CN214045810U - 一种hdmi信号延长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种HDMI信号延长装置，包括发射器和接收器，发射器包括：第一HDMI接口、第一RJ45接口、第一网络变压器、信号放大电路、电源接口、第一电压电路、第二电压电路、第三电压电路和第一滤波及耦合电路；接收器包括第二HDMI接口、第二RJ45接口、第二网络变压器、比较器电路、稳压电路和第二滤波及耦合电路。本实用新型在发送器部分将音视频信号和数字控制信号分别升压至不同电压再进行耦合，并在接收器部分设置比较器电路有效分离数字控制信号，可减小利用同一电缆传输的音视频信号与数字控制信号之间干扰，有效提高传输距离，可实现对HDMI信号的更远距离传输。

Description

一种HDMI信号延长装置

技术领域

本实用新型涉及音视频信号传输技术领域，尤其是一种HDMI信号延长装置。

背景技术

HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口) 是一种符合高清时代标准的数字化视频/音频接口技术，可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑与电视机。HDMI可以同时传送音频和影音信号，能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音频数据，最高数据传输速度为5Gbps。为了实现HDMI信号的长距离传输，一般采用网线作为传输介质。

现有采用单网线传输HDMI信号的方案均是将音视频信号与数字控制信号直接耦合并通过网线传输，由于音视频信号与数字控制信号在耦合传输中存在干扰，现有技术方案的传输距离仅为30～60米，难以实现更远距离的信号传输。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种HDMI信号延长装置，其发送器部分将音视频信号和数字控制信号分别升压至不同电压再进行耦合，其接收器部分设置比较器电路有效分离数字控制信号，可实现对HDMI信号的更远距离传输。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型提出一种HDMI信号延长装置，包括发射器和接收器，所述发射器包括：

第一HDMI接口，用于接收来自主机的HDMI信号；

第一RJ45接口，用于与所述接收器连接；

第一网络变压器，与所述第一HDMI接口的音视频信号引脚耦接，用于对所传输的音视频信号进行隔离和电压放大；

信号放大电路，与所述第一HDMI接口的数字控制信号引脚耦接，用于对所传输的数字控制信号进行电压放大；

电源接口，用于连接外部直流电源；

第一电压电路，分别与所述第一网络变压器和电源接口耦接，用于为所述第一网络变压器提供第一基准电压从而使音视频信号电压幅值提升至第一基准电压；

第二电压电路，分别与所述信号放大电路和电源接口耦接，用于为所述信号放大电路提供第二基准电压从而使数字控制信号电压幅值提升至第二基准电压；

第三电压电路，与所述电源接口耦接，用于将外部直流电源电压升压至第三基准电压形成电源信号；

第一滤波及耦合电路，分别与所述第一网络变压器、信号放大电路、第三电压电路和第一RJ45接口耦接，用于将数字控制信号和电源信号耦合至音视频信号上进行传输。

进一步地，所述接收器包括：

第二HDMI接口，用于向显示终端发送HDMI信号；

第二RJ45接口，用于与所述发射器连接；

第二网络变压器,与所述第二HDMI接口的音视频信号引脚耦接，用于对所传输的音视频信号进行隔离；

比较器电路，与所述第二HDMI接口的数字控制信号引脚耦接，用于提取所传输的数字控制信号；

稳压电路，与所述比较器电路耦接，用于为所述比较器电路提供电源；

第二滤波及耦合电路，分别与所述第二网络变压器、比较器电路、稳压电路和第二RJ45接口耦接，用于将耦合于音视频信号上的数字控制信号和电源信号分离出来。

作为一改进，所述发射器还包括：

第一控制信号接口，用于接收外部控制信号；

第一微控制器，分别与所述第一控制信号接口和信号放大电路耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号。

作为一改进，所述发射器还包括：

发送端HDMI接口芯片，分别与所述第一HDMI接口和第一网络变压器耦接，用于对音视频信号进行增强。

作为一改进，所述接收器还包括：

第二控制信号接口，用于接收外部控制信号；

第二微控制器，与所述第二控制信号接口耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号进行传送；

接收端HDMI接口芯片，分别与所述第二HDMI接口、第二网络变压器、比较器电路和第二微控制器耦接，用于整合音视频信号、数字控制信号和串行控制信号，并传送至第二HDMI接口。

作为一改进，所述第一基准电压与第二基准电压的幅值相差30％。

作为一改进，所述第一基准电压为3.3V，所述第二基准电压为5V，所述第三基准电压为12V。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在发送器部分将音视频信号和数字控制信号分别升压至不同电压再进行耦合，并在接收器部分设置比较器电路有效分离数字控制信号，可减小利用同一电缆传输的音视频信号与数字控制信号之间干扰，有效提高传输距离，可实现对HDMI信号的更远距离传输。当采用CAT5E或CAT6线缆传输时，传输距离可达100～150米。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种HDMI信号延长装置结构示意图；

