TWI492164B - 微安全數位轉接器 - Google Patents

Description

微安全數位轉接器

本發明係指一種微安全數位轉接器，尤指一種可傳輸具有低串音干擾之高速訊號之微安全數位轉接器。

微安全數位(Micro Secure Digital)規格係一種由安全數位(Secure Digital)規格演變而得之非揮發性記憶卡規格，具有較小尺寸以及較少針腳。因此，微安全數位卡可廣泛地運用在各種電子裝置，例如行動電話、數位相機、全球定位系統導航裝置、平板電腦等等。然而，針對僅支援安全數位介面而不支援微安全數位介面的電子裝置，則需利用一微安全數位轉換器轉換微安全數位卡與電子裝置之間的訊號。

除了尺寸不同外，安全數位介面與微安全數位介面之間的主要差異在於針腳的數量。安全數位有九個針腳，其中包含兩個接地針腳，而微安全數位有八個針腳，其僅包含有一個接地針腳。因此，習知微安全數位轉換器通常透過細線連接或是橋接安全數位端(靠近主機端)之二接地針腳。換句話說，安全數位端之二接地針腳之其一先透過另一接地針腳連接至微安全數位卡之一接地針腳，因而導致從安全數位端之二接地針腳至微安全數位卡之接地針腳間之路徑長度不一致，此結構會造成鄰近較長對地路徑之接地針腳的資料針腳其訊號返回損失增加，進而導致訊號品質的下降。

詳細來說，請參考第11圖，第11圖係習知一微安全數位轉換器70之示意圖。微安全數位轉換器70包含有連接器CN1~CN8、資料針腳PIN_D0~PIN_D3、接地針腳PIN_GND1~PIN_GND2、時脈針腳PIN_CLK、電源針腳PIN_VDD以及指令針腳PIN_CMD。資料針腳PIN_D0~PIN_D3、接地針腳PIN_GND1~PIN_GND2、時脈針腳PIN_CLK、電源針腳PIN_VDD以及指令針腳PIN_CMD係符合安全數位規格，用於連接至一主機裝置之一安全數位介面並透過連接器CN1~CN8傳送訊號於微安全數位卡與主機裝置之間。接地針腳PIN_GND1透過一傳導細片S連接接地針腳PIN_GND2，因此，從接地針腳PIN_GND2通過傳導細片S以及接地針腳PIN_GND1至連接器CN3之一端點T1的一路徑R2較長於從接地針腳PIN_GND1至連接器CN3之端點T1的一路徑R1，意即R2R1+S。由於路徑R2長於路徑R1，導致鄰近接地針腳PIN_GND2之資料針腳PIN_D2及PIN_D3之訊號返回損失因此增加，造成訊號品質的降低。

除此之外，符合安全數位規格第二代版本之習知微安全數位轉換器會面臨一些問題，例如於符合安全數位規格第三代版本之微安全數位卡與電子裝置之間轉換訊號時會有較差的高頻特性效能或是訊號傳輸之嚴重串音干擾。

因此，提供一穩定微安全數位轉換器以解決上述問題係必要 的。

因此，本發明提出一微安全數位轉換器，以減少返回損失以及串音干擾，進而提升訊號品質。

本發明揭露一種微安全數位轉換器，用於以將一微安全數位卡適用於一安全數位介面，該微安全數位轉換器包含有一微安全數位槽，用來設置該微安全數位卡；一針腳模組，包含有複數個訊號針腳、一第一接地針腳以及一第二接地針腳；複數個連接器，用數當該微安全數位卡設置於該微安全數位槽時，根據該微安全數位卡之一針腳配置資訊導通該複數個訊號針腳及該第一接地針腳至該微安全數位卡；以及一傳導模組，電性連接於相關於該第一接地針腳之一第一連接器之一端與該第二接地針腳之間；其中，從該第二接地針腳通過該傳導模組至該第一連接器之該端之一路徑大致等於從該第一接地針腳通過該第一連接器之一部份至該第一連接器之該端。

