专利名称：用于为消费者电子设备连接信号和供电的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种系统，包括借助于标准USB(通用串行总线)协议为了进行数据传输和供电而互连的多个组件。USB是I/O接口，广泛用于数据处理领域。USB除了用于数据传输功能之外，还用于向所连接的低功率部件供电。主机(在计算机中的连接)在工作电压为5V时提供最大为500mA的电流。由中央部件确保对这种外围设备的供电。这样做的优点在于可以省去附加的工作电压开关以及附加的市电电源设备。计算机装配处于备用模式时电流消耗代表基本的产品属性。通过对供电采用中央方式控制，这种高的电流消耗就可以被限制到最小。
USB被实现为组合的星形总线结构。计算机中的USB主机适配器在此结构的最前面。其可以连接多达127个设备。单个设备或USB集线器可以被连接到主机适配器的输出端。这种集线器需要作为用于两个以上的USB设备的拆分器。集线器除了供电之外，还确保总是有一个USB设备在向主机控制器发送其数据。所有数据经由双向线路对，外加主线路以及电源线路(+5V)加以引导。数据被有差别地发送，这证明USB是稳健的。为了经由同一个总线来连接较慢速和快速的设备，把经由USB的传输再分为信道。有高达1.5mbit/s的低速信道(例如，用于鼠标、键盘)和高达12mbit/s的中速信道(例如，用于ISDN、音频)，并且这两种信道都经由相同的接口加以控制。还提供了高达500mbit/s的高速信道(例如，用于视频、存储介质)。与设备的速度类别无关，它总是使用相同的四极插头。就连接电缆而言，存在有差别，高速设备要求屏蔽的绞合电缆。未屏蔽的绞合电缆可以用于低速设备。
两个终端设备经由USB-On-The-Go功能可以直接交换它们的数据。通常，USB设备只能由主计算机用作为从属装置。利用USB-On-The-Go，例如数字照相机可以在不与计算机互连的情况下向打印机发送数据。当然“On-The-Go”设备的主机能力可能会被限制在用于点对点操作所必需的最低限度。因此，不是每个USB设备都可以独立地与任何其它任意的设备通信。
美国专利6,211,649 B1公开了一种用于充电外部设备电池的USB电缆，所述USB电缆把PC的USB端口与外部设备的设备插头连接，并且所述USB电缆具有用于使用来自USB端口的功率进行充电的装置，所述装置布置在用于充电外部设备电池的两个连接插头之间。USB电缆还用于在外部设备的插头和USB端口之间进行双向数据传输。然而，在外部设备的实际操作期间，即播放音乐期间，使用了属于所述设备或连接到所述设备的扬声器部件。
在实际中已知索尼的MP3播放器/记录器MZ-N1，其配备有USB连接，用于给电池充电并且可以用于方便地操作的PC连接。相应的音乐管理软件提供了把音乐文件从PC转送到索尼播放器/记录器的可能性。
经由USB连接，可以向这样的设备提供数字音乐文件以便存储并播放，但是扬声器借助于连接插头进行的常规模拟连接将用于收听。
日本专利JP 10-326128公开了一种借助于USB来向指示器设备供电的方法。依照此方法，通过在节能模式下采用USB向指示器设备提供所需要的能量而节约了能量。
在例如由固定设备、便携式设备和电视设备所组成的音频/视频装配中，一般使用多个插座来划分市电电源电压。必须独立地操作每个设备的通/断开关或其它开关，或者必须独立地遥控每个设备。具有备用模式的这些设备均有助于音频/视频装配的总体电流消耗，并且必须分别地检查这些信号的活动情况，以便自动地从备用模式开始操作。经由音频或视频信号连接来部分地连接音频/视频装配的设备。
准学习遥控从实践中是已知的，其可以替换对一装配的不同设备的单个遥控的功能。为了“学习”，这种遥控利用用于例如IR信号或无线电信号的接收器形成。设备的遥控其功能要由通用的遥控来接管，所述遥控要适当地与通用的遥控对准，当所述遥控处于“学习”模式时被激活。这意味着通用的遥控利用仅仅用于“学习”过程的接收器形成。所述设备的遥控也仅仅需要用一次，即用于通知由它所使用的通用遥控代码。在包括多个设备的装配中，例如音频/视频装配，当使用通用的遥控时，多个遥控可能会是冗余的。该装配的这些设备均利用其自己的、通用遥控的信号可以到达的遥控接收器形成。
