CN113067212B - 数据线及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数据线及电子设备，该数据线包括AM连接器、Type C连接器、连接线以及至少一个电容；所述连接线的两端分别与AM连接器和TypeC连接器电连接，连接线包括：用于屏蔽电磁波的铝箔，铝箔的内侧形成有容置空间；设置于铝箔内侧容置空间的两根电源线、两根信号线以及两根内地线；设置于铝箔外侧的外地线；其中，电源线用于提供电源，信号线用于传输USB信号；内地线设置于两根信号线之间，与两根信号线以及铝箔内侧分别连接，内地线用于为电源提供回流以及为信号线提供参考地；外地线与铝箔外侧连接以及AM连接器的金属壳连接；所述至少一个电容用于将耦合在Type C连接器的金属壳上的电磁波引入到地线上。

Description

数据线及电子设备
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种数据线及电子设备。
背景技术
随着电子科技的发展，电线传输信号的频率越来越高，对辐射发射(RadiatedEmission，RE)的要求日益严格。当前充电线常用的材料是金属编织或者缠绕来屏蔽内部信号线对外的RE辐射。其中，RE包括磁场辐射、电场辐射。现有技术的接线方式包括：
在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
1.外编织与Type C端金属壳短路容易引起烧端口问题；
2.外编织与Type C端开路，外编织只能靠铝箔与地线短路，接触不稳定，容易引发天线效应，使RE辐射不符合标准；例如，Type C端外编织通过铝箔与内地短路，在Type C端开路后，特性阻抗发生突变导致数据线在150M-200M之间峰值增加明显，数据线RE性能变差，数据线变短后频点明显后移；
3.此种接线需要靠外编织作为回路回流，需要靠编织通过铝箔间接接触后与内地线短路，在使用时候地线阻抗不稳定。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种数据线及电子设备，能够解决现有技术的数据线中外编织引起的烧端口问题或RE辐射不符合标准的问题。
第一方面，本申请实施例提供了包括AM连接器、Type C连接器、连接线以及至少一个电容；
其中，所述连接线的两端分别与AM连接器和Type C连接器电连接；所述连接线包括：
用于屏蔽电磁波的铝箔，所述铝箔的内侧形成有容置空间；
设置于所述铝箔内侧容置空间的两根电源线、两根信号线以及两根内地线；
设置于所述铝箔外侧的外地线；
其中，所述电源线用于提供电源，所述信号线用于传输USB信号；所述内地线设置于所述两根信号线之间，与两根信号线以及所述铝箔内侧分别连接，所述内地线用于为电源提供回流以及为信号线提供参考地；所述外地线与所述铝箔外侧连接以及AM连接器的金属壳连接；
所述至少一个电容设置于所述Type C连接器的金属壳和所述连接线的地线之间，用于将耦合在Type C连接器的金属壳上的电磁波引入到地线上；其中，所述连接线的地线包括：所述内地线或所述外地线。
第二方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括电子设备本体以及如上所述的数据线；
其中，所述数据线与所述电子设备本体可拆卸的电连接。
在本申请实施例中，取消外编织与Type C端的金属壳短路，减少烧端口风险，同步在金属壳和地线之间增加电容，让辐射在金属壳上的高频信号能够很好的接地，减少对外辐射量；将外编织改为内地线，在简化线材制造工艺同时减少外编织不接地引起线材断的阻抗不连续而引发的天线效应，同时在信号线之间增加了内地线，保证每一根信号线传输高频信号时都有完整的参考地，缩小了裸线信号线特性阻抗的波动，改善了制程信号线的特性阻抗公差，因连接线内部有两根内地线，横截面积大，可以减少信号向外辐射，在线材发生弯折或者弯曲时，特性阻抗不会发生较大的变化，保证了数据线的RE性能。
附图说明
图1表示本申请实施例提供的数据线包括的连接线的结构示意图；
图2表示本申请实施例提供的数据线包括的连接线的铝箔结构示意图；
图3表示本申请实施例提供的数据线包括的Type C连接器的PCB示意图之一；
图4表示本申请实施例提供的数据线包括的Type C连接器的PCB示意图之二；
图5表示本申请实施例提供的数据线的连接示意图；
图6表示本申请实施例提供的数据线的爆炸图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的数据线进行详细地说明。
本申请实施例提供一种数据线，包括AM连接器、Type C连接器、连接线以及至少一个电容；
