技術領域：

本發(fā)明屬于控制電路技術領域，具體是涉及一種usb高速信號通斷控制電路。

背景技術：
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usb(universalserialbus通用串行總線)是一種外部總線標準，用于規(guī)范電腦與外部設備的連接和通訊，usb是應用在pc領域的接口技術，支持設備的即插即用和熱插拔功能。

隨著usb技術的優(yōu)越性越來越明顯，支持usb技術的設備越來越多，usb技術在現代工業(yè)應用現場中也得到了充分的應用，通過usb信號通訊能夠實現探針tp與測試產品溝通過程中的信號控制，但是現有的信號控制電路常常具有設計復雜、性能不穩(wěn)定、成本高，等缺點。

技術實現要素：
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為此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于現有技術中用于探針與測試產品溝通過程中的信號控制電路設計復雜、性能不穩(wěn)定、成本高，從而提出一種usb高速信號通斷控制電路。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種usb高速信號通斷控制電路，包括：

mcu控制器，所述mcu控制器用于輸出第一控制信號和第二控制信號。

驅動控制電路，所述驅動控制電路用于輸出第一驅動控制信號和第二驅動控制信號，所述驅動控制電路的兩個控制輸入端分別與所述mcu控制器的兩個輸出端連接。

usb信號控制電路，所述usb信號控制電路用于控制探針與測試產品溝通過程中的信號，所述usb信號控制電路的兩個輸入端分別與所述驅動控制電路的兩個輸出端連接。

電源電路，所述電源電路用于輸出第一電源電壓和第二電源電壓，所述電源電路包括第一降壓電路和第二降壓電路，所述第一降壓電路的電壓輸出端分別與所述mcu控制器的電壓端、所述驅動控制電路的電壓端連接，所述第二降壓電路的電壓輸入端與所述第一降壓電路的電壓輸出端連接，所述第二降壓電路的電壓輸出端與所述usb信號控制電路的電壓端連接。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述mcu控制器包括mcu控制芯片jp1，所述mcu控制芯片jp1的21腳和22腳均為第一控制信號輸出端scl1，所述mcu控制芯片jp1的23腳和24腳均為第二控制信號輸出端sda1。

所述mcu控制芯片jp1的1腳連接第四貼片電容cp4的第一端，所述貼片電容cp4的第二端接地，所述mcu控制芯片jp1的1腳還連接有+24v電壓，所述mcu控制芯片的17腳、18腳、19腳、20腳分別連接vcc，所述mcu控制芯片的25腳、26腳、27腳、28腳、29腳、30腳分別接地。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述驅動控制單路包括驅動控制芯片u3，所述驅動控制芯片u3的5腳為第一驅動控制信號輸出端sw_usb_1，所述驅動控制芯片u3的12腳為第二驅動控制信號輸出端sw_on_1，所述第一驅動控制信號輸出端sw_usb_1通過第七電阻r7和第八電阻r8分壓后得到第三驅動控制信號輸出端sw_en_1。

所述驅動控制芯片u3的14腳連接第一控制信號輸出端scl1，所述驅動控制芯片u3的15腳連接第二控制信號輸出端sda1，所述第一控制信號輸出端scl1連接第六電阻r6后連接vcc，所述第二控制信號輸出端sda1連接第九電阻r9后連接vcc。

所述驅動控制芯片u3的1腳連接vcc，所述驅動控制芯片u3的2腳和3腳接地，所述驅動控制芯片u3的4腳、5腳、6腳、7腳分別串聯第四電阻r4后連接vcc，所述驅動控制芯片u3的8腳接地，所述驅動控制芯片u3的9腳、10腳、11腳、12腳分別串聯第五電阻r5后連接vcc，所述驅動控制芯片u3的16腳連接vcc，所述驅動控制芯片u3的16腳連接第六電容c6后接地。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述驅動控制芯片u3采用型號為pca9554a的驅動控制芯片。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述第九電阻r7選取型號為39k/0805/1％的電阻，所述第十電阻r8選取型號為68k/0805/1％的電阻。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述usb信號控制電路包括mosfet驅動器u5、高速電子模擬開關u4和usb接口con1。

所述mosfet驅動器u5的4腳連接所述第二驅動控制信號輸出端sw_on_1，所述mosfet驅動器u5的1腳、2腳、3腳分別連接所述usb接口con1的1腳，所述mosfet驅動器u5的5腳、6腳、7腳、8腳分別連接第五電容c5的第一端，所述第五電容c5的第二端接地，所述第五電容c5的第一端還連接第一電源信號控制端tp4，第一電源信號控制端tp1接地。

