车载USB接口装置、车载音影系统和机动车的制作方法

车载usb接口装置、车载音影系统和机动车
技术领域
1.本实用新型涉及usb接口装置，特别涉及一种车载usb接口装置、车载音影系统和机动车。


背景技术：

2.usb（universal serial bus，通用串行总线）接口为相互独立的电子设备之间的连接和通讯提供了非常方便、快捷的接口连接，广泛应用在各个领域。车载设备也需要用到usb接口，一般设置在车载显示屏边框上。然而现在流行大尺寸的液晶显示屏，在屏幕旁边增加usb端口较为困难，并且不方便用户操作。目前有厂家会有多个usb接口通常设置在扶手箱上部以及后部，主机到扶手的长度大概2-3m的长度，为增强信号长度，一般在usb线缆1米左右的位置额外增加外置usb hub（usb集线器）来扩展提供usb接口和增强驱动的信号强度，因此成本相对较高。还有厂家为了降低成本在主机端直接预留两路usb接口然后后甩usb端口给到扶手箱后端和上部(甩出两路独立的usb口)，该方案虽然成本低，但是由于线路长，损耗大，线缆发热大，输出的信号不能通过某些公司关于usb 信号质量和vbus供电的认证要求。因此，要寻找一种能满足认证要求并且成本较低的方案。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种具有信号增强功能且无需usb hub的车载usb接口装置、车载音影系统和机动车。
4.一种车载usb接口装置，包括用于外接其它usb设备的usb物理接口端以及与usb物理接口端电连接的接口电路；其特征在于，所述接口电路包括第一电压转换器、第二电压转换器和usb信号增强电路；第一电压转换器的输入端连接接口电路的电源输入端，其输出端分别与所述usb物理接口端的电源端以及第二电压转换器的输入端相连；第二电压转换器通过其输出端为usb信号增强电路供电，usb信号增强电路与接口电路的数据线端以及usb物理接口端的数据线端连接。
5.优选的，所述的车载usb接口装置还包括用于通过usb线缆与车载主机相连的usb到主机连接器，所述usb到主机连接器的输出端与接口电路的电源输入端和数据线端电连接。
6.作为一种实施方式，所述第一电压转换器为将12v电压转换为5v电压的电压转换器。
7.作为一种实施方式，所述第二电压转换器为将5v电压转换为3.3v电压的电压转换器。
8.作为一种实施方式，所述usb信号增强电路包括tusb212芯片。
9.一种车载音影系统，包括车载主机和通过usb线缆与车载主机电连接的车载usb接口装置，所述车载usb接口装置为如上所述的车载usb接口装置，所述usb线缆的电源线连接车载主机的主机电源，所述usb线缆的长度小于或等于500cm。
10.作为一种实施方式，所述第一电压转换器为将12v电压转换为5v电压的电压转换器，所述第二电压转换器为将5v电压转换为3.3v电压的电压转换器。
11.作为一种实施方式，所述usb信号增强电路包括tusb212芯片。
12.一种机动车，其装载有如上所述的车载音影系统。
13.作为一种实施方式，所述第一电压转换器为将12v电压转换为5v电压的电压转换器，所述第二电压转换器为将5v电压转换为3.3v电压的电压转换器。
14.本实用新型的车载usb接口装置装载了成本比usb hub低的信号增强芯片，相比搭载usb hub的方案，还省略了外围晶振、供电电路等电路，节省成本的同时降低了对空间的需求，可做到更小型化。更重要的是可根据线束的长短进行对应的信号增强，从而usb接口在满足信号质量和供电认证要求的情况下，在车内的设置位置可以更灵活。
附图说明
15.图1为一实施例的车载音影系统的电路结构示意图；图2为tusb212芯片的典型外部电路图。
具体实施方式
16.下面将结合具体实施例及附图对本实用新型车载usb接口装置、车载音影系统和机动车作进一步详细描述。
17.如图1所示，一较佳实施例中，本实用新型的车载音影系统应用于一机动车上，其主要包括车载主机和受车载主机控制的音影设备（未图示，包括收音机、dvd设备、扬声器等）、信息输入设备、显示器、存储器等。本实施例中的车载音影系统还包括远离汽车控制面板的车载usb接口装置，其通过连接车载主机的usb线缆（usb cable）设置在扶手箱上部或后部，或设置在驾驶椅或副驾驶椅后侧部等位置上，方便后排人员使用。
18.车载usb接口装置主要包括usb物理接口端、usb到主机连接器、以及连接在两者之间的接口电路。usb物理接口端可以为usb a型接口端，用于通过插接的方式外接其它usb设备，例如u盘、移动硬盘、手机等。usb物理接口端设置有四个导电端子，分别为电源端（标记为vbus）、接地端（标记为ground）和两个数据线端（标记为d /d-）。usb到主机连接器可以为一端连接usb线缆、另一端可插接地连接在接口电路上的usb3.0 type b 或者type a物理接口上。
19.接口电路包括第一电压转换器、第二电压转换器和usb信号增强电路。第一电压转换器的输入端连接接口电路的电源输入端，也即通过usb到主机连接器和usb线缆连接车载主机的主机电源，本实施例中，来自车载电瓶的12v主机电源被接入第一电压转换器。第一电压转换器将主机电源电压转换为例如但不限于5v之后输出至usb物理接口端的电源端，同时也输出给第二电压转换器。第二电压转换器用于将第一电压转换器输出的电压转换为usb信号增强电路的供电电压，为usb信号增强电路供电。本实施例中，第二电压转换器采用一个低压差线性稳定器，将5v电压转换为3.3v电压。
20.usb信号增强电路与接口电路的数据线端，同时也是usb到主机连接器的数据线端，以及usb物理接口端的数据线端连接，用于增强来自usb到主机连接器的信号质量，补偿在usb线缆上的损耗。本实施例中，usb信号增强电路包括tusb212芯片，该芯片具备三个档
位的dc boost能力，幅值分别为40mv、60mv、80mv（分别与表一中的low，mid，high对应），可通过配置芯片的第四个引脚实现期望的信号增强功能。也即，针对不同长度或不同损耗的usb线缆，只需要调整芯片外部电阻阻值的大小即可适配，所以可以方便应用到各种车型上。图2示出了tusb212芯片的典型外部电路图。
21.为了确保车载usb接口装置的性能，车载主机和usb到主机连接器之间的usb线缆的长度应小于或等于500cm。本实施例中，usb线缆的长度小于或等于200cm，下拉电阻选用1.8千欧姆。表一列出了tusb212芯片的boost能力与线缆长度和芯片eq引脚设置的关系。表二列出了芯片eq引脚下拉电阻的阻值与boost能力的关系。
22.表一：
[0023][0024]
表二：
[0025][0026]
本实用新型使用的usb信号增强芯片比普通hub芯片成本低（单芯片价格约为1/3），并且可以节省hub芯片外围晶振等电路，节省成本的同时降低对空间的需求，usb hub一般会需要额外的电压连接器进行供电，本实用新型可以相应的减少连接器的成本和车身上的线束成本。也即，通过低成本小尺寸的方案实现usb信号增强及对端口电压精度的要求。
[0027]
本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0029]
虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。