CN216624816U - 数据线 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种数据线。该数据线包括第一接口、第二接口，以及设置在第一接口和第二接口之间的差分走线、电源走线、第一接地走线和至少一个第二接地走线；差分走线和电源走线并行设置，电源走线和第一接地走线并行设置，第一接地走线和至少一个第二接地走线并行设置；第二接地走线的第一端接地，第二接地走线的第二端悬空设置。这样，在数据线中设置制造成本较低的第二接地走线即可滤除共模信号，进而降低了具备抗电磁干扰功能的数据线的成本。

Description

数据线

技术领域

本实用新型涉及电磁防护技术领域，尤其涉及一种数据线。

背景技术

在电路设计中采用差分的模式进行走线。通常的，在差分走线线路传输的信号中，信号可以划分为差模信号与共模信号，其中，两个幅度相等，相位相反的一对信号称为差模信号；两个幅度相等，相位相同的一对信号称为共模信号。

为了消除电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，需要滤除上述共模信号，由于共模电感中流过共模电流时，共模电感磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当共模电感中流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，差模电流可以无衰减地通过，因此通常使用共模电感滤除差模信号。

然而，上述共模电感的制造成本较高，这提高了具备抗电磁干扰功能的数据线的成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种数据线，旨在解决具备抗电磁干扰功能的数据线成本太高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种数据线，所述数据线包括第一接口、第二接口，以及设置在所述第一接口和所述第二接口之间的差分走线、电源走线、第一接地走线和至少一个第二接地走线；

所述差分走线和所述电源走线并行设置，所述电源走线和所述第一接地走线并行设置，所述第一接地走线和所述至少一个第二接地走线并行设置；

所述第二接地走线的第一端接地，所述第二接地走线的第二端悬空设置。

可选地，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线的长度不同。

可选地，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线之间相互绝缘。

可选地，所述第二接地走线的长度为干扰信号的波长的四分之一。

可选地，所述差分走线包括第一差分走线和第二差分走线，所述第一差分走线和所述第二差分走线并行设置。

可选地，所述第二接地走线与所述第一差分走线之间的距离等于所述第二接地走线与第二差分走线之间的距离。

可选地，所述第一接口呈椭圆形。

可选地，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线的第一端连接所述第一接口不同的接地端子。

可选地，所述差分走线、所述电源走线和所述第一接地走线的长度相同，所述第二接地走线的长度小于所述第一接地走线的长度。

可选地，所述电源走线包括第一电源走线和第二电源走线，所述第一电源走线和所述第二电源走线并行设置。

本实用新型实施例中，在数据线中设置至少一个第二接地走线，该第二接地走线的第一端接地，该第二接地走线的第二端悬空设置，通过该第二接地走线滤除数据线中的共模信号。这样，在数据线中设置制造成本较低的第二接地走线即可滤除共模信号，进而降低了具备抗电磁干扰功能的数据线的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有差分走线仿真测试的示意图；

图2为第一差分信号和第二差分信号的示意图；

图3为共模信号和差模信号的示意图；

图4为共模电感的结构示意图；

图5为本实用新型提供的数据线的剖视图之一；

图6为本实用新型提供的数据线的走线布局图之一；

图7-1为现有技术中差分走线差模电流的电场分布示意图；

图7-2为现有技术中差分走线差模电流的磁场分布示意图；

图8-1为本实用新型实施例提供的差分走线差模电流的电场分布示意图；

图8-2为本实用新型实施例提供的差分走线差模电流的磁场分布示意图；

图9为本实用新型提供的数据线的剖视图之二；

图10为本实用新型提供的数据线的走线布局图之二。

图11为本实用新型实施例提供的差分走线仿真测试的示意图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为便于理解，对本实用新型涉及的相关技术进行说明。

数据线在对外辐射时，可以将其视为一个单级天线，请参阅图1，图1为现有差分走线30仿真测试的示意图。如图1所示，数据线通常在60MHz至80MHz，以及120MHz至160MHz这2个频段内辐射失败。

现有的数据线中的差分走线30包括两个差分走线30，即D+走线和D-走线，这两个差分走线30分别发出第一差分信号和第二差分信号这2个相位相反的信号，具体而言，请参阅图2，图2为第一差分信号和第二差分信号的示意图。

差分走线30线路传输的信号中，信号可以划分为差模信号与共模信号，其中，共模信号为第一差分信号和第二差分信号的和值的平均值；差模信号为第一差分信号和第二差分信号之间的差值，具体而言，请参阅图3，图3为共模信号和差模信号的示意图。

