专利名称：具有高速usb接口电路的影音播放设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于影音播放设备技术领域，具体地说，是涉及一种适用于影 音播放设备中的高速USB接口电路。
背景技术：
如今的电视机已经成为多媒体家庭中的重要一员，许多电视机都配备了一 个甚至多个USB接口，这样不仅可以驱动U盘、数码相机、移动硬盘等外部设 备，方便、快速地实现电视机与外部设备的数据传递，而且可以和其他USB设 备相连接，如DC、 DV、 MP3等，直接播放其中的音、视频文件，可见在电视机 上配置USB接口电路给广大消费者带来的便利与享受是不言而喻的。但是，现 有电视机在其USB接口插接上述USB外设后经常会出现存储速度慢、画面不流 畅等问题，究其原因，是因为使用USB2. O协议的设备已经越来越多，处理速度 可满足全速12Mbps以上，而现有USB处理单元的处理能力较低，已越来越不能 满足消费者追求高品质生活的要求。因此，提高电视系统中的USB处理单元的处理能力，不仅能够满足用户的 需要，给消费者带来更加流畅的视觉、听觉享受；而且也是解决具有USB接口 的电视机与USB外设相互通信的关键技术课题。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种高速筒单的USB接口电路，以提高USB数 据的传输和处理速度，进而实现USB外设中的音视频数据在影音播放设备中的 流畅4番出。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现 一种具有高速USB接口电路的影音播放设备，在所述影音播放设备上设置 有USB接口，内部包含有视频解码电路和音频处理电路，其中，在所述影音播 放设备的内部还设置有USB解码模块，所述USB解码模块的差分信号端子与所 述USB接口的差分数据端对应连接，将接收到的USB数据解码生成视频信号和 音频信号分别输出到所述影音播放设备中的视频解码电路和音频处理电路，进 而驱动显示模块和扬声器输出，实现USB外设中的音视频数据在影音播放设备 中的流畅，播出。其中，所述USB接口包含常规USB接口和miniUSB接口 ，所述USB解码模 块包括多组USB数据传输通道，在每组USB数据传输通道中均包含有两i 各差分 信号端子，所述多组USB数据传输通道分别与多路USB接口——对应连接。为了保证USB解码模块能够准确地对所述miniUSB接口上是否插入USB外 设进行检测，所述miniUSB接口中的插拔检测端与所述USB解码才莫块中连接该 路接口的一组USB数据传输通道中的检测端子相连接，通过检测所述插拔检测 端电位的高低，实现对USB外设是否插接地实时检测。所述USB解码模块根据 其所述的检测端子接收到的高低电平状态，控制其I/O 口输出不同电位的开关 信号，进而连接一开关电路的控制端，对开关电路的导通与截止状态进行控制； 所述开关电路的开关通^各连接在一直流电源与miniUSB4矣口的电源端之间。在 所述USB解码模块4企测到有USB外设插入到miniUSB接口上时，控制所述开关 电路导通，对所述miniUSB接口的电源端提供直流供电，进而实现影音播放设 备与USB外设之间数据的正常通信。作为所述开关电路的一种实施结构，在所述开关电路中包含有一 NPN型三 极管和一 P沟道场效应管，所述NPN型三极管的基极连接所述USB解码模块的 1/0口，发射极接地，集电极一方面连接所述的直流电源，另一方面连接所述P 沟道场效应管的栅极，所述P沟道场效应管的源极连接所述的直流电源，漏极 连4妻miniUSB接口的电源端。
