(guān)閾值。在本實施例中，當插入USB線時第二USB電源腳的電壓為5V，插入充電器時第二充電腳的電壓為5V。將二極管的壓降V_F視為0.4V，NPN三極管Q2的基極電壓V_S的計算公式如下：

V_S＝(V_BUS-V_F)*(R3+R4)/(R3+R4+R5)＝(5-0.4)*(10+1)/(10+1+6.98)≈2.8V

此電壓可以滿足NPN三極管Q2、第一模擬開關(guān)芯片U1及第二模擬開關(guān)芯片U2的開關(guān)閾值。

在其他實施例中，通電引腳的高電平也可采用線性穩(wěn)壓器件或其他本領(lǐng)域習知的器件直接輸出穩(wěn)定的對應(yīng)電壓。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。