为了消除电磁干扰，需要滤除数据线中的上述共模信号，目前通常在数据线中设置共模电感以滤除共模信号，具体而言，请参阅图4，图4为共模电感的结构示意图。当共模电流通过共模电感时，共模电感对共模电流起到抑制作用，而差模电流可以无衰减地通过。

然而，上述共模电感的制造成本较高，这提高了具备抗电磁干扰功能的数据线的成本。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种数据线，请参阅图5，图5为本实用新型提供的数据线的剖视图之一。

本实用新型提供的数据线包括第一接口10、第二接口20，以及设置在所述第一接口10和所述第二接口20之间的差分走线30、电源走线40、第一接地走线50和至少一个第二接地走线60；

所述差分走线30和所述电源走线40并行设置，所述电源走线40和所述第一接地走线50并行设置，所述第一接地走线50和所述至少一个第二接地走线60并行设置；

所述第二接地走线60的第一端接地，所述第二接地走线60的第二端悬空设置。

请一并参阅图6，图6为本实用新型提供的数据线的走线布局图之一。如图6所示，上述电源走线40即为差分走线30供电的走线。

上述第一接地走线50即数据线的地线。上述第二接地走线60用于滤除数据线中的干扰信号，上述第二接地走线60的谐振频率为v*λ/4，其中，v表示光速，λ表示滤除的干扰信号的波长。谐振频率即被滤除的干扰信号的频率。共模电流在第二接地走线60耦合到能量，并在第二接地走线60的谐振频点激励起辐射，从而抵消差分走线30上的共模电流，最终减小传输的共模电流，但是第二接地走线60对差模电流就几乎没有任何影响，以此滤除差模信号。

具体而言，请参阅图7-1和图8-1，其中，图7-1为现有技术中差分走线30差模电流的电场分布示意图，图8-1为本实用新型实施例提供的差分走线30差模电流的电场分布示意图。可见，第二接地走线60减小了共模电流。

请参阅图7-2和图8-2，其中，图7-2为现有技术中差分走线30差模电流的磁场分布示意图，图8-2为本实用新型实施例提供的差分走线30差模电流的磁场分布示意图。可见，第二接地走线60减小了共模电流对外的辐射。

本实用新型实施例中，在数据线中设置至少一个第二接地走线60，该第二接地走线60的第一端接地，该第二接地走线60的第二端悬空设置。这样，在数据线中设置制造成本较低的第二接地走线60即可滤除共模信号，进而降低了具备抗电磁干扰功能的数据线的成本。

可选地，在所述第二接地走线60的数量大于1的情况下，每个第二接地走线60的长度不同。

本实施例中，不同长度的第二接地走线60，可以滤波不同波长的干扰信号。因此，在数据线包括有多个第二接地走线60的情况下，设置每个第二接地走线60的长度不同，以此滤波不同波长的干扰信号。

可选地，在所述第二接地走线60的数量大于1的情况下，每个第二接地走线60之间相互绝缘。

本实施例中，为了达到最佳的滤除干扰信号的效果，在数据线包括有多个第二接地走线60的情况下，设置每个第二接地走线60之间相互绝缘。

可选地，所述第二接地走线60的长度为干扰信号的波长的四分之一。

本实施例中，不同长度的第二接地走线60，可以滤波不同波长的干扰信号。

具体而言，可以通过以下公式确定第二接地走线60的长度：

其中，L表征第二接地走线60的长度，λ表征干扰信号的波长，ε_r表征差分走线30的相对介电常数。从上述公式中可以看出，第二接地走线60长度越长，滤除的干扰信号的波长越长，滤除的干扰信号的频率越低。

应理解，在第二接地走线60的长度为干扰信号的波长的四分之一时，第二接地走线60对干扰信号的滤除效果最佳。

可选地，所述差分走线30包括第一差分走线31和第二差分走线32，所述第一差分走线31和所述第二差分走线32并行设置。

本实施例中，差分走线30包括第一差分走线31和第二差分走线32，请参阅图5，上述第一差分走线31即图5示出的D+走线，上述第二差分走线32即图5示出的D-走线，上述差分走线30传输2个差分信号，其中，第一差分走线31传输1个差分信号，第二差分走线32传输另1个差分信号。在对第一差分走线31和第二差分走线32进行布线时，为提升差分线路的抗干扰效果，可将第一差分走线31与第二差分走线32并行设置，使得两条导线的各段之间等距，保证两者的差分阻抗一致，减少反射。可选地，上述第一差走线和第二差分走线32可以是铜线。