上述开关电路在接收到所述USB解码^t块的I/O 口输出的高电平控制信号 时导通，而对于控制信号为低电平有效的情况，则需要在所述USB解码模块的 I/0 口与所述NPN型三极管的基极之间连接一反相电路，以准确地响应USB解 码模块的控制作用。进一步的，所述USB解码模块解码生成的视频信号为高清色差分量信号， 连接影音播放设备中主解码芯片的色差信号输入端，当然也可以是RGB信号。又进一步的，所述的常规USB接口、 miniUSB接口、 USB解码模块和开关电 路均设置在一块单独的接口板上，所述的视频解码电路和音频处理电路设置在 影音播放设备的主板上，所述接口板通过接口端子与主板连接通信。再进一步的，影音播放设备主板通过所述的接口端子向接口板提供所述的 直流电源，经滤波电路处理后连接所述常规USB接口的电源端。更进一步的，影音播放设备主板通过所述的接口端子向接口板输出开机信 号，连接接口板上的另一开关电路的控制端，所述开关电路的开关通路连接在 所述直流电源与DC-DC转换电路的输入端之间，所述DC-DC转换电路的输出端 连接USB解码模块的供电端子。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的USB接 口电路通过配备USB解码模块及其外围电路，提高了 USB数据的传输和处理速 度，实现了 USB外设中的音视频数据在影音播放设备中的流畅播出。同时，将 USB接口、 USB解码模块及其外围电路单独设置在一块电路板上，形成独立的接 口板，并通过接口端子与影音播放设备的主板连接通信，这样便可以在不改动 主板电路的基础上方便地实现多媒体接口的配置与扩展，从而节约主板电路的 开发和设计成本，使影音播放设备在性能和功能上更加具有竟争力，同时也让 消费者能够更好地体验多媒体生活的乐趣。
图1是本实用新型所提出的高速USB接口电路中USB解码模块的电路原理 图；图2是常规USB接口和miniUSB接口的电路原路图；图3是常规USB接口和miniUSB接口的供电电路原理图；图4是USB解码模块的电源供电电路原理图；图5是接口板与主板之间的接口端子电S各原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。 本实用新型为了提高USB接口的数据传输和处理速度，提供了一种简单的 高速USB接口电路，将所述USB接口电路设置在影音播放设备中，与其主板连 接通信，可以实现外部USB设备中的音视频数据在影音播放设备中的流畅播出， 从而给消费者带来更加流畅的视觉和听觉享受。为了实现上述目的，在所述USB 接口电路中设置有USB接口和USB解码模块，所述USB解码模块的差分信号端 子与所述USB接口的差分数据端对应连接，将接收到的USB数据解码生成视频信号和音频信号后分别输出到所述影音播放设备主板上的视频解码电路和音频 处理电路中进行进一步处理，进而驱动显示模块和扬声器输出图像和伴音。为了使具有常^见USB接口的外设和具有miniUSB接口的外设都能够方便的 插接到所述的影音播放设备中，在所述影音播放设备的壳体上同时设置有常规 USB接口 XS2和miniUSB接口 XS1，如图2所示，可以同时满足两种USB外设的 插接要求。所述USB解码才莫块U6可以对接收到的USB数据进行高速解码处理，生成影 音播放设备主板上的视频解码电路和音频处理电路所需要的视频信号(如模拟 色差分量信号YPbPr、数字色差分量信号YCbCr或RGB信号等)和左右声道音 频信号ML、 MR输出，如图l所示，以方便影音播放设备中主解码板的进一步解 码处理。所述USB解码模块U6包括多组USB数据传输通道，分别与影音播放设备壳
体上设置的多路USB接口——对应连接，实现影音播放设备对多路USB外设的 支持。本实施例仅以两路USB接口为例进行具体阐述，如图2所示， 一路为 miniUSB接口 XS1,另一路为常规USB接口 XS2。常规USB接口 XS2的两路差分 信号端DATA+、DATA -分别与USB解码模块U6中第二组USB数据传输通道USBB 中的两路差分信号端子DNLUSBB、 DP-USBB对应连接；通过主^反提供的+5V直流 电源USBVCC经由电感FBI和电容C12、 C13组成的滤波网络进^f亍滤波处理后， 连接常规USB接口 XS2的电源端VCC，以及USB解码冲莫块U6中第二组USB数据 传输通道中的电源端子VBUS_USBB,参见图3所示，为其提供稳定的+5V直流供 电USB5V。 USB解码;漠块U6中第二组USB数据传输通道中的检测端子ID—USBB 接地GND,在有USB外设插入到所述常规USB接口 XS2上时，影音播放"i更备默 认此接口 ，进而自动与USB外设建立起通信桥梁，实现USB数据的高速传输与 解码处理。