本公开一般而言涉及电子设备，并且更具体而言涉及用于电子设备的有线通信路径。
背景技术：
近年来，电子设备，诸如便携式媒体播放器、存储设备、平板电脑、上网本、膝上型电脑、台式计算机、单体计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、媒体电话和智能电话、电视、监视器以及其他显示设备、导航系统以及其他设备越来越普及。目前，这些设备中的许多设备以无线方式通信。事实上，许多用户可能更喜欢无线通信的设备，从而避免必须使用电缆和其他线缆在设备之间建立连接。
同样，可期望减少电子设备上的连接器插座的数量。这些连接器插座占用沿着设备外部的区域、占用设备中的空间、增加成本、有损设备外观，并且为水和其他腐蚀性液体形成泄露路径。
因此，许多设备当前即使不是完全依赖，也非常依赖于无线连接到其他设备。无线通信可包括设备上的程序和应用程序可使用的文件和数据的传输。其他无线通信可涉及相对较大的文件。这些文件可为固件文件、系统更新和其他此类文件。可通常在设备的制造和测试期间将这些文件传输到该设备上。例如，这些文件可用于设备的初始编程。由于这些文件很大，将这些文件传输到设备可花费大量时间，从而减缓制造过程并增加成本。
同时，无线通信可能不像有线通信那样稳健。与有线数据传输相比，无线数据传输更容易出现错误。这可能是由于环境和干扰因素造成的，此时可需要重新传输发生故障的数据包或者重新编程，从而进一步增加制造时间和成本，或者耗费用户时间和精力。针对这些原因，期望获得另选的有线信号路径，其可供制造商和用户中的一者或两者使用，并且价廉且易于实施。
因此，需要可提供易于实施并且不会极大增加设备硬件和软件成本和复杂性的有线通信路径的电路、方法和装置。
技术实现要素：
因此，本实用新型的实施方案可提供可提供易于实施并且不会极大增加成本和复杂性的有线通信路径的电路、方法和装置。许多无线通信的设备可包括用于充电的电源连接。本实用新型的一个示例性实施方案可提供具有有线数据路径的电子设备，其中该有线数据路径使用该电源连接来实施，以最小化连接器引脚数目并降低连接器解决方案的尺寸、成本和复杂性。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，连接器引脚数目可低至2个引脚，一个用作电源数据线引脚，并且一个用作接地引脚。具体地讲，来自无线信号路径的数据可被路由并与电源电压组合。然后可通过该电源连接将组合信号提供给第二电子设备，或从该第二电子设备接收组合信号。可在电源连接处接收或提供组合信号，该电源连接可包括用于电源和接地、用于多个电源或用于多个电源和接地的引脚、触点或其他路径。在其他示例中，电源连接可以是电感式或电容式电源连接。例如，可在电源连接器中的电源引脚、触点或其他路径处接收或提供组合信号，其中该电源连接器还可包括接地引脚、触点或其他路径。为了尽量减少系统影响、成本和尺寸，该组合信号的设备内部数据路径部分可在很大程度上利用现有的无线数据电路。这样，无线信号路径可至少部分地在有线信号路径中被再次使用。这可简化有线信号路径的设计并且有助于控制或降低成本。
为了同时组合数据和电源信号，可使用在低中频(IF)下调制数据信号、在直流下与电源信号组合的频分多路复用(FDM)方案。此外，数据信号可在很大程度上利用可能已经用于正常无线操作的现有无线数据电路。这些现有的无线电路可仅需要最低限度的修改，以向新的而简单的调制器/解调器提供基带或低IF信号，以组合或提取数据信号和电源信号。
本实用新型的一个示例性实施方案可提供可在电源连接处接收数据电源组合信号的电子设备。该电源信号可通过滤波来提取，并用于电子设备中的电源电路。可通过滤波来提取第一数据信号，并将其提供给射频(RF) 信号路径中的电路。该RF信号路径可从数据信号中提取数据，并将其提供给该电子设备中的其余电路。第一数据信号可为通过RF解调器、RF和中频(IF)解调器组合或其他解调电路接收并解调的RF信号。在提供给电子设备中的其他电路之前，该解调信号还可通过基带电路进行处理。
在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，可通过滤波来提取第二数据信号，并将其提供给第二数据路径。第二数据路径可包括解调器电路，该解调器电路可在将数据提供给电子设备中的其他电路之前解调第二数据信号。