本發明另揭露一種轉換器，包含有複數個第一連接器，包含有複數個第一針腳，位於該複數個第一連接器之第一端，包含有複數個第一訊號針腳、一第一接地針腳以及一第二接地針腳，用來導通一第一型式之記憶體之一介面；以及複數個第二針腳，位於該複數個第一連接器之第二端，包含有相關於該複數個第一訊號針腳之複數個第二訊號針腳以及相關於該第一接地針腳之一第三接地針腳，用來導通一第二型式之記憶體之一介面；以及一第二連接器，電性連接於該第二接地針腳與該第三接地針腳之間，但未直接連接至該第一接地針腳。

10、20、30、40、50、60、70‧‧‧微安全數位轉換器

102‧‧‧針腳模組

106‧‧‧傳導模組

108‧‧‧隔離層

110‧‧‧金屬片

112‧‧‧第一連通柱

114‧‧‧第二連通柱

CN1~CN8‧‧‧連接器

PIN_D0~PIN_D3‧‧‧資料針腳

PIN_GND1~PIN_GND2‧‧‧接地針腳

PIN_CLK‧‧‧時脈針腳

PIN_VDD‧‧‧電源針腳

PIN_CMD‧‧‧指令針腳

T1~T3‧‧‧端點

R1、R2、R2’‧‧‧路徑

BR1、BR2‧‧‧金屬分支

S‧‧‧傳導細片

第1A~1C圖為本發明實施例之一微安全數位轉換器之示意圖。

第2~6圖為本發明實施例之微安全數位轉換器之示意圖。

第7圖為第5圖之微安全數位轉換器之頻寬與返回損失之關係圖。

第8圖為第5圖之微安全數位轉換器之頻寬與串音干擾之關係圖。

第9~10圖為第5圖之微安全數位轉換器之資料針腳之頻寬與電壓駐波 比之關係圖。

第11圖為習知之一微安全數位轉換器之示意圖。

請參考第1A~1C圖，第1A~1C圖為本發明實施例之一微安全數位轉換器10之示意圖。微安全數位轉換器10用來轉換一微安全數位卡，以適用於一安全數位介面。如第1A圖所示，微安全數位轉換器10包含有一微安全數位槽100、一針腳模組102、連接器CN1~CN8以及一傳導模組106。微安全數位槽100用於設置及固定微安全數位卡。針腳模組102符合安全數位規格，用來連接至一主機裝置之一安全數位介面，並透過連接器CN1~CN8傳送微安全數位卡與主機裝置之間的訊號。換句話說，針腳模組102包含有資料針腳PIN_D0~PIN_D3、接地針腳PIN_GND1~PIN_GND2、時脈針腳PIN_CLK、電源針腳PIN_VDD以及指令針腳PIN_CMD，如第11圖所示。資料針腳PIN_D0~PIN_D3、時脈針腳PIN_CLK、電源針腳PIN_VDD以及指令針腳PIN_CMD可簡略地歸類為訊號針腳。當微安全數位卡設置於微安全數位槽100時，連接器CN1~CN8導通訊號針腳(即資料針腳PIN_D0~PIN_D3、時脈針腳PIN_CLK、電源針腳PIN_VDD以及指令針腳PIN_CMD)以及接地針腳PIN_GND1至微安全數位卡。也就是說，接地針腳PIN_GND2並未連接至微安全數位卡。而傳導模組106係電性連接於相關於接地針腳PIN_GND1之連接器CN3之端點T1與接地針腳PIN_GND2之間，意即接地針腳PIN_GND2並未直接連接至接地針腳PIN_GND1。

詳細地說，如第1B~1C圖所示，微安全數位轉換器10包含有一隔離層108，其覆蓋於針腳模組102之上。傳導模組106包含有一金屬片110、一第一連通柱112以及一第二連通柱114。金屬片110設置於 隔離層108之上。第一連通柱112形成於隔離層108之中，並電性連接金屬片110之一端點T2與接地針腳PIN_GND2。第二連通柱114亦形成於隔離層108之中，並電性連接金屬片110之一端點T3與接地針腳PIN_GND1。此外，從接地針腳PIN_GND2通過傳導模組106(即端點T2及T3)至連接器CN3之端點T1之一路徑R2’大致等於從接地針腳PIN_GND1通過連接器CN3之一部份至連接器CN3之端點T1。路徑R2’可被視為資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號之一返回路徑，如此一來，路徑R1與R2’有大致相等的距離，資料針腳PIN_D2與PIN_D3之訊號返回路徑的阻抗與資料針腳PIN_D0與PIN_D1之訊號返回路徑的阻抗相當，因此，資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號返回損失可減少，進而提升資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號品質。