同样的，所述USB解码模块U6中第一组USB数据传输通道USBA中的两路 差分信号端子DM—USBA、DP-USBA分别与图2中miniUSB接口 XS1的两路差分信 号端D-、 D+对应连接，传输差分USB数据；miniUSB接口 XS1的插拔检测端 ID与USB解码模块U6的检测端子ID_USBA相连接，在有USB外设(如打印机 等)插入到所述miniUSB接口 XS1上时，通过USB外设将所述miniUSB接口 XS1 的插拔检测端ID置为高电平，此时，USB解码模块U6检测到其检测端子ID_USBA 的电位为高，进而判断miniUSB接口 XS1上有USB外设插入，从而通过其I/O 口输出开关控制信号，控制连接在所述miniUSB接口 XS1的电源端+5V上的开 关电路导通，实现对miniUSB4妾口 XS1的直流供电。所述开关电路可以采用多种电路结构实现，如图3所示，可以仅包括一个 NPN型三极管V8和一个P沟道场效应管V6，三才及管V8的基才及连接USB解码才莫 块U6的I/O 口 EXT_VB0_nl,发射极接地，集电极一方面通过电阻R16连接直 流电源USB5V,另一方面连接场效应管V6的栅极，并通过滤波电容C15接地； 场^1应管V6的源才及连4妄直流电源USB5V，漏才及连4妄miniUSB"l姿口 XS1的电源端+ 5V。当USB解码模块U6的检测端子ID—USBA为低电平时，USB解码模块U6通 过其EXT—VB0-nl端子输出低电平信号，此时，NPN型三极管V8截止，+5V直流 电源USB5V同时作用到P沟道场效应管V6的棚—及和源才及上，由于P沟道场效应 管V6的源极电压等于其栅极电压，因此，场效应管V6截止，miniUSB接口 XSl 的电源端没有直流供电。当USB解码模块U6检测到有外部USB设备插入到所述 miniUSB接口 XSl上时，即USB解码才莫块U6的冲全测端子ID—USBA被置为高电平 时，通过其EXT—VBO-nl端子输出高电平控制信号，控制三极管V8饱和导通， 使P沟道场效应管V6的栅极电压趋于零。此时，P沟道场效应管V6由于其源 极电压高于栅极电压而导通，进而向所述miniUSB接口 XSl的电源端提供+5V 直流供电VBUS1,从而建立起影音播放设备与USB外设之间的数据传输通路。 所述直流电源VBUS1同时连接所述USB解码模块U6中第一组USB数据传输通道 USBA中的电源端VBUS-USBA。而对于USB解码模块U6的EXT_VB0_nl端子输出的控制信号为低电平有效 的情况，则需要在所述USB解码才莫块U6的EXT_VB0_nl端子与所述NPN型三;feL 管V8的基极之间连接一反相电路，以准确地响应USB解码模块U6的控制作用。 所述反相电路同样可以采用一 NPN型三极管V7连接实现，如图3所示，NPN型 三才及管V7的基极通过电阻R18连接所述USB解码才莫块U6的EXT_VB0_nl端子； 发射4及接地；集电极一方面通过电阻R15连接直流电源USB5V,另一方面与NPN 型三极管V8的基极相连接。当USB解码模块U6的EXT—VB0-nl端子输出高电平 信号时，三极管V7饱和导通，进而使输出到三极管V8的基极电压为低电平。 而当USB解码模块U6的EXT-VBO-nl端子输出低电平控制信号时，三极管V7 截止，/人而^f吏+5V直流电源USB5V通过电阻R15作用到三;f及管V8的基^1, -使三 极管V8的基极电压为高电平。当然，所述反相电路也可以采用其他电路结构实 现，如专门的反相器等，本实用新型对此不进行具体限制。考虑到开关电路工作的稳定性，提高电路的抗干扰能力，本实用新型的开
关电路可以采用两套开关电路连接实现，如图3所示，以USB解码模块U6的 I/0 口输出的控制信号为低电平有效为例，需要占用USB解码模块U6的两路I/0 口 VBP—1和EXT—VB0—nl,包括四个NPN型三极管V4、 V5、 V7、 V8和两个P沟 道场效应管V3、 V6。当USB解码模块U6检测到所述miniUSB接口 XSl的插拔 才全测端ID为高电平时，通过其VBP_1端子和EXT-VBO-nl端子输出低电平控制 信号，此时，NPN型三极管V4、 V7截止，NPN型三极管V5、 V8饱和导通，从而 使场效应管V3、 V6导通，连通直流电源USB5V与miniUSB接口 XS1电源端之间 的连4妻通^各，实现直流电源USB5V向miniUSB^妄口 XS1的直流供电。