在该示例中，可通过电子设备接收电源信号和一个或多个数据信号。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，在通过电子设备接收一个或多个数据信号的同时，可通过电子设备提供电源。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，在通过电子设备提供一个或多个数据信号的同时，可通过电子设备接收电源。
在本实用新型另外的其他实施方案中，可通过电子设备提供电源和一个或多个数据信号。例如，RF信号路径可接收第一数据信号。第一数据信号可转换为基带信号、IF调制信号、RF调制信号或其他信号。该转换的第一数据信号可与电源信号组合，并且可在电源连接处提供。
在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，可将第二数据信号提供给第二数据路径。该第二数据路径可包括调制电路，该调制电路可在提供调制的第二数据信号以与转换的第一数据信号和电源信号组合之前调制第二数据信号。
在上述示例中，可以单向或双向半双工的方式传输数据。也就是说，可在电源连接器中通过单个电源路径同时输送具有不同载波频率的两个或多个数据信号。在本实用新型的这些实施方案和其他实施方案中，可以双向全双工的方式传输一个、两个或多个数据信号。在这些实施方案和其他实施方案中，针对每个数据流所接收和发送的数据都可在不同的频率下输送。
在本实用新型的各种实施方案中，期望将IF调制信号与电源组合，或者从电源中提取IF调制信号。在这些情况下，RF信号路径可不使用IF调制器，或者可不能访问IF调制器。在这些情况下，可提供独立的IF调制器。第二IF调制器可解调接收到的IF信号，并将其提供给基带电路。第二 IF调制器还可调制来自基带电路的基带信号，并将其提供至与电源信号、一个或多个其他信号或与两者一起组合。
本实用新型的各种实施方案可包括RF信号路径。该RF信号路径可包括在用于无线通信的电子设备上，该无线通信诸如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝、近场通信或其他无线通信。本实用新型的这些实施方案和其他实施方案可包括第二信号路径，该第二信号路径可包括调制解调器，诸如频移键控调制器/解调器、相移键控调制器/解调器，或其他类型的调制解调器。
本实用新型的实施方案可提供用于各种类型的设备，诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、单体计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的通信电路。这些通信电路可为信号提供路径，所述信号符合一个或多个各种标准，诸如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、ThunderboltTM、LightningTM、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号，以及已开发、正在开发或将来要开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。在本实用新型的各种实施方案中，这些通信电路提供的路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
本实用新型的各种实施方案可包含本文所述的这些和其他特征中的一个或多个特征。通过参考以下具体实施方式和附图，可更好地理解本实用新型的实质和优点。
附图说明
图1示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路；
图2示出了根据本实用新型的实施方案的电源连接处的组合信号的频谱；
图3示出了根据本实用新型的实施方案的电源连接处的组合信号的频谱；
图4示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路；
图5示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路；
图6示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路；以及
图7示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。
具体实施方式