本发明的目的是提供一种具有标准连接(USB连接)的系统，所述标准连接用于信号连接以及向所述系统的至少两个组件供电，所述系统改进了能量消耗。本发明的另一目的是提供一种利用在组件之间USB连接来向系统供电的方法，降低了所述系统的能量消耗。
本发明的进一步目的是提供一种包括至少两个组件的系统，所述两个组件至少为了信号传输而经由模拟或数字线路互连，所述系统改进了能量消耗。
依照本发明，由互连组件的系统来实现所述目的，所述系统包括标准连接(USB连接)，用于在组件之间进行数据传输以及为所述组件供电，其中组件可替换地是类型a)的设备，具有小于或等于由所述标准连接所提供功率的运行功率，或类型b)的设备，具有大于由所述标准连接所提供功率的运行功率，类型b)的组件，用作所述系统中的中央组件，的至少另外一个类型a)或b)的组件，用作外围设备，由所述中央组件所包括的装置，用于控制在互连组件之间进行的数据传输并且用于控制对它们的供电，和用于所述中央组件的备用装置。
在备用模式下，例如通过把电源、电视或CD播放器的主轴驱动器的EHT与操作电压相分离开来降低设备的电流消耗。利用备用装置所形成的每个单个设备在备用模式中也消耗电流，这是因为所述设备必须能对重新激活的条件作出响应。重新激活的条件例如是出现遥控信号。这意味着每隔一定时间或不断地把遥控接收器连接到电源电压，以致所述遥控接收器消耗能量。作为选择，例如按下音频设备的播放键或启动电视设备的节目选择键也是可能的。本发明是基于以下认识的用于把系统组件从备用模式重新激活的电源电压可以借助于经由此组件的标准连接来提供，而不管所述组件的运行功率大于还是小于所述标准连接的功率。
在本发明的一个实施例中，中央组件除备用装置之外还包括用于从遥控接收信号的接收器。依照例如在学习通用的遥控过程中所出现的学习过程，中央组件“知道”连接到其的外围设备的不同的遥控代码。为此，与外围组件相关联的实际遥控与中央部件的相关接收器(例如，红外二极管)对准，并且当所述接收器处于学习模式时，所述实际遥控就被启动。从而可以把原始的遥控功能拷贝到通用的遥控。在实际中已知Philips的可编程遥控ProntoNeo SBCRU930，其具有触摸屏和图形面。在接收用于给定的外围设备的激活信号之后，该给定的外围设备被中央组件经由标准连接“唤醒”或重新激活。为了能够实现这点，中央组件被直接或间接地连接到系统的所有外围设备，以便可以经由标准连接实现信号处理和供电，从而遥控的激活信号也可以被发送到相应的设备。这意味着在依照本发明的系统中实现多个组件的备用模式，不过只有中央组件的一个备用装置消耗电流。
在本发明进一步的实施例中，所述中央组件是音频放大器。在这种情况下，例如类型a)的设备是便携式CD播放器而类型b)的设备是电视或录像机。音频放大器具有用于选择源的装置，即其音频信号将被发送到扬声器部件的组件。与模拟连接相比较使用USB连接的优点在于外围组件不仅发送音频信号，而且当外围设备具有相应的信号处理装置时，也可以在按压播放键之后把控制信号发送到音频放大器以便自动调整源选择。由中央组件上的条目字段或遥控来提供源选择的进一步可能性。
依照本发明实施例，多个扬声器被连接到音频放大器。两个扬声器足以满足简单的音频再现。为了增强音响效果，要求多个扬声器，所述扬声器必须相应地由音频放大器控制。在依照本发明的系统中，由于包括互连组件和用于数据传输的标准连接，所以相应的源可以向音频放大器发送控制信号以便最佳地控制扬声器。因而，可以省去由设备用户进行手动选择，进而避免了误差源。
对于包括至少两个组件(所述组件至少为了进行数据传输而经由模拟或数字线路互连)并且改进了能量消耗的系统，本发明的目的在于解决用作中央组件的组件和至少另外一个用作外围设备的组件这二者均属于类型b)，并且它们均经由插槽连接到它们获得运行功率的市电电源，还在于一个或多个外围设备的市电电源开关或插槽受到遥控。优选地是，市电电源开关布置在相应的插槽中，但是也可以是电流电缆的一部分，或被布置在外围设备中。中央组件对市电电源开关和插槽进行控制，使得当操作者产生相应的重新激活信号时再次把外围设备连接到市电电源。优选的变化形式的优点在于还可以在不配备有USB连接的设备中降低或避免静态电流消耗。