图2为本实用新型的发送端网络变压器外围电路原理图；

图3为本实用新型的发送端网络变压器主器件结构示意图；

图4为本实用新型的发送端信号放大电路原理图；

图5为本实用新型的发送端滤波及耦合电路原理图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参考图1，本实用新型提出一种HDMI信号延长装置，包括发射器100和接收器200。发射器100包括HDMI接口101、RJ45接口102、网络变压器103、信号放大电路104、电源接口105、第一电压电路106、第二电压电路107、第三电压电路108和滤波及耦合电路109。HDMI接口101用于接收来自主机的HDMI 信号，HDMI接口101中用于传输音视频信号的四对差分交流信号引脚(即1，3， 4，6，7，9，10，12引脚)耦接于网络变压器103的信号输入端，网络变压器 103的信号输出端则经过滤波及耦合电路109连接至RJ45接口102，HDMI接口 101中用于传输数字信号的引脚(例如用于传输HDCP和EDID信号的15，16引脚和用于传输HPD热插拔信号的19引脚)则通过信号放大电路104连接于滤波及耦合电路109。电源接口105用于连接外部直流电源，电源接口105分别与第一电压电路106、第二电压电路107和第三电压电路108连接，第一电压电路106将外部直流电源电压转换为第一基准电压并提供给网络变压器103，第二电压电路107将外部直流电源电压转换为第二基准电压并提供给信号放大电路104，第三电压电路108将外部直流电源电压升压至第三基准电压形成电源信号并提供至滤波及耦合电路109。

网络变压器103的外围电路如图2所示，其主要器件U1的内部结构如图3 所示，通过第一电压电路106为网络变压器103提供第一基准电压(VCC33), 将使网络变压器103的输出信号电压幅值提升到第一基准电压(VCC33)。

信号放大电路104如图4所示，通过第二电压电路107为信号放大电路104 提供第二基准电压(5V)，将使数字控制信号(例如RX_IR、TX_IR和EDID)经放大器U3放大后电压幅值提升到第二基准电压(5V)。

滤波及耦合电路109如图5所示，数字控制信号(例如RX_IR、TX_IR和EDID) 和电源信号(12V)耦接于音视频信号(DO+、D0－、D1+、D1－、D2+、D2－、 CLK+、CLK－)，最终由RJ45接口102通过网线传输至接收器200。

接收器200包括HDMI接口201、RJ45接口202、网络变压器203、比较器电路204、稳压电路205和滤波及耦合电路206。RJ45接口202接收来自发送器 100的信号，滤波及耦合电路206将耦合于音视频信号上的数字控制信号和电源信号分离出来，音视频信号通过网络变压器203传送至HDMI接口201的音视频信号引脚，数字控制信号通过比较器电路204分离有效信号传送至HDMI接口201 的数字控制信号引脚，电源信号经稳压电路205为比较器电路204供电。

接收器200的滤波及耦合电路206与发送器100的滤波及耦合电路109结构相同。接收器200的网络变压器203采用仅具有信号隔离功能的网络变压器结构。通过比较器电路204设置第四基准电压，当数字控制信号电压高于第四基准电压时，将能够通过比较器电路204而传输到HDMI接口201的数字控制信号引脚。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型不同于现有技术将音视频信号与数字控制信号直接耦合，本实用新型的发送器采用具用升压和隔离功率的网络变压器将音视频信号的电压幅值提升到第一基准电压，并采用信号放大电路将数字控制信号的电压幅值提升到第二基准电压，然后，采用滤波及耦合电路将升压后的音视频信号与数字控制信号进行耦合。此外，为保障数字控制信的有效分离，在接收器特别设置了比较器电路，当传输后的数字控制信号电压高于第四基准电压才能通过比较器电路传送至HDMI接口，为实现此功能，发送器的滤波及耦合电路也将电源信号升压至第三基准电压并耦合至音视频信号进行传输，并在接收器设置稳压电路，将分离出的电源信号稳压后对比较器电路供电。

采用本实用新型进行信号时传输时，音视频信号采用1.65Gbit/s的速率，数字控制信号采用1MHz～1MHz速率，当第一基准电压与第二基准电压的幅值相差30％时，例如，第一基准电压为3.3V，第二基准电压为5V，采用此方式传输将减小利用同一电缆传输的音视频信号与数字控制信号之间干扰，可有效提高传输距离。当采用CAT5E或CAT6线缆传输时，传输距离可达100～150米。耦合入电源信号时，电源信号升压至第三基准电压，例如为12V，具有较高的电能传输效率，同时，也不会对所传输的数据信号产生干扰。