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2015年3月7日提交的美国专利申请号14/641,317和 2014年9月30日提交的美国临时专利申请号62/057,872的优先权，上述专利申请以引用方式并入本文。
图1示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。与其他被包括的附图一样，本附图是为了进行示意性的说明而显示，并且它并不限制本实用新型的可能的实施方案或权利要求。
该图包括第一信号路径180。第一信号路径180可以是集成电路、集成电路的一部分，或者它可由一个或多个集成电路或其他电路形成。信号路径180可为用于无线通信的RF信号路径。该RF信号路径180可被设计用于Wi-Fi、蓝牙、蜂窝、近场通信或其他无线通信。RF信号路径180可包括基带电路110和收发器120。收发器120可包括IF调制器/解调器130 和RF调制器/解调器140。在本实用新型的其他实施方案中，收发器120可仅包括RF调制器/解调器140，或者可包括一个或多个这些电路和其他电路。每个调制器/解调器可包括发送路径中的调制器和接收路径中的解调器。
在RF通信期间，可通过基带电路110接收数据A。可通过IF调制器/ 解调器130将来自基带电路110的基带数据调制至中频。该中频信号可通过RF调制器/解调器140调制，并作为RF信号被提供至天线182。同样， RF数据可在天线182处接收、通过RF调制器/解调器140解调，并提供至 IF调制器/解调器130。可通过IF调制器/解调器130将解调数据提供至基带电路110，并可将其转换为信号数据A。信号数据A可被提供至电子设备中的其他电路。
该图还可包括第二数据路径190。第二信号路径190可以是集成电路、集成电路的一部分，或者它可由一个或多个集成电路或其他电路形成。该第二数据路径可包括组合器-分离器170。组合器-分离器170可将从RF信号路径180接收的信号与从该电子设备或从第二电子设备接收的电源信号组合，并在电源连接DOP上提供该组合信号，其中DOP是电源数据线的缩写。在本实用新型的这些实施方案和其他实施方案中，组合器-分离器170可使用滤波从在电源连接DOP处接收的信号中提取数据信号。组合器-分离器170可将提取的信号提供给RF信号路径180。组合器-分离器170 还可从所接收的信号提取电源VBUS或接收电源VBUS，并将其与所接收的数据信号组合。这样，无线信号路径180可至少部分地在有线信号路径中被再次使用。这可简化有线信号路径的设计并且有助于控制或降低成本。
第二数据路径190可接收或提供第二数据信号。在该示例中，第二数据信号数据B可被提供给调制解调器160。调制解调器160可调制数据B 信号并将其提供给组合器-分离器170。组合器-分离器170可将该数据与从 RF信号路径180接收的数据组合。组合器-分离器170可通过电源连接DOP提供组合的数据信号和功率。或者，组合的调制数据和功率信号可在连接DOP处被组合器-分离器170接收、滤波并提供给调制解调器160。然后，调制解调器160可解调所接收的调制数据信号，并将该解调数据信号作为数据B提供给电子设备中的其他电路。组合器-分离器170可通过线路 VBUS接收或提供电源。
在本实用新型的示例性实施方案中，电子设备可在电源连接器DOP处接收组合信号和电源。组合器-分离器170可利用滤波来提取第一数据信号，并将其提供给RF信号路径180。RF信号路径180可解调该信号并且将输出数据A提供给电子设备上的其他电路。在该示例中，第一调制信号可以是RF调制信号，该RF调制信号在被提供给基带电路110之前由RF调制器/解调器140和IF调制器/解调器130解调。第二数据信号可由组合器- 分离器170接收和滤波，并且被提供给调制解调器160。调制解调器160可解调第二信号并将其作为数据B提供给电子设备中的其他电路。电源还可被接收、滤波，并且被提供为电源信号VBUS。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，电源VBUS可由组合器-分离器170接收，并且与数据信号组合。
在本实用新型的另一个示例性实施方案中，可将第一数据信号数据A 提供给RF信号路径180。该信号可由基带电路110接收和处理，并被提供给IF调制器/解调器130。可将该IF调制器/解调器130的输出提供给RF调制器/解调器140。RF调制器/解调器140可将RF信号提供给组合器-分离器 170。