类型a)的设备是便携式设备，诸如便携式CD播放器、袖珍录音机或游戏控制台。
类型b)的设备是固定设备，诸如CD播放器、CD记录器、DVD播放器、录像机、盒式录音机、激光视频盘播放器、磁带设备或收音机。
依照本发明的进一步实施例，每个无线电链路一个耳机被连接到中央组件，并且由主机装置控制。
依照实施例，依照本发明系统的主机装置包括声卡和控制器。从而中央组件不同于常规的音频放大器。
依照本发明，此目的还由用于向互连组件的系统供电的方法来实现，所述系统包括在所述组件之间用于信号处理和供电的标准连接(USB连接)，其中组件可替换地是类型a)的设备，具有小于或等于由所述标准连接所提供功率的运行功率，或类型b)的设备，具有大于由所述标准连接所提供功率的运行功率，类型b)的组件，用作为所述系统中的中央组件，至少另外一个类型a)或b)的组件，用作外围设备，和所述中央组件包括备用装置，用于当一个给定的外围设备的唤醒信号被所述中央组件接收时，向该给定的外围设备发送唤醒信号。由用户例如经由与该系统相关联的遥控或通过启动用于选择所要激活源的相应开关，来产生唤醒信号。从而中央组件的备用装置有规律地或不断地检查用户是否已经产生了唤醒信号。
依照本发明的系统可以被用于包括消费者电子设备的音频/视频装配，诸如家庭影院。
在优选实施例中，设备的外壳(可以连接到依照本发明的系统)配备有USB总线，或者所述设备包括用于依照USB标准接收或发送命令和音频流的装置。本发明是基于以下认识的在数字传输中只要求一个电缆来代替模拟正规电缆，这通过在设备外壳上安装更少量的总线简化了电缆连接系统并且降低了成本。
在数据处理领域已知的标准适于其中预先已知发送数据单元末端的系统。因为音频流具有未知的末端，所以应当区别对待它们。
参考以下描述的实施例将阐明本发明的这些及其他方面并使其非常清楚。
在附图中
图1示意地示出了用于信号处理并供电的依照本发明的系统，和图2示意地示出了互连组件的依照本发明的系统，所述每个组件都经由插槽连接到市电电源。
中央组件100包括备用电源110，经由插槽120连接到市电电源，遥控接收器130，例如包括红外二极管140，放大装置150，经由USB集线器180连接到多个输出端音频输出(Audio-Out)AO1、AO2、...、AOi，用于使中央组件100适合作为主机的装置160，类型A的USB端口170，用于表示音频输入(Audio-In)的输入端，其中一个或多个外围设备201，202，203连接到此输入端。
附图以举例形式示出了怎样经由USB连接180把两个或更多扬声器L1、L2...Li连接到中央组件100。用来拆分USB所要求的集线器(HUB)180可以是独立的设备或可以集成到中央组件100或一个或多个扬声器L1、L2...Li中。依照特别有益的方式，集线器被布置在常规家庭影院系统前方的一个扬声器中，即在左扬声器、右扬声器、中央或低音扬声器声道中，而另一集线器被布置在后方，即在后扬声器中或在低音扬声器声道中。因为可用的2.5W通常不够大，所以不能经由USB实现对有效扬声器的供电。为了表明本系统的灵活性，在虚线中示出了耳机放大器。然而，作为选择，无线耳机的发送器可以被连接到USB，在这种情况下2.5W足以满足其供电。
因为所有USB连接在中央组件100中提供了相同的可能性，所以USB标准提供了灵活使用的可能性。从而用户不再需要决定把哪个总线连接到哪个设备，这是因为中央组件100可以经由在USB中固定的即插即用协议来确定利用哪个连接可以到达哪个设备。
可以依照由中央组件100所提供的可能性来调整并管理所连接设备201，202，203的数目。
可以连接一个或多个外围设备201、202、203，并且当使用一个以上组件时，在USB端口需要集线器或另一放大装置。USB电缆301、302、303用于从外围组件201、202、203到中央组件100的音乐(音频输入)数字传输，以及用于把唤醒信号从中央组件100发送到相关的外围设备201、202、203。也可以把控制信号从外围设备201、202、203发送到中央组件100，例如关于外围设备201、202、203的播放键被按压的信息，以便中央组件100的主机装置160自动地设置到此外围设备的源选择。外围设备201、202、203具有类型B的USB端口210、220、230。