所述高速電子模擬開關u4的9腳連接所述第三驅動控制信號輸出端sw_en_1，所述高速電子模擬開關u4的1腳和5腳分別接地，所述高速電子模擬開關u4的2腳連接所述ucb接口con1的3腳，所述高速電子模擬開關u4的8腳連接所述usb接口con1的2腳，所述高速電子模擬開關u4的6腳連接第一信號數據控制端tp2，所述高速電子模擬開關u4的5腳連接第二信號數據控制端tp3，所述高速電子模擬開關u4的10腳連接vcc1。

所述usb接口con1的4腳、5腳、6腳分別接地。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述mosfet驅動器u5選取p溝道m(xù)osfet，所述高速電子模擬開關u4選取型號為fsusb30mux/msop-10的高速電子模擬開關。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述第一降壓電路包括恒壓源芯片j1和第一穩(wěn)壓芯片u2。

所述恒壓源芯片j1的1腳接地，所述恒壓源芯片j1的2腳輸出+24v的電壓，所述恒壓源芯片j1的2腳連接第二二極管d2的正極，所述第二二極管d2的負極連接第二電容c2的第一端，所述第二電容c2的第二端接地，第一電容c1與所述第二電容c2并聯。

所述第一穩(wěn)壓芯片u2的1腳連接所述第二二極管d2的負極，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的3腳和5腳分別接地，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的4腳連接第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端接地，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的2腳連接第三二極管d3的負極，所述第三二極管d3的正極接地，電感l(wèi)1的第一端連接第三二極管d3的負極，電感l(wèi)1的第二端連接可調變位器r2的第一下接線柱，可調變位器r2的第二下接線柱連接所述第一穩(wěn)壓芯片u2的4腳，可調變位器r2的上接線柱連接第一電阻r1的第一端，第三電容c3的第一端連接電感l(wèi)1的第二端，第三電容c3的第二端接地，第四電容c4與所述第三電容c3并聯，第三電阻r3的第一端連接第三電容c3的第一端，第三電阻r3的第二端連接第一發(fā)光二極管d1的正極，第一發(fā)光二極管d1的負極接地，保險絲f1的第一端連接第六電容的第一端，保險絲f1的第二端連接第一輸出電壓vcc。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述第二降壓電路包括第二穩(wěn)壓芯片u1。

所述第二穩(wěn)壓芯片u1的1腳接地，所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳輸出第二輸出電壓vcc1，所述第二穩(wěn)壓芯片u1的3腳連接第一輸出電壓vcc，第二貼片電容cp2的第一端連接第一輸出電壓vcc，第二貼片電容cp2的第二端接地，第三貼片電容cp3的第一端連接所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳，第三貼片電容cp3的第二端接地，第一貼片電容cp1與所述第三貼片電容cp3并聯，第二發(fā)光二級管d4的正極連接所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳，所述第二發(fā)光二極管d4的負極連接電位器rp1的第一端，電位器rp1的第二端接地。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述第一穩(wěn)壓芯片u2選取型號為lm2576-adj的降壓型開關穩(wěn)壓電源控制器，所述第二穩(wěn)壓芯片u1選取型號為lm1117mpx-3.3的低壓差線性調壓器。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述第一輸出電壓vcc為+5v，所述第二輸出電壓vcc1為+3.3v。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用高速電子模擬開關u4在usb信號通訊上的應用，通過微控制器mcu控制驅動控制電路來驅動p溝道m(xù)osfet以及高速電子模擬開關u4，進而來控制usb電源vbus的通斷，usb信號d+/d-的通斷，實現通過探針tp與測試產品溝通過程中的信號控制，此電路性能穩(wěn)定，設計簡單，成本低廉，久經考驗，適用于usb信號控制。

附圖說明：

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1為本發(fā)明一個實施例的mcu控制器連接示意圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例的驅動控制電路圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的usb信號控制電路圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例的電源電路中的第一降壓電路圖；

圖5為本發(fā)明一個實施例的電源電路中的第二降壓電路圖；

圖6為本發(fā)明一個實施例的高速電子模擬開關u4的真值表。

具體實施方式：

本發(fā)明的一種usb高速信號通斷控制電路，包括：

mcu控制器，所述mcu控制器用于輸出第一控制信號和第二控制信號。

如圖1所示，所述mcu控制器包括mcu控制芯片jp1，所述mcu控制芯片jp1的21腳和22腳均為第一控制信號輸出端scl1，所述mcu控制芯片jp1的23腳和24腳均為第二控制信號輸出端sda1。

所述mcu控制芯片jp1的1腳連接第四貼片電容cp4的第一端，所述貼片電容cp4的第二端接地，所述mcu控制芯片jp1的1腳還連接有+24v電壓，所述mcu控制芯片的17腳、18腳、19腳、20腳分別連接vcc，所述mcu控制芯片的25腳、26腳、27腳、28腳、29腳、30腳分別接地。

