具有用于耳机usb连接器的便携式设备的体-偏置电路的电子设备的制造方法_3

文档序号:9439439阅读:来源:国知局
5'。
[0053]具体的,图1的电子设备101的电气部分102包括相应地所述两个放大器105和105'的输出级106和106'的PMOS晶体管的体端子的两个偏置电路107和107'。
[0054]两个偏置电路107和107'具有相同的输入端子IN,以接收数字控制信号HS。
[0055]此外,两个偏置电路107和107'类似于前文详细描述的至少一个偏置电路107。
[0056]此外,分别连接到数字数据传输级103的两个输出端子03和03'的两个放大器105和105'的两个输出端子05和05'被连接到电子设备101的USB连接器110。
[0057]更详细的,两个放大器中的一个(105 )设置成放大耳机左侧的音频信号(附图中没有示出),两个放大器中的另一个(105')设置成放大耳机右侧的音频信号。
[0058]耳机设置成通过USB连接器110连接到电子设备101 (因而连接到电子电路板100)。
[0059]根据本发明的使用电子设备101的便携式设备的示例包括前文描述的用于耳机的USB连接器和电子电路板100。
[0060]考虑到上述考量,本发明电子设备101的性能如下所述,具体参照图2的电路图,即音频放大级104的设置成用于放大耳机一侧(例如左侧)的音频信号的部分。
[0061]在电气部分102的数据传输模式,例如,提供给至少一个偏置电路107的第二电路部109的输入端子IN的数字控制信号HS等于O。此外,存在于至少一个偏置电路107的第一电路部108的输入端子18处的输出信号OUT仅与数字数据Dl相对应(不存在音频信号HSL) ο
[0062]因而,至少一个偏置电路107的第二电路部109的第一 NMOS晶体管M5截止。
[0063]关于至少一个偏置电路107的第一电路部108的性能,在第一数字数据Dl的电压值是低电平(对应于另一基准电压GND,例如0V)的情况下,第二 PMOS晶体管M2导通,第一PMOS晶体管Ml和第四PMOS晶体管M4截止,而由于第三PMOS晶体管M3与第二 PMOS晶体管M2 (导通)并联,第三PMOS晶体管M3的状态(导通或截止)不重要。
[0064]鉴于上述内容,由至少一个偏置电路107提供给输出级106的PMOS晶体管MP的体端子B的偏压VbMP与第二基准电压VCCHS相等。
[0065]在第一数字数据Dl的电压值是高电平(对应于第一基准电压VUSB,例如3V或者3.3V)的情况下,第一 PMOS晶体管Ml和第四PMOS晶体管M4导通,而第二 PMOS晶体管M2和第三PMOS晶体管M3截止。
[0066]鉴于此,由至少一个偏置电路107提供给输出级106的PMOS晶体管MP的体端子B的偏压VbMP与第一数字数据Dl (输出信号OUT)相等。
[0067]因此,可以证实,在电气部分102的数据传输模式,提供给输出级106的PMOS晶体管MP的体端子B的偏压VbMP与第一数字数据Dl的电压值和第二基准电压VCCHS之间的最高值相对应。
[0068]在电气部分102的音频传输模式,例如,提供给至少一个偏置电路107的第二电路部109的输入端子IN的数字控制信号HS等于I。此外,存在于至少一个偏置电路107的第一电路部108的输入端子18处的输出信号OUT仅与音频信号HSL对应。优选地,音频信号HSL (及音频信号HSR)是模拟信号。例如,音频信号HSL (和音频信号HSR)的电压值在-1V-+1V范围内。
[0069]在音频传输模式,第一电路部108的第一 PMOS晶体管Ml截止。
[0070]第二 PMOS晶体管M2是截止或者导通取决于音频信号HSL的电压值。
[0071 ] 然而,第四PMOS晶体管M4截止,以有利地将第三PMOS晶体管M3的栅极端子与音频信号HSL隔离。
[0072]此外,第二电路部109的第一 NMOS晶体管M5导通。鉴于此并且考虑第二 NMOS晶体管M6 —直是导通的,电流流入第二电路部109,使第三PMOS晶体管M3的栅极端子为另一基准电压GND (OV)0从而,第三PMOS晶体管M3总是导通并且因此提供给输出级106的PMOS晶体管MP的体端子B的偏压VbMP与第二基准电压VCCHS相等。
[0073]因此,可以确定在电气部分102的音频信号放大模式,至少一个偏置电路107设置成为输出级106的PMOS晶体管MP的体端子B提供与第二基准电压VCCHS相对应的偏压VbMP0
[0074]再次参照至少一个偏置电路107的性能,应该注意的是第二电路部109的第二NMOS晶体管M6和第五PMOS晶体管M7被引入,以在电气部分102在数据传输模式下工作的情况下提高偏置电路的可靠性。
[0075]事实上,如前面所述,在电气部分102的数据传输模式,其中第一数字数据Dl处于高电平的情况下,第四PMOS晶体管M4导通并且第三PMOS晶体管M3的栅极端子的电压值可以与第一数字数据Dl相对应。
[0076]在USB充电器111的主工作电压VBUS短路的情况下,第一数字数据Dl可以与VBUS(例如5.25V)相等。因此,在前述电压值的示例的情况下,没有第二 NMOS晶体管M6和第五PMOS晶体管M7,第一 NMOS晶体管M5将使栅-源电压和漏-源电压与VBUS=5.25V相等,其高于为了处理的可靠性而施加的约3.6V的最大电压值。
[0077]引入第二 NMOS晶体管M6,其仅具有连接到第二基准电压VCCHS的相应的栅极端子,因为第二 NMOS晶体管M6的漏-源电压将会是VBUS- (VCCHS-VT)=5.25V- (1.8V-0.6V)=4.1V (其再次高于3.6V),上面阐述的问题不能解决。
[0078]另一方面,将第五PMOS晶体管M7也引入可使第二电路部109的第二 NMOS晶体管M6的源极端子达到第二基准电压VCCHS,从而,有利地,第二 NMOS晶体管M6的漏-源电压等于VBUS-VCCHS=5.25V-1.8V=3.45V,其低于3.6V,在电压值为之前描述的例子中的值的情况下,解决了上述可靠性问题。
[0079]本发明的电子设备允许将与均存在于电子设备的电气部分102中的输出信号OUT的电压值和第二基准电压VCCHS之间的最高值相对应的偏压提供给输出级的PMOS晶体管的体端子。
[0080]也就是说,本发明的电子设备允许在不需要使用主工作电压VBUS情况下,进行在具有耳机的USB连接器的便携式设备中体端子的偏置,因而克服了所述现有技术中提到的缺点。
[0081]此外,电子设备的偏置电路由于电路仅由开关(PM0S晶体管和NMOS晶体管)构成并且不需要激活电路或者反馈,因而是高速型。
[0082]一种具有高速性能的体-偏置电路,可以有利地用于USB传输速度可以达到几百MHz的具有耳机USB连接器的便携式设备。
[0083]最后,本发明的偏置电路的布置(晶体管M6和晶体管M7 )允许获取闻速偏置性能的同时保证偏置电路的可靠性。事实上,当前CMOS处理将栅-源电压和漏-源电压限制在最大值约为3.6V,从而避免MOS晶体管的性能劣化或者损坏。
【主权项】
1.一种电子设备(101),包括: 数字数据传输级(103),所述数字数据传输级(103)具有至少第一输出端子(03),以提供具有与第一基准电压(VUSB)或者第二基准电压(GND)相对应的电压值的第一数字信号(Dl ),所述数字数据传输级(103)设置成当作为数字数据传输模式
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