第二数据信号数据B可由调制解调器160接收。调制解调器160可调制该数据并将调制的数据提供给组合器-分离器170。组合器-分离器170可组合调制的数据信号，并且在电源连接DOP处将它们与电源作为组合信号提供。在本实用新型的其他实施方案中，这些数据信号可由组合器-分离器 170提供给电源连接DOP，同时可在该电源连接DOP处接收电源VBUS。
该电源连接DOP可包括用于电源的路径和用于接地的路径。在本实用新型的其他实施方案中，该电源连接DOP可包括电源和接地路径、用于多个电源的多个路径或用于多个电源和接地的多个路径。也就是说，可在电源连接处接收或提供组合信号，该电源连接可包括用于电源和接地、用于多个电源或用于多个电源和接地的引脚、触点或其他路径。在其他示例中，电源连接可以是电感式或电容式电源连接。例如，可在电源连接器中的电源引脚、触点或其他路径处接收或提供组合信号，其中该电源连接器还可包括接地引脚、触点或其他路径。
同样，本实用新型的实施方案可在一个电源连接引脚、触点或其他路径上组合多个数据信号。下图示出了完成此操作的方式的示例。
图2示出了根据本实用新型的实施方案的电源连接处的组合信号的频谱。该组合信号可包括在第一频率下或在频率范围内调制的数据A信号。该组合信号可包括在第二频率下或在频率范围内调制的数据B信号。还可包括直流电源或其他频率下的电源。例如，在使用电感或电容充电的情况下，相比于直流充电，功率信号可处于频率范围的更高频率下。
在上述示例中，每个数据路径都可以是单向的，但每个数据路径可不需要沿相同的方向流动。也就是说，数据A可以是输入数据，而数据B是输出数据，或者数据A可以是输出数据，而数据B是输入数据。在本实用新型的这些实施方案和多个实施方案中，数据可以是双向半双工。也就是说，每个路径中的数据可在两个方向中的任一方向上流动，但数据在每个路径中每次可仅在一个方向上流动。本实用新型的其他实施方案还可提供可以是双向全双工的通信。也就是说，通信可在任一路径或两个路径中同时在两个方向上流动。下图示出了完成此操作的方式的示例。
图3示出了根据本实用新型的实施方案的电源连接处的组合信号的频谱。如前所述，该组合信号可包括不同频率下的数据A和数据B。此外，在该图中，还可在不同的频率下输送所接收和所发送的数据。该实施可需要包括附加的调制和解调电路。虽然数据A和数据B信号路径都被示出为双向全双工，但是在本实用新型的这些实施方案和其他实施方案中，两个信号路径中的两者都不、两个信号路径中的任一者、两个信号路径中的两者都是双向全双工的。
在上述示例中，由RF信号路径提供的信号是RF调制信号。在本实用新型的其他实施方案中，可提供IF调制信号。示例在下图中被示出。
图4示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。在该图中，IF调制器/解调器130的输入和输出可连接到组合器-分离器170。因此，可在电源连接DOP处接收组合的数据和功率信号。可通过滤波来提取IF调制数据信号，并将其提供给RF信号路径180中的IF调制器/解调器130。IF调制器/解调器130可向基带电路110提供解调数据，该基带电路可向电子设备中的其他电路提供信号数据A。在该示例中，RF调制器/解调器140可被断电以节省功率，并且防止数据传输期间的干扰。第二数据信号可被滤波和提取，并且被提供给调制解调器160。调制解调器160可解调数据B信号，并且将该数据B信号提供给电子设备上的其他电路。可从电源连接器 DOP处的组合信号中提取电源信号VBUS。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，电源信号VBUS可由组合器-分离器170接收，并且在电源连接DOP处被提供给第二电子设备。
在另一个示例中，数据信号数据A可由基带电路110接收并提供给IF 调制器/解调器130。IF调制器/解调器130可向组合器-分离器170提供调制信号。第二数据信号数据B可由调制解调器160接收。调制解调器160可调制该信号并将其提供给组合器-分离器170。组合器-分离器170可组合这些数据信号，并将它们提供在电源连接DOP处。如前所述，电源VBUS可由组合器-分离器170接收并且提供给电源连接DOP，或者它可在电源连接 DOP处被接收并且由组合器-分离器170提供给电子设备。