驅動控制電路，所述驅動控制電路用于輸出第一驅動控制信號和第二驅動控制信號，所述驅動控制電路的兩個控制輸入端分別與所述mcu控制器的兩個輸出端連接。

如圖2所示，所述驅動控制單路包括驅動控制芯片u3，所述驅動控制芯片u3采用型號為pca9554a的驅動控制芯片。所述驅動控制芯片u3的5腳為第一驅動控制信號輸出端sw_usb_1，所述驅動控制芯片u3的12腳為第二驅動控制信號輸出端sw_on_1，所述第一驅動控制信號輸出端sw_usb_1通過第七電阻r7和第八電阻r8分壓后得到第三驅動控制信號輸出端sw_en_1。所述第九電阻r7選取型號為39k/0805/1％的電阻，所述第十電阻r8選取型號為68k/0805/1％的電阻。

所述驅動控制芯片u3的14腳連接第一控制信號輸出端scl1，所述驅動控制芯片u3的15腳連接第二控制信號輸出端sda1，所述第一控制信號輸出端scl1連接第六電阻r6后連接vcc，所述第二控制信號輸出端sda1連接第九電阻r9后連接vcc。

所述驅動控制芯片u3的1腳連接vcc，所述驅動控制芯片u3的2腳和3腳接地，所述驅動控制芯片u3的4腳、5腳、6腳、7腳分別串聯第四電阻r4后連接vcc，所述驅動控制芯片u3的8腳接地，所述驅動控制芯片u3的9腳、10腳、11腳、12腳分別串聯第五電阻r5后連接vcc，所述驅動控制芯片u3的16腳連接vcc，所述驅動控制芯片u3的16腳連接第六電容c6后接地。

usb信號控制電路，所述usb信號控制電路用于控制探針與測試產品溝通過程中的信號，所述usb信號控制電路的兩個輸入端分別與所述驅動控制電路的兩個輸出端連接。

如圖3所示，所述usb信號控制電路包括mosfet驅動器u5、高速電子模擬開關u4和usb接口con1。所述mosfet驅動器u5選取p溝道m(xù)osfet，所述高速電子模擬開關u4選取型號為fsusb30mux/msop-10的高速電子模擬開關。

所述mosfet驅動器u5的4腳連接所述第二驅動控制信號輸出端sw_on_1，所述mosfet驅動器u5的1腳、2腳、3腳分別連接所述usb接口con1的1腳，所述mosfet驅動器u5的5腳、6腳、7腳、8腳分別連接第五電容c5的第一端，所述第五電容c5的第二端接地，所述第五電容c5的第一端還連接(usb)第一電源信號控制端tp4(usb3_vbus_1)，第一電源信號控制端tp1接地。

所述高速電子模擬開關u4的9腳連接所述第三驅動控制信號輸出端sw_en_1，所述高速電子模擬開關u4的1腳和5腳分別接地，所述高速電子模擬開關u4的2腳連接所述ucb接口con1的3腳，所述高速電子模擬開關u4的8腳連接所述usb接口con1的2腳，所述高速電子模擬開關u4的6腳連接usb第一信號數據控制端tp2(usb3_hs_dm)，所述高速電子模擬開關u4的5腳連接usb第二信號數據控制端tp3(usb3_hs_dp)，所述高速電子模擬開關u4的10腳連接vcc1。tp1，tp2，tp3，tp4為探針接到產品usb信號端。

所述usb接口con1的4腳、5腳、6腳分別接地。

電源電路，所述電源電路用于輸出第一電源電壓和第二電源電壓，所述電源電路包括第一降壓電路和第二降壓電路，所述第一降壓電路的電壓輸出端分別與所述mcu控制器的電壓端、所述驅動控制電路的電壓端連接，所述第二降壓電路的電壓輸入端與所述第一降壓電路的電壓輸出端連接，所述第二降壓電路的電壓輸出端與所述usb信號控制電路的電壓端連接。

如圖4所示，所述第一降壓電路包括恒壓源芯片j1和第一穩(wěn)壓芯片u2。所述第一穩(wěn)壓芯片u2選取型號為lm2576-adj的降壓型開關穩(wěn)壓電源控制器。

所述恒壓源芯片j1的1腳接地，所述恒壓源芯片j1的2腳輸出+24v的電壓，所述恒壓源芯片j1的2腳連接第二二極管d2的正極，所述第二二極管d2的負極連接第二電容c2的第一端，所述第二電容c2的第二端接地，第一電容c1與所述第二電容c2并聯。