中央组件100依照源(即外围设备201、202、203)的声学特性来控制扬声器L1、L2、...Li。当所述源提供了例如环绕声的可能性时，就控制功率均为大约50瓦的五个扬声器以及一个功率为大约250瓦的低音反射亚低音扬声器。在本发明的一个实施例中，用于使中央组件100适当合作为主机的装置160包括声卡。
作为选择，外围设备可以属于类型a)，具有小于或等于由标准连接所提供功率的运行功率，或类型b)，具有大于由标准连接所提供功率的功率。
在此实施例中，外围设备201属于类型a)并且经由USB标准连接被提供有运行功率。经由已知USB标准连接所提供的运行功率目前在最大值+5V时大约是2.5W。在此实施例中，外围设备202和203是类型b)的设备，都经由插槽240、250连接到市电电源以便供电。
在备用模式中，外围设备202、203与市电电源相互独立开来，这由开关204和开关205来举例说明。在依照本发明的系统中，由于改进了能量消耗，所以利用了USB标准连接的双向属性，以便当相应的外围设备202、203将从备用模式中被重新激活时，把唤醒信号从主机中央组件100发送到此设备。用户例如借助于遥控来产生唤醒信号。在优选实施例中，对于所有连接到系统的组件使用同一个遥控接收器130。因此，在连接外围设备之后，中央组件100的遥控接收器130必须学习对此连接外围设备是有效的代码。在外围设备202、203中通过把它经由市电电源开关204或205连接到市电电源的方式来处理唤醒信号。
当要借助于音频装配播放音乐时，因为音频放大器控制扬声器，所以不管怎样都将其连接到市电电源。
依照本发明，当执行唤醒过程时，此中央组件100的备用电源110用于供电。此外当类型b)的外围设备的运行功率大于由USB连接所提供的功率时，就可以充分地来控制例如用作市电电源开关204、205的继电器。
中央组件100被分配给单个遥控接收器120，所述遥控接收器120用于系统的多个组件。
图2示意地示出了包括互连组件202、203的依照本发明的系统，所述每个组件都经由插槽240、250连接到市电电源。外围设备202、203经由模拟或数字线路501、502被连接到中央组件100。外围设备202、203都可以经由电源开关204、205与市电电源相分隔开来。每个开关204、205可以由中央组件100控制，这分别由虚线401和402表示。它可以是独立的控制线路，并且例如当它是USB连接时也可以使用连接501、502。当相应的外围设备202、203将从备用模式被重新激活时，关闭市电电源开关204、205。用户例如通过启动遥控或通过从用于源选择的字段400中选择相应的源，来产生重新激活信号。中央组件100经由插槽120从市电电源获得用于产生唤醒信号的能量。作为选择，蓄电池或电池可以确保供电。
依照本发明系统的优点在于简化了单个组件100、201、202、203的连接并且总体装配在电缆连接上有了改进。
常规的USB电缆301、302、303可以用于建造依照本发明的系统。中央组件100具有用于下行流送的A类总线170。采用相应的方式，外围设备配备有用于上行流送的B类总线210、220、230。
总之，本发明涉及一种互连组件的系统，其中一个组件用作中央组件(100)，而至少另外一个组件用作外围设备(201、202、203)，所述系统改进了能量消耗，作为选择，这可以通过下列手段实现，所述组件经由标准连接(USB连接)连接，并且经由此连接获得用来从备用模式重新激活以及唤醒信号的所需要的能量，或者外围设备(202，203)的相关插槽(240，250)受到遥控以便重新激活所述中央组件(100)。
权利要求
