CN209200301U - Usb数据线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种USB数据线，属于电子设备技术领域，主机端口设有第一变压器和第二变压器，设备端口设有第三变压器和第四变压器，第一变压器与第三变压器对称，第二变压器与第四变压器对称；第二信号输入线的输入端和输出端分别与第一变压器的输出端和第三变压器的输入端电连接，第二信号输出线的输入端和输出端分别与第四变压器的输出端和第二变压器的输入端电连接；第一变压器输出端的分接抽头和第二变压器输入端的分接抽头分别由引线引出用于输入电源信号，第三变压器输入端的分接抽头和第四变压器输出端的分接抽头分别由引线引出用于输出电源信号，本设计只使用六根铜线即可完成数据的传输，从而降低成本，减小线径，提升用户体验效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种USB数据线。
背景技术
目前在消费性电子中，USB接口应用广泛，在VR产品中，使用USB接口传输电源与信号是不可避免的，为了保证用户的活动范围，USB数据线越来越长。长数据线会带来两个明显的问题，一是数据线上的电源损耗多，压降大，二是数据线带来更多的信号损耗，导致信号传输错误。为了解决这两个问题，常使用更粗的数据线来进行设计，但是更粗的数据线会增加重量和成本，也更加僵硬，直接影响用户体验。
传统的USB数据线设计，包括了八条铜线(如图1所示)，分别为电源线VBUS，接地线GND，传输USB2.0信号的一对差分信号线D+和D-，传输USB3.0信号端的两对差分信号线SSTX+与SSTX-、SSRX+与SSRX-。差分对的两条信号线SSTX+和SSTX-以及SSRX+和SSRX-在传输时幅度相同，相位相反(如图2所示，以一对信号线为例)，接收端接收到信号后，两条信号线的信号相减作为实际使用的信号，在相减的过程中，共模的部分被减掉，差模的部分变为单个信号的两倍。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种USB数据线，可降低成本，减小线径，提升用户体验效果。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
USB数据线，包括：用于传输USB2.0信号的两个第一信号线及用于传输USB3.0信号的两个第二信号输入线和两个第二信号输出线，以及用于与主机电连接的主机端口和用于与设备电连接的设备端口，所述第二信号输入线与所述第二信号输出线的信号流向相反；所述主机端口设有第一变压器和第二变压器，所述设备端口设有第三变压器和第四变压器，所述第一变压器与所述第三变压器对称，所述第二变压器与所述第四变压器对称；所述第二信号输入线的输入端和输出端分别与所述第一变压器的输出端和所述第三变压器的输入端电连接，所述第二信号输出线的输入端和输出端分别与所述第四变压器的输出端和所述第二变压器的输入端电连接；所述第一变压器输出端的分接抽头和所述第二变压器输入端的分接抽头分别由引线引出用于输入电源信号，所述第三变压器输入端的分接抽头和所述第四变压器输出端的分接抽头分别由引线引出用于输出电源信号。
进一步的，所述第一变压器输出端的分接抽头由引线引出后与所述主机的电源线电连接，所述第二变压器输入端的分接抽头由引线引出后与所述主机的接地线电连接。
进一步的，所述第二变压器输入端的分接抽头由引线引出后与所述设备的电源线电连接，所述第四变压器输出端的分接抽头由引线引出后与所述设备的接地线电连接。
进一步的，所述第一变压器、所述第二变压器、所述第三变压器与所述第四变压器上的分接抽头均为中心抽头。
进一步的，所述主机端口设有八个输入端子，所述输入端子分别与两所述第一信号线的输入端、所述第一变压器的分接抽头和两输入端、所述第二变压器的分接抽头和两输出端电连接。
进一步的，所述设备端口设有八个输出端子，所述输出端子分别与两所述第一信号线的输出端、所述第三变压器的分接抽头和两输出端、所述第四变压器的分接抽头和两输入端电连接。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
由于本实用新型的USB数据线包括：用于传输USB2.0信号的两个第一信号线及用于传输USB3.0信号的两个第二信号输入线和两个第二信号输出线，以及用于与主机电连接的主机端口和用于与设备电连接的设备端口，第二信号输入线与第二信号输出线的信号流向相反，主机端口设有第一变压器和第二变压器，设备端口设有第三变压器和第四变压器，第一变压器与第三变压器对称，第二变压器与第四变压器对称；第二信号输入线的输入端和输出端分别与第一变压器的输出端和第三变压器的输入端电连接，第二信号输出线的输入端和输出端分别与第四变压器的输出端和第二变压器的输入端电连接；第一变压器输出端的分接抽头和第二变压器输入端的分接抽头分别由引线引出用于输入电源信号，第三变压器输入端的分接抽头和第四变压器输出端的分接抽头分别由引线引出用于输出电源信号，由于主机对数据线输出的电源信号为直流，所以电源信号会叠加到两条第二信号输入线以及两条第二信号输出线上，当信号到达设备端口时，通过第三变压器或第四变压器的分接抽头引出，变压器电感相对于直流信号等于短路，从而达到传输电源的效果，同时电源被变压器隔离，不会灌入设备端口处的信号线，本设计只使用六根铜线即可完成数据的传输，从而降低了成本，减小了线径，提升了用户的体验效果。
附图说明
图1是现有技术中USB数据线的原理图；
图2是图1中一对差分信号线及其相减的电压波形图；