其中，所述连接线的两端分别与AM连接器和Type C连接器电连接，如图1所示，所述连接线包括：
用于屏蔽电磁波的铝箔1，所述铝箔1的内侧形成有容置空间；
设置于所述铝箔1内侧容置空间的两根电源线2、两根信号线3以及两根内地线4；
设置于所述铝箔1外侧的外地线5；
其中，所述电源线2用于提供电源，所述信号线3用于传输USB信号；
所述内地线4设置于所述两根信号线3之间，与两根信号线3以及所述铝箔1内侧分别连接，所述内地线4用于为电源提供回流以及为信号线提供参考地；
所述外地线5与所述铝箔1外侧连接以及AM连接器的金属壳连接。外地线用作导通AM端金属壳接地及把铝箔1上的辐射电磁波导入接地。
其中，如图4所示，至少一个电容8设置于所述Type C连接器的金属壳和所述连接线的地线之间；用于将耦合在Type C连接器的金属壳上的电磁波引入到地线上，减少加工区域及PCB上耦合到Type C连接器的外金属壳上的电磁信号对外辐射。其中，所述连接线的地线包括：内地线或外地线。
其中，所述电容为高频滤波电容。如图5所示，取消外编织与Type C端金属壳短路，减少烧端口风险，同步在金属壳和地线之间增加高频滤波电容，采用高频接地，让辐射在金属壳上的高频信号能够很好的接地，减少对外辐射量。
本申请实施例中，铝箔1能够减少信号线3(D+/D-)传输信号时向外辐射电磁波，同时让外地线和内地线之间导通。
作为一个可选实施例，上述两根内地线为裸地线。
本申请实施例将编织改为裸地线，在简化线材制造工艺同时减少外缠绕不接地引起线材断的阻抗不连续而引发的天线效应，同时在信号线之间增加了裸地线(此部分裸地成本要低于外编织)，保证每一根信号线传输高频信号时都有完整的参考地，缩小了裸线信号线特性阻抗的波动，制程信号线的特性阻抗公差由±10ohm改善为±5ohm，因中间有两根裸地线，横截面积大，可以减少信号向外辐射，在线材发生弯折或者弯曲时，特性阻抗不会发生较大的变化，保证了数据线的RE性能。
作为一个可选实施例，如图1所示，所述连接线还包括：
设置于所述铝箔内侧容置空间的尼龙绳6，用于填充所述容置空间内线材间的间隙。尼龙绳6的设置能够保证线材呈圆形，同时增加线材的抗拉能力及抗摇摆能力。
本申请实施例将外编织改为内地线，简化了制程工艺，同时降低了成本，同时内地线可以直接焊接在PCB上，使内地线连接稳定，避免了因接触不良引起的地线阻抗不稳定；且通过在信号线之间增加内地线，让信号线有更好的参考地，减少铝箔和外地线上的电磁信号，让电磁波主要在信号线和内地线之间传导。避免了外编织与Type C端金属壳断路引发的阻抗不匹配而产生的天线效应使数据线对外辐射增强。
在本申请的至少一个实施例中，所述铝箔为双面铝箔或多面铝箔。
本申请实施例中，将单层铝箔改为双层铝箔(或者多层铝箔)，如图2所示，减少电磁波穿过首层铝箔因透射对外辐射较大的能力，采用多层结构可以使用首层铝箔被穿透后，第二层铝箔可以衰减辐射出去的大部分电磁波，从而减少整个线束的对外辐射量，根据不同电磁波的频率决定不同层铝箔厚度。例如，按照USB2.0传输RE的辐射点在150M和250M左右可以，计算趋附深度在7um左右，铝箔选用大于7um即可，合理的使用多层铝箔和合适的厚度，既避免因铝箔过后引起的线材太硬手感不好，又最大化减少了电磁波对外辐射。
本申请实施例将单面铝箔改为双层铝箔或多层铝箔，根据信号频率计算趋附深度，优化了铝箔厚度，减少内部高频信号对外辐射。
作为一个可选实施例，基于上述连接线的结构，本申请实施例还优化对应的PCB设计，通过优化PCB来减少因加工带来的阻抗不匹配问题，减少了信号反射引发的辐射。即所述Type C连接器包括：印制电路板PCB 7，所述PCB包括：
与两根内地线分别对应的两个接地端口GND；
与两根信号线分别对应的两个信号端口D+/D-；以及，
与两根电源线分别对应的两个电源端口Vbus。
作为一个可选实施例，所述PCB包括：顶层、至少一个连接层以及地层；
其中，第一连接层中与所述信号端口对应的区域为壁空区域，所述第一连接层为与所述顶层相邻的连接层。
在本申请的至少一个实施例中，所述第一连接层包括：
与所述电源端口对应的第一区域；
与所述接地端口对应的第二区域；
其中，所述第一区域与所述第二区域之间形成有凹槽，所述信号端口在所述第一连接层上的正投影位于所述凹槽内，所述凹槽形成为与所述信号端口对应的壁空区域。
在顶层的信号线端口(D+/D-)焊盘下面的连接层2(Inner Layer 2)对应的方框区域做避空设计，通过提高D+/D-焊盘与地层的距离来提高焊盘区域的特性阻抗，来补偿D+/D-因焊盘面积大，焊接后会降低焊接区域的特性阻抗，最大程度减少制程对特性阻抗的影响，保证线材连接器、加工区、和线材区域特性阻抗的连续性，减少信号因阻抗不匹配而引发的反射，减少了信号辐射，提升了RE性能。