所述USB解码^莫块U6根据具体电路的具体需求可以选择AML系列的集成芯 片(如AML3298、 AML3278 、 AML7218等)或者其他具有USB数据解码功能的集 成电if各实现，对接收到的USB数据进行解码处理。对于AML系列的USB解码芯 片U6来讲， 一般都需要1. 2V和3. 3V的直流供电。为了满足其供电需求，在所 述USB解码芯片U6的1. 2V和3. 3V的直流供电端VDD12、 VDD33与主板提供的 +5V直流电源USBVCC之间连接有一如图4所示的开关电路和直流DC-DC降压转 换电路，实现+5V直流电源到+1. 2V和+3. 3V电压的转换。图4中，Power—on 为主板提供的电源开关控制信号，在影音播放设备开机工作后输出高电平，一 方面通过电阻R2连接直流电源USBVCC，另一方面通过电阻R3连接NPN型三极 管V2的基极。所述NPN型三极管V2的发射极接地，集电极一方面通过电阻Rl 连接直流电源USBVCC，另一方面连接P沟道场效应管VI的4册;F及。所述P沟道 场效应管VI的源极连接直流电源USBVCC，漏极连接DC-DC转换电路的输入端， 并通过滤波电容C1、 C2接地。所述DC-DC转换电路将接收到的+5V直流电压转 换成+1.2V和+3. 3V直流电压输出，进而连接USB解码芯片U6的供电端子VDD12、 VDD13，为其提供工作电源。当影音播放设备处于关机或者待机状态时，电源开 关控制信号Power—on为j氐电平，此时，三极管V2截止，P沟道场效应管VI的 源极电压等于其栅极电压，从而使P沟道场效应管VI截止，DC-DC转换电路不 工作。当影音播放设备开机后，主板输出高电平Power—on控制信号，控制三极
管V2饱和导通，此时，P沟道场效应管VI的源极电压高于其栅极电压，从而 4吏P沟道场效应管VI导通，直流电源USBVCC通过P沟道场效应管VI的源才及和 漏极输入到DC-DC转换电路的输入端，经直流变换后，向USB解码芯片U6提供 +1. 2V和+3. 3V直流供电。为了保持原有主板的设计结构，以节约主板电路的开发和设计成本，本实 用新型将图1~图4所示的电路结构单独设计在一块电3各板上，形成独立的接口 板，并通过图5所示的接口端子XP40与影音播放设备的主板相连接，以实现影 音播放设备与外部USB设备之间的数据通信和信息共享。图5中，接口端子XP40的1、 5、 9脚分别连接USB解码芯片U6的视频信 号输出端子DAC-R、 DAC-G、 DAC—B，向主板传输色差分量信号Y、 Pb、 Pr或者 其他类型的视频信号，如数字分量信号YCbCr和RGB信号等。接口端子XP40 的13、 15脚接收来自主板的直流电源USBVCC,为接口板上的各电路提供直流 供电。19脚接收来自影音播放设备主板的电源开关控制信号Power-on; 4、 8 脚分别连接USB解码芯片U6的音频信号输出端ML、 MR,并将所述的左右伴音 信号ML、 MR输出至主板的音频处理电路。接口端子XP40的12、 14脚分别与 miniUSB接口 XS1的两路差分信号端子D-、 D+相连；16脚与miniUSB接口 XS1 的插拔4全测端ID相连；18、 20脚分别与miniUSB"f妄口 XS1和常规USB接口 XS2 的电源端相连；22、 24脚分别与常规USB接口 XS2的两路差分信号端子DATA -、DATA+相连；进而实现接口板与主板之间电源线和信号线的相互连接。这样， 影音播放设备主板就可以对来自USB外设的音^L频信号进行识别和处理，显示 出清晰真实的画面，并提供震撼的多媒体音效。本实用新型的USB接口电路结构简单，处理速度快、驱动电流大，可以驱 动大多数U盘、数码相机、移动硬盘等USB外设，可以方便的嵌入到电视机等 影音播放设备系统中，让电视产品能够更方便、快捷的添加上多媒体接口，使 其在性能和功能上更加具有竟争力，同时也让广大消费者更好的体验多媒体生 活的乐趣。
权利要求1、 一种具有高速USB接口电路的影音播放设备，在所述影音播放设备上设 置有USB接口，内部包含有视频解码电路和音频处理电路，其特征在于在所 述影音播放设备的内部还设置有USB解码模块，所述USB解码模块的差分信号 端子与所述USB接口的差分数据端对应连接，将接收到的USB数据解码生成视 频信号和音频信号分别输出到所述影音插-放设备中的^L频解码电if各和音频处理 电路，进而驱动显示模块和扬声器输出。