在本实用新型的这些实施方案和其他实施方案中，两个数据信号可由组合器-分离器170从电源连接DOP接收，或者两个信号可由组合器-分离器170提供给电源连接DOP。在本实用新型的这些实施方案和其他实施方案中，信号数据A可由组合器-分离器170从电源连接DOP接收，而数据 B信号可由组合器-分离器170提供给电源连接DOP，或者数据A信号可由组合器-分离器170提供给电源连接DOP，而数据B信号可由组合器-分离器170从电源连接DOP接收。简而言之，在本实用新型的各种实施方案中，在任何时间，数据A可由组合器-分离器170从电源连接DOP接收或提供给电源连接DOP，数据B信号可由组合器-分离器170从电源连接 DOP接收或被提供给电源连接DOP，并且电源VBUS可由组合器-分离器 170从电源连接DOP接收或被提供给电源连接DOP。此外，如上所示，可在不同的频率下调制接收数据和传输数据，使得数据A和数据B的信号路径中的任一者或两者可同时接收和传输数据。
图5示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。在该图中，基带电路110的输入和输出可连接到组合器-分离器170。因此，可在电源连接 DOP处接收组合的数据和功率信号。可通过滤波来提取基带数据信号，并将其提供给RF信号路径180中的基带电路110。基带电路110可向电子设备中的其他电路提供信号数据A。在该示例中，IF调制器/解调器130和RF 调制器/解调器140中的任一者或两者可被断电以节省功率，并且防止数据传输期间的干扰。第二数据信号可被提取和滤波，并且被提供给调制解调器160。调制解调器160可解调数据B信号，并且将该数据B信号提供给电子设备上的其他电路。可从电源连接器DOP处的组合信号中提取电源信号VBUS。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，电源信号 VBUS可由组合器-分离器170接收，并且在电源连接DOP处被提供给第二电子设备。
在另一个示例中，数据信号数据A可由基带电路110接收并提供给组合器-分离器170。第二数据信号数据B可由调制解调器160接收。调制解调器160可调制该信号并将其提供给组合器-分离器170。组合器-分离器 170可组合这些数据信号，并将它们提供在电源连接DOP处。如前所述，电源VBUS可由组合器-分离器170接收并且提供给电源连接DOP，或者它可在电源连接DOP处被接收并且由组合器-分离器170提供给电子设备。
在本实用新型的各种实施方案中，可能有利的是在有线电源连接DOP 上发送和接收IF调制信号。在本实用新型的各种实施方案中，IF调制器/解调器130可不存在，或者其在RF信号路径之外可能不可访问。例如，RF 信号路径可以是先前已经使用的不适合作出改变的电路，可能需要改变来获得对IF调制器/解调器130的访问。在这些示例中，第二信号路径180可包括IF调制器/解调器。示例在下图中被示出。
图6示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。在该示例中，基带电路110的输入和输出可连接到IF调制器/解调器610。因此，可在电源连接DOP处接收组合的数据和功率信号。可通过滤波来提取IF调制数据信号，并将其提供给信号路径190中的IF调制器/解调器610。IF调制器/解调器610可向基带电路110提供解调数据，该基带电路可向电子设备中的其他电路提供信号数据A。在该示例中，IF调制器/解调器130和RF调制器/ 解调器140中的任一者或两者可被断电以节省功率，并且防止数据传输期间的干扰。第二数据信号可被提取和滤波，并且被提供给调制解调器160。调制解调器160可解调数据B信号，并且将该数据B信号提供给电子设备上的其他电路。可从电源连接器DOP处的组合信号中提取电源信号 VBUS。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，电源信号VBUS可由组合器-分离器170接收，并且在电源连接DOP处被提供给第二电子设备。
在另一个示例中，数据信号数据A可由基带电路110接收并提供给IF 调制器/解调器610。IF调制器/解调器610可向组合器-分离器170提供调制信号。第二数据信号数据B可由调制解调器160接收。调制解调器160可调制该信号并将其提供给组合器-分离器170。组合器-分离器170可组合这些数据信号，并将它们提供在电源连接DOP处。如前所述，电源VBUS可由组合器-分离器170接收并且提供给电源连接DOP，或者它可在电源连接 DOP处被接收并且由组合器-分离器170提供给电子设备。