作为一种改进实施例，参见图1，发射器100还包括控制信号接口110和微控制器111。控制信号接口110用于接收外部控制信号，例如USB信号、红外信号等。微控制器111分别与控制信号接口110和信号放大电路104耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号。串行控制信号也通过信号放大电路104放大后通过滤波及耦合电路109耦合至音视频信号上进行传输。

作为一种改进实施例，参见图1，发射器100还包括发送端HDMI接口芯片 112，分别与第一HDMI接口101和第一网络变压器103耦接，用于对音视频信号进行增强。

作为一种改进实施例，接收器200还包括控制信号接口207、微控制器208 和接收端HDMI接口芯片209。控制信号接口207用于接收外部控制信号。微控制器208与控制信号接口207耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号进行传送。接收端HDMI接口芯片208分别与第二HDMI接口201、第二网络变压器203、比较器电路204和第二微控制器208耦接，用于整合音视频信号、数字控制信号和外部控制信号，并传送至第二HDMI接口201。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (7)

1.一种HDMI信号延长装置，包括发射器(100)和接收器(200)，其特征在于，所述发射器(100)包括：

第一HDMI接口(101)，用于接收来自主机的HDMI信号；

第一RJ45接口(102)，用于与所述接收器(200)连接；

第一网络变压器(103)，与所述第一HDMI接口(101)的音视频信号引脚耦接，用于对所传输的音视频信号进行隔离和电压放大；

信号放大电路(104)，与所述第一HDMI接口(101)的数字控制信号引脚耦接，用于对所传输的数字控制信号进行电压放大；

电源接口(105)，用于连接外部直流电源；

第一电压电路(106)，分别与所述第一网络变压器(103)和电源接口(105)耦接，用于为所述第一网络变压器(103)提供第一基准电压从而使音视频信号电压幅值提升至第一基准电压；

第二电压电路(107)，分别与所述信号放大电路(104)和电源接口(105)耦接，用于为所述信号放大电路(104)提供第二基准电压从而使数字控制信号电压幅值提升至第二基准电压；

第三电压电路(108)，与所述电源接口(105)耦接，用于将外部直流电源电压升压至第三基准电压形成电源信号；

第一滤波及耦合电路(109)，分别与所述第一网络变压器(103)、信号放大电路(104)、第三电压电路(108)和第一RJ45接口(102)耦接，用于将数字控制信号和电源信号耦合至音视频信号上进行传输。

2.如权利要求1所述的一种HDMI信号延长装置，所述接收器包括：

第二HDMI接口(201)，用于向显示终端发送HDMI信号；

第二RJ45接口(202)，用于与所述发射器(100)连接；

第二网络变压器(203),与所述第二HDMI接口(201)的音视频信号引脚耦接，用于对所传输的音视频信号进行隔离；

比较器电路(204)，与所述第二HDMI接口(201)的数字控制信号引脚耦接，用于提取所传输的数字控制信号；

稳压电路(205)，与所述比较器电路(204)耦接，用于为所述比较器电路(204)提供电源；

第二滤波及耦合电路(206)，分别与所述第二网络变压器(203)、比较器电路(204)、稳压电路(205)和第二RJ45接口(202)耦接，用于将耦合于音视频信号上的数字控制信号和电源信号分离出来。

3.如权利要求1所述的一种HDMI信号延长装置，其特征在于，所述发射器(100)还包括：

第一控制信号接口(110)，用于接收外部控制信号；

第一微控制器(111)，分别与所述第一控制信号接口(110)和信号放大电路(104)耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号。

4.如权利要求1所述的一种HDMI信号延长装置，其特征在于，所述发射器(100)还包括：

发送端HDMI接口芯片(112)，分别与所述第一HDMI接口(101)和第一网络变压器(103)耦接，用于对音视频信号进行增强。

5.如权利要求2所述的一种HDMI信号延长装置，其特征在于，所述接收器(200)还包括：

第二控制信号接口(207)，用于接收外部控制信号；

第二微控制器(208)，与所述第二控制信号接口(207)耦接，用于将接收到的外部控制信号转换为串行控制信号进行传送；

接收端HDMI接口芯片(209)，分别与所述第二HDMI接口(201)、第二网络变压器(203)、比较器电路(204)和第二微控制器(208)耦接，用于整合音视频信号、数字控制信号和串行控制信号，并传送至第二HDMI接口(201)。

6.如权利要求1所述的一种HDMI信号延长装置，其特征在于，所述第一基准电压与第二基准电压的幅值相差30％。

7.如权利要求6所述的一种HDMI信号延长装置，其特征在于，所述第一基准电压为3.3V，所述第二基准电压为5V，所述第三基准电压为12V。

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