如图6所示为本申请实施例提供的数据线的爆炸图，具体包括：
AM端金属壳10，增加连接器抗压能力及电磁屏蔽，减少内部电磁信号向外辐射；
AM端外模20，保护内模防水防尘进入内部；
Type C端SR内模30，增加线材抗摇摆能力；
Type C端内模40，保护内部焊点及防止水汽进入；
AM端胶芯及端子50，用于信号连接及电源连接；
AM端内模60，保护内部焊点及防止水汽进入；
AM端SR内模70，增加线材抗摇摆能力；
Type C端外模80，保护内模防水防尘进入内部；
线材90，为两端连接器提供连接；
铜箔100，用于缠绕反折的外地线，让AM铆爪铆压外地线上，使AM与外地线短路；
Type C端金属壳110，Type C端左右金属壳，增加Type C连接器的抗压力及屏蔽电磁信号；
Type C端PCB板120，连接器线材和连接器；
电阻130，上拉56KΩ电阻，用于和手机端通信，识别线材；
电容140：滤波电容，连接金属壳点GND，减少Type C金属壳对外辐射电磁波；
UV胶150，保护焊接焊点，增加线材抗拉能力及防止水汽进入焊点位置导致锡迁移。
综上，本申请实施例将编织改为裸地线，简化线材制造工艺，优化数据线总体成本，同时减少外缠绕不接地引起线材断的阻抗不连续而引发的天线效应，同时在信号线之间增加了裸地线(此部分裸地成本要低于外编织)，保证每一根信号线传输高频信号时都有完整的参考地，缩小了裸线信号线特性阻抗的波动，制程信号线的特性阻抗公差由±10ohm改善为±5ohm，因中间有两根裸地线，横截面积大，可以减少信号向外辐射，在线材发生弯折或者弯曲时，特性阻抗不会发生较大的变化，保证了数据线的RE性能；同时减少了金属壳接地带来的烧端口风险。
本申请的至少一个实施例还提供一种电子设备，包括电子设备本体以及如上所述的数据线；
其中，所述数据线与所述电子设备本体可拆卸的电连接。
例如，电子设备本体与数据线电连接的情况下，电源端通过数据线为电子设备本体充电，或者，其他设备通过数据线读取电子设备本体的存储数据。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种数据线，其特征在于，包括AM连接器、Type C连接器、连接线以及至少一个电容；
其中，所述连接线的两端分别与AM连接器和Type C连接器电连接；所述连接线包括：
用于屏蔽电磁波的铝箔，所述铝箔的内侧形成有容置空间，所述铝箔为双层铝箔或多层铝箔；
设置于所述铝箔内侧容置空间的两根电源线、两根信号线以及两根内地线；
设置于所述铝箔外侧的外地线；
其中，所述电源线用于提供电源，所述信号线用于传输USB信号；所述内地线为裸地线，所述内地线通过所述铝箔与所述外地线导通，所述内地线设置于所述两根信号线之间，与两根信号线以及所述铝箔内侧分别连接，所述内地线用于为电源提供回流以及为信号线提供参考地；所述外地线与所述铝箔外侧连接以及AM连接器的金属壳连接；所述内地线通过所述铝箔和所述外地线与所述AM连接器的金属壳电性连接；
所述至少一个电容设置于所述Type C连接器的金属壳和所述连接线的地线之间，用于将耦合在Type C连接器的金属壳上的电磁波引入到地线上；其中，所述连接线的地线包括：所述内地线或所述外地线。
2.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述Type C连接器包括：印制电路板PCB，所述PCB包括：
与两根内地线分别对应的两个接地端口；
与两根信号线分别对应的两个信号端口；以及，
与两根电源线分别对应的两个电源端口。
3.根据权利要求2所述的数据线，其特征在于，所述PCB包括：顶层、至少一个连接层以及地层；
其中，第一连接层中与所述信号端口对应的区域为壁空区域，所述第一连接层为与所述顶层相邻的连接层。
4.根据权利要求3所述的数据线，其特征在于，所述第一连接层包括：
与所述电源端口对应的第一区域；
与所述接地端口对应的第二区域；
其中，所述第一区域与所述第二区域之间形成有凹槽，所述信号端口在所述第一连接层上的正投影位于所述凹槽内，所述凹槽形成为与所述信号端口对应的壁空区域。
5.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述电容为高频滤波电容。
6.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述连接线还包括：
设置于所述铝箔内侧容置空间的尼龙绳，用于填充所述容置空间内线材间的间隙。
7.一种电子设备，其特征在于，包括电子设备本体以及如权利要求1-6任一项所述的数据线；
其中，所述数据线与所述电子设备本体可拆卸的电连接。
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