1.一种互连组件(100，201，202，203)的系统，包括标准连接(USB连接)(301，302，303)，用于在组件之间进行数据传输以及为所述组件供电，其中组件可替换地是类型a)的设备(201)，具有小于或等于由所述标准连接所提供功率的运行功率，或类型b)的设备(202，203)，具有大于由所述标准连接所提供功率的运行功率，类型b)的组件，用作所述系统中的中央组件(100)，至少另外一个类型a)或b)的组件(201、202、203)，用作外围设备，其特征在于所述中央组件(100)包括用于控制在所述互连组件之间的数据传输以及用于控制对它们的供电的装置(160)，和备用装置(110)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述中央组件(100)包括用于从遥控(500)接收信号的接收器(130)。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述中央组件(100)是音频放大器。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于多个扬声器(L1，L2...Ly)被连接到所述音频放大器(100)。
5.一种包括至少两个组件(100，202，203)的系统，所述组件至少为了数据传输而经由模拟或数字线路(501，502)互连，其中所述组件(100，202，203)具有类型b)并且经由插槽(120，240，250)被连接到市电电源，并且所述组件从所述市电电源获得运行功率，其特征在于所述系统包括用作中央组件(100)的组件和用作外围设备(202，203)的一个或多个组件，并且外围设备(202，203)的市电电源开关(204，205)或插槽(240，250)受到遥控。
6.如先前任何一个权利要求所述的系统，其特征在于类型a)的设备是便携式设备，诸如便携式CD播放器、袖珍录音机或游戏控制台。
7.如先前任何一个权利要求所述的系统，其特征在于类型b)的设备是固定设备，诸如CD播放器、激光记录器、DVD播放器、录像机、盒式录音机、激光视频盘播放器、磁带设备或收音机。
8.如先前任何一个权利要求所述的系统，其特征在于把每个无线电链路一个耳机连接到所述中央组件(100)。
9.如先前任何一个权利要求所述的系统，其特征在于所述主机装置(160)包括声卡和控制器。
10.一种用于向互连组件的系统供电的方法，包括在组件之间用于信号处理和供电的标准连接(USB连接)，其中组件可替换地是类型a)的设备(201)，具有小于或等于由所述标准连接所提供功率的运行功率，或类型b)的设备(100，202，203)，具有大于由所述标准连接所提供功率的运行功率，类型b)的组件，用作为所述系统中的中央组件(100)，至少另外一个类型a)或b)的组件，用作为外围设备(201，202，203)，其特征在于所述中央组件(100)包括备用装置(110)，用于当一给定的外围设备(201、202、203)的唤醒信号被所述中央组件(100)接收时，向此给定的外围设备(201、202、203)发送唤醒信号。
11.一种互连组件的系统的应用，特别是如权利要求1到5中任何一个所述的系统，作为包括消费者电子设备(201、202、203)的音频/视频装配。
12.一种适于播放和/或读取在存储介质上所存储的音频文件的设备，并且其是如权利要求1到9中任何一个所述的组件，其特征在于所述设备(201、202、203)的外壳配备有USB总线，或者所述设备包括用于依照USB标准接收或发送命令和音频流。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于它是从下列组中选出的设备(201、202、203)，所述组包括便携式CD播放器、袖珍录音机、游戏控制台、CD记录器、DVD播放器、录像机、盒式录音机、激光视频盘播放器、磁带设备或收音机。
全文摘要
一种互连组件的系统，其中一个组件用作中央组件(100)，而至少另外一个组件用作外围设备(201、202、203)，所述系统改进了能量消耗，作为选择，这可以通过下列手段来实现，所述组件经由标准连接(USB连接)连接，并且经由此连接获得所要求用来从备用模式重新激活的能量以及唤醒信号，或者外围设备(202，203)的相关插槽(240，250)受到遥控以便重新激活所述中央组件(100)。
文档编号H03F1/02GK1795427SQ200480014360
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月17日 优先权日2003年5月26日
发明者M·文特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司