图3是本实用新型USB数据线的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图3所示，USB数据线，包括：用于传输USB2.0信号的两个第一信号线D+、D-及用于传输USB3.0信号的两个第二信号输入线SSTX+、SSTX-和两个第二信号输出线SSRX+、SSRX-，以及用于与主机电连接的主机端口和用于与设备电连接的设备端口，第二信号输入线SSTX+、SSTX-与第二信号输出线SSRX+、SSRX-的信号流向相反。主机端口设有第一变压器T1和第二变压器T2，设备端口设有第三变压器T3和第四变压器T4，第一变压器T1与第三变压器T3对称，第二变压器T2与第四变压器T4对称。第二信号输入线SSTX+、SSTX-的输入端和输出端分别与第一变压器T1的输出端和第三变压器T3的输入端电连接，第二信号输出线SSRX+、SSRX-的输入端和输出端分别与第四变压器T4的输出端和第二变压器T2的输入端电连接。第一变压器T1输出端的分接抽头和第二变压器T2输入端的分接抽头分别由引线引出用于输入电源信号，第三变压器T3输入端的分接抽头和第四变压器T4输出端的分接抽头分别由引线引出用于输出电源信号。由于主机对数据线输出的电源信号为直流，所以电源信号会叠加到两条第二信号输入线SSTX+、SSTX-以及两条第二信号输出线SSRX+、SSRX-上，当信号到达设备端口时，通过第三变压器T3或第四变压器T4的分接抽头引出，变压器电感相对于直流信号等于短路，从而达到传输电源的效果，同时电源被变压器隔离，不会灌入设备端口处的信号线，因此只使用六根铜线即可完成传输，从而降低了成本，减小了线径，提升了用户的体验效果。其中，第一变压器T1输入端与第四变压器T4的输入端用于输入USB3.0信号TX+、TX-，第二变压器T2与第三变压器T3的输出端用于输出USB3.0信号RX+、RX-，即在第二信号输入线SSTX+和SSTX-上信号由主机流向设备，在第二信号输出线SSRX+和SSRX-上信号由设备流向主机。
如图3所示，第一变压器T1输出端的分接抽头由引线引出后与主机的电源线VBUS电连接，第二变压器T2输入端的分接抽头由引线引出后与主机的接地线GND电连接。第二变压器T2输入端的分接抽头由引线引出后与设备的电源线VBUS电连接，第四变压器T4输出端的分接抽头由引线引出后与设备的接地线GND电连接。其中，第一变压器T1、第二变压器T2、第三变压器T3与第四变压器T4上的分接抽头均为中心抽头，可保证主机电源分配到第一变压器T1输出端连接的两条第二信号输入线SSTX+和SSTX-上的电压是相等的，并在第三变压器T3输入端输入后恰好减掉，同理，设备分配到第四变压器T4输出端连接的两条第二信号输出线SSRX+和SSRX-上的电压是相等的，并在第二变压器T2输入端输入后恰好减掉，从而保证输出信号不变。
如图3所示，主机端口设有八个输入端子，输入端子分别与两第一信号线D+和D-的输入端、第一变压器T1的中心抽头和两输入端、第二变压器T2的中心抽头和两输出端电连接。设备端口设有八个输出端子，输出端子分别与两第一信号线D+和D-的输出端、第三变压器T3的中心抽头和两输出端、第四变压器T4的中心抽头和两输入端电连接。
本实用新型的USB数据线通过在主机端口和设备端口分别设置两变压器，使得第二信号输入线和第二信号输出线在传输USB3.0信号的同时能够传输电源信号，仅使用六根铜线，从而降低了成本、减小了线径，提升了用户的体验效果。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.USB数据线，包括：
用于传输USB2.0信号的两个第一信号线及用于传输USB3.0信号的两个第二信号输入线和两个第二信号输出线，以及用于与主机电连接的主机端口和用于与设备电连接的设备端口，所述第二信号输入线与所述第二信号输出线的信号流向相反；其特征在于，
所述主机端口设有第一变压器和第二变压器，所述设备端口设有第三变压器和第四变压器，所述第一变压器与所述第三变压器对称，所述第二变压器与所述第四变压器对称；
所述第二信号输入线的输入端和输出端分别与所述第一变压器的输出端和所述第三变压器的输入端电连接，所述第二信号输出线的输入端和输出端分别与所述第四变压器的输出端和所述第二变压器的输入端电连接；
所述第一变压器输出端的分接抽头和所述第二变压器输入端的分接抽头分别由引线引出用于输入电源信号，所述第三变压器输入端的分接抽头和所述第四变压器输出端的分接抽头分别由引线引出用于输出电源信号。
2.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述第一变压器输出端的分接抽头由引线引出后与所述主机的电源线电连接，所述第二变压器输入端的分接抽头由引线引出后与所述主机的接地线电连接。
3.根据权利要求2所述的USB数据线，其特征在于，所述第二变压器输入端的分接抽头由引线引出后与所述设备的电源线电连接，所述第四变压器输出端的分接抽头由引线引出后与所述设备的接地线电连接。
4.根据权利要求3所述的USB数据线，其特征在于，所述第一变压器、所述第二变压器、所述第三变压器与所述第四变压器上的分接抽头均为中心抽头。
5.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述主机端口设有八个输入端子，所述输入端子分别与两所述第一信号线的输入端、所述第一变压器的分接抽头和两输入端、所述第二变压器的分接抽头和两输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的USB数据线，其特征在于，所述设备端口设有八个输出端子，所述输出端子分别与两所述第一信号线的输出端、所述第三变压器的分接抽头和两输出端、所述第四变压器的分接抽头和两输入端电连接。
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