请参阅图9，上述第一差分走线31即图9示出的D+走线，上述第二差分走线32即图9示出的D-走线。请一并参阅图10，在图9和图10示出的数据线包括3个第二接地走线60，每个第二接地走线60在目标平面上的垂直投影位于第一差分走线31和第二差分走线32之间，且每个第二接地走线60与第一差分走线31之间的距离等于与第二差分走线32之间的距离。

可选地，所述第二接地走线60与所述第一差分走线31之间的距离等于所述第二接地走线60与第二差分走线32之间的距离。

本实施例中，上述第二接地走线60可以位于第一差分走线31和第二差分走线32的正中间，也就是说，第二接地走线60与第一差分走线31之间的距离等于与第二差分走线32之间的距离，从而，保证共模噪声信号抵消的均衡。

可选地，所述第一接口10呈椭圆形。

本实施例中，上述第一接口10呈椭圆形，即数据线中的C接口，第一接口10连接外部的手机、平板电脑等电子设备。上述第二接口20呈矩形，即数据线中的A接口，上述第二接口20可以连接电脑等电子设备。其中，第一接口10的传输速度大于第二接口20的传输速度。

可选地，在所述第二接地走线60的数量大于1的情况下，每个第二接地走线60的第一端连接所述第一接口10不同的接地端子。

请参阅图9，如图9所示，在数据线包括有2个第二接地走线60的情况下，每个第二接地走线60的第一端对应的端子是不同的，以此通过第二接地走线60滤除干扰信号。

可选地，所述差分走线30、所述电源走线40和所述第一接地走线50的长度相同，所述第二接地走线60的长度小于所述第一接地走线50的长度。

本实施例中，设置差分走线30、电源走线40和第一接地走线50的长度相同，且上述差分走线30、电源走线40和第一接地走线50的长度等于第一接口10与第二接口20之间的距离。由于第一接地走线50的第二端悬空设置，因此设置第二接地走线60的长度小于第一接地走线50的长度。

可选地，所述电源走线40包括第一电源走线41和第二电源走线42，所述第一电源走线41和所述第二电源走线42并行设置。

如图5所示，图5示出的数据线中包括第一电源走线41和第二电源走线42这2条电源走线40，其中第一电源走线41与第一差分走线31对应，用于向第一差分走线31供电，第二电源走线42与第二差分走线32对应，用于向第二差分走线32供电。

可选地，所述干扰信号的频率为60MHz至160MHz。

本实施例中，由于第二接地走线60的长度不可能无限制的长，同时考虑到待干扰信号的频率的广泛性，可选地，将第二接地走线60可以滤除的干扰信号的频率设置为60MHz至160MHz。

请参阅图11，图11为本实用新型实施例提供的差分走线30仿真测试的示意图，从图11中可以得到，本实施例提供的差分走线30可以有效滤除共模信号。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据线，其特征在于，所述数据线包括第一接口、第二接口，以及设置在所述第一接口和所述第二接口之间的差分走线、电源走线、第一接地走线和至少一个第二接地走线；

所述差分走线和所述电源走线并行设置，所述电源走线和所述第一接地走线并行设置，所述第一接地走线和所述至少一个第二接地走线并行设置；

所述第二接地走线的第一端接地，所述第二接地走线的第二端悬空设置。

2.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线的长度不同。

3.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线之间相互绝缘。

4.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第二接地走线的长度为干扰信号的波长的四分之一。

5.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述差分走线包括第一差分走线和第二差分走线，所述第一差分走线和所述第二差分走线并行设置。

6.根据权利要求5所述的数据线，其特征在于，所述第二接地走线与所述第一差分走线之间的距离等于所述第二接地走线与第二差分走线之间的距离。

7.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述第一接口呈椭圆形。

8.根据权利要求7所述的数据线，其特征在于，在所述第二接地走线的数量大于1的情况下，每个第二接地走线的第一端连接所述第一接口不同的接地端子。

9.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述差分走线、所述电源走线和所述第一接地走线的长度相同，所述第二接地走线的长度小于所述第一接地走线的长度。

10.根据权利要求1所述的数据线，其特征在于，所述电源走线包括第一电源走线和第二电源走线，所述第一电源走线和所述第二电源走线并行设置。

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