所述第一穩(wěn)壓芯片u2的1腳連接所述第二二極管d2的負極，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的3腳和5腳分別接地，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的4腳連接第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端接地，所述第一穩(wěn)壓芯片u2的2腳連接第三二極管d3的負極，所述第三二極管d3的正極接地，電感l(wèi)1的第一端連接第三二極管d3的負極，電感l(wèi)1的第二端連接可調變位器r2的第一下接線柱，可調變位器r2的第二下接線柱連接所述第一穩(wěn)壓芯片u2的4腳，可調變位器r2的上接線柱連接第一電阻r1的第一端，第三電容c3的第一端連接電感l(wèi)1的第二端，第三電容c3的第二端接地，第四電容c4與所述第三電容c3并聯，第三電阻r3的第一端連接第三電容c3的第一端，第三電阻r3的第二端連接第一發(fā)光二極管d1的正極，第一發(fā)光二極管d1的負極接地，保險絲f1的第一端連接第六電容的第一端，保險絲f1的第二端連接第一輸出電壓vcc。所述第一輸出電壓vcc為+5v。

如圖5所示，所述第二降壓電路包括第二穩(wěn)壓芯片u1。所述第二穩(wěn)壓芯片u1選取型號為lm1117mpx-3.3的低壓差線性調壓器。

所述第二穩(wěn)壓芯片u1的1腳接地，所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳輸出第二輸出電壓vcc1，所述第二輸出電壓vcc1為+3.3v。所述第二穩(wěn)壓芯片u1的3腳連接第一輸出電壓vcc，第二貼片電容cp2的第一端連接第一輸出電壓vcc，第二貼片電容cp2的第二端接地，第三貼片電容cp3的第一端連接所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳，第三貼片電容cp3的第二端接地，第一貼片電容cp1與所述第三貼片電容cp3并聯，第二發(fā)光二級管d4的正極連接所述第二穩(wěn)壓芯片u1的2腳，所述第二發(fā)光二極管d4的負極連接電位器rp1的第一端，電位器rp1的第二端接地。

電路工作原理如下：

圖4和圖5中，+24v電壓通過j1接入，通過u2降壓后變?yōu)関cc,然后vcc通過u1降壓后變?yōu)関cc1(3.3v穩(wěn)壓源)，并且植入相應的阻容電路r，c，穩(wěn)壓二極管d，相應電源指示狀態(tài)led，電感l(wèi)，過流保險絲f，確保電路穩(wěn)定。

圖3中，當usb線插入usb接口con1之后，如果要控制con1到tp點之間的通斷，那么就需要通過驅動控制電路部分來驅動u4，u5進入工作狀態(tài)，圖中網絡標號sw_usb_1和sw_on_1為高電平1的時候，u4，u5不工作，進而usb信號與tp點之間無法溝通連接，詳見圖6中u4的真值表。

圖2中，u3的初始輸出i/o(1-8)為高電平，sw_usb_1和sw_on_1也為高電平1。通過mcu的控制信號sda1,scl1的iic協議來控制u3，從而控制sw_usb_1和sw_on_1為低電平0，此時u5的pin4信號端sw_on_1為低電平，觸發(fā)u5的g極，u5為p溝道m(xù)osfet,所以u5工作導通，usb信號的電源信號vcc信號導通到tp4(usb3_vbus)。當sw_usb_1為低電平0時，通過r7，r8的分壓作用，得到sw_en_1為低電平信號0，觸發(fā)u4的pin9(oe)信號端，使u4進入工作導通狀態(tài)，usb的d+/d-信號通過con1連接到產品tp點。由于u4的工作電壓為3.3v，sw_en_1高電平時也不能超過3.3v，所以在sw_usb_1為高電平5v的時候，通過r7，r8分壓5*(39/68)＝2.86v<3.3v.

圖2中u3的選型必須滿足低功耗2通道高速usb2.0(480mbps)切換開關，因為usb的d+/d-信號，為高速信號(480mbps)，選型不良可能會造成通訊中斷，不穩(wěn)定的情況發(fā)生。u3的iic信號sda1，scl1需要接上拉電阻r6，r9，創(chuàng)造iic通訊必須條件。

本實施例所述的一種usb高速信號通斷控制電路，包括：mcu控制器、驅動控制電路、usb信號控制電路和電源電路。本發(fā)明利用高速電子模擬開關u4在usb信號通訊上的應用，通過微控制器mcu控制驅動控制電路來驅動p溝道m(xù)osfet以及高速電子模擬開關u4，進而來控制usb電源vbus的通斷，usb信號d+/d-的通斷，實現通過探針tp與測試產品溝通過程中的信號控制，此電路性能穩(wěn)定，設計簡單，成本低廉，久經考驗，適用于usb信號控制。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。