在本实用新型的各种实施方案中，可能有利的是使第二信号路径190 形成为可用于各种应用中的集成电路。示例在下图中被示出。
图7示出了根据本实用新型的实施方案的通信电路。在各种应用中， RF信号路径180的不同节点可被第二信号路径190访问。例如，当IF调制器/解调器130的输入和输出不可访问时，基带电路110的输入和输出可以是可访问的。为此，可如前所述包括IF调制器/解调器610。另外，还可包括复用器710。对于IF调制器/解调器130的输入和输出可访问的设计，可包括复用器710。在这种情况下，可使用复用器710作为IF调制器/解调器610的旁路复用器，并且IF调制器/解调器130的输入和输出可通过复用器 710连接到组合器-分离器170。因此，可在电源连接DOP处接收组合的数据和功率信号。可通过滤波来提取IF调制数据信号，并经由信号路径190 中的复用器710将其提供给IF调制器/解调器610。IF调制器/解调器610可向基带电路110提供解调数据，该基带电路可向电子设备中的其他电路提供信号数据A。或者，可通过滤波来提取IF调制数据信号，并且经由复用器710将其提供给信号路径190中的IF调制器/解调器130。IF调制器/解调器130可向基带电路110提供解调数据，该基带电路可向电子设备中的其他电路提供数据信号数据A。在该示例中，IF调制器/解调器130、IF调制器/解调器160和RF调制器/解调器140中的任何一者或全部可被断电以节省功率，并且防止数据传输期间的干扰。第二数据信号可被提取和滤波，并且被提供给调制解调器160。调制解调器160可解调数据B信号，并且将该数据B信号提供给电子设备上的其他电路。可从电源连接器DOP处的组合信号中提取电源信号VBUS。在本实用新型的该实施方案和其他实施方案中，电源信号VBUS可由组合器-分离器170接收，并且在电源连接 DOP处被提供给第二电子设备。
在另一示例中，数据信号数据A可由基带电路110接收并提供给IF调制器/解调器610或IF调制器/解调器130。IF调制器/解调器610或IF调制器/解调器130可向组合器-分离器170提供调制信号。第二数据信号数据B 可由调制解调器160接收。调制解调器160可调制该信号并将其提供给组合器-分离器170。组合器-分离器170可组合这些数据信号，并将它们提供在电源连接DOP处。如前所述，电源VBUS可由组合器-分离器170接收并且提供给电源连接DOP，或者它可在电源连接DOP处被接收并且由组合器-分离器170提供给电子设备。
本实用新型的实施方案可提供用于各种类型的设备，诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、单体计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的通信电路。这些通信电路可为信号提供路径，所述信号符合一个或多个各种标准，诸如通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、ThunderboltTM、LightningTM、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号，以及已开发、正在开发或将来要开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。在本实用新型的各种实施方案中，这些通信电路提供的路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。
为了例证和描述的目的，呈现了对本实用新型的实施方案的上述描述。其并非旨在为穷尽的，也不旨在将本实用新型限制为所述精确形式，并且根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。该实施方案被选择和描述以充分说明本实用新型的原理及其实际应用，以由此使得本领域的其他技术人员能够充分利用各种实施方案中的并具有适合于所构想的特定用途的各种修改的本实用新型。因此，应当理解，本实用新型旨在涵盖以下权利要求书的范围内的所有修改和等同物。