2、 根据权利要求1所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于所述USB接口包含常规USB接口和miniUSB接口，所述USB解码沖莫块包 括多组USB数据传输通道，在每组USB数据传输通道中均包含有两路差分信号 端子，所述多组USB数据传输通道分别与多路USB接口——对应连接。
3、 根据权利要求2所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于所述miniUSB接口中的插拔检测端与所述USB解码模块中连接该路接口 的一组USB数据传输通道中的检测端子相连接。
4、 根据权利要求3所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于所述USB解码模块根据其所述的检测端子接收到的高低电平状态，控制 其I/O 口输出不同电位的开关信号，进而连接一开关电路的控制端，对开关电 路的导通与截止状态进行控制；所述开关电路的开关通路连接在一直流电源与 miniUSB4妾口的电源端之间。
5、 根据权利要求4所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于在所述开关电^各中包含有一 NPN型三才及管和一 P沟道场效应管，所述NPN 型三极管的基极连接所述USB解码模块的I/O 口，发射极接地，集电极一方面 连接所述的直流电源，另一方面连接所述P沟道场效应管的棚"f及，所述P沟道 场效应管的源才及连接所述的直流电源，漏才及连4妾miniUSB 4妾口的电源端。
6、 根据权利要求5所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征在于在所述开关电路中还包含有一反相电路，连接在所述USB解码模块的I/O 口与所述NPN型三极管的基极之间。
7、 根据权利要求1所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于所述USB解码模块解码生成的视频信号为高清色差分量信号，连接影音 播放设备中主解码芯片的色差信号输入端。
8、 根据权利要求4所迷的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于所述的常规USB接口、 miniUSB接口、 USB解码模块和开关电路均设置在 一块单独的接口板上，所述的视频解码电路和音频处理电路设置在影音播放设 备的主板上，所述接口板通过接口端子与主板连接通信。
9、 根据权利要求8所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特征 在于影音播放设备主板通过所述的接口端子向接口板提供所述的直流电源， 经滤波电路处理后连接所述常规USB接口的电源端。
10、 根据权利要求9所述的具有高速USB接口电路的影音播放设备，其特 征在于影音播放设备主板通过所述的接口端子向接口板输出开机信号，连接 接口板上的另 一开关电路的控制端，所述开关电路的开关通路连接在所述直流 电源与DC-DC转换电路的输入端之间，所述DC-DC转换电路的输出端连接USB 解码模块的供电端子。
专利摘要本实用新型公开了一种具有高速USB接口电路的影音播放设备，在所述影音播放设备上设置有USB接口，内部包含有视频解码电路和音频处理电路，其中，在所述影音播放设备的内部还设置有USB解码模块，所述USB解码模块的差分信号端子与所述USB接口的差分数据端对应连接，将接收到的USB数据解码生成视频信号和音频信号分别输出到所述影音播放设备中的视频解码电路和音频处理电路，进而驱动显示模块和扬声器输出。本实用新型的USB接口电路通过配备USB解码模块及其外围电路，提高了USB数据的传输和处理速度，实现了USB外设中的音视频数据在影音播放设备中的流畅播出。
文档编号H04N5/765GK201039355SQ200720022099
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者刘小建, 兵 李, 李志伟, 龚连发 申请人:青岛海信电器股份有限公司