簡言之，傳導模組106連接於針腳模組102以縮短從接地針腳PIN_GND2通過傳導模組106至連接器CN3之端點T1之路徑R2’，使得從接地針腳PIN_GND2通過傳導模組106至連接器CN3之端點T1之路徑R2’大致等於從接地針腳PIN_GND1至連接器CN3之端點T1之路徑R1，如此一來，資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號返回路徑的阻抗可減少，資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號返回損失亦可據以減少，進而提升資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號品質。

值得注意的是，微安全數位轉換器10係本發明之一實施例，本領域具通常知識者可據以組合及修飾，而不限於此。舉例來說，微安全數位轉換器10係簡化以描述本發明，其可另包含有一塑膠外殼以保護微安全數位轉換器10，以及複數個支撐彈簧以固定針腳模組102。微安全數位轉換器10亦可包含有一傳導細片以連接接地針腳PIN_GND2，如習知微安全數位轉換器所示。此外，微安全數位轉換器10可另將連接器 CN1~CN8分成兩個部份，第一部份係關於複數個連接器，第二部份則關於一針腳模組。針腳模組位於連接器CN1~CN8之一端，並且鄰近微安全數位槽100，但未繪於第1A~1C圖。

請繼續參考第2~6圖，第2~6圖係本發明實施例之微安全數位轉換器20、30、40、50以及60之示意圖。微安全數位轉換器20、30、40、50以及60係類似於微安全數位轉換器10。詳細來說，如第2圖所示，微安全數位轉換器10與20之差異在於傳導模組106另包含金屬分支BR1與BR2，其電性連接於金屬片110，並鄰近於資料針腳PIN_D3與PIN_D2，因而減少資料針腳PIN_D3與PIN_D2之間之串音干擾。金屬分支之數量被設定為2但不限於此。換句話說，傳導模組106可有鄰近於針腳模組102之至少一針腳之一或多個金屬分支。

如第3圖所示，微安全數位轉換器10與30之差異在於金屬片110於接地針腳PIN_GND2所延展之一平面之一投影結果與接地針腳PIN_GND2之至少一部份重疊。換句話說，傳導模組106可延伸至接地針腳PIN_GND2之上方處，以縮短從接地針腳PIN_GND2通過傳導模組106至連接器CN3之端點T1之路徑，進而提升資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號品質。

如第4圖所示，微安全數位轉換器10與40之差異在於金屬片110於接地針腳PIN_GND2所延展之平面之一投影結果與資料針腳PIN_D3、PIN_D2之一部份重疊。換句話說，傳導模組106可延伸至資料針腳PIN_D3、PIN_D2之上方處，以減少資料針腳PIN_D3、PIN_D2之訊號返回路徑的阻抗以及資料針腳PIN_D3、PIN_D2之間的串音干擾，進而提升資料針腳PIN_D3、PIN_D2之訊號品質。

微安全數位轉換器50係微安全數位轉換器30、40的組合，如第5圖所示。因此，微安全數位轉換器50不僅可縮短從接地針腳PIN_GND2通過傳導模組106至連接器CN3之端點T1之路徑，亦可減少資料針腳PIN_D3與PIN_D2之間的串音干擾，進而提升資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號品質。

至於微安全數位轉換器60係微安全數位轉換器50之延伸。如第6圖所示，微安全數位轉換器60延展傳導模組106至指令針腳PIN_CMD之上方處。需注意的是，重疊於針腳模組102之投影面積係取決於微安全數位轉換器之設計，但不限於此。換句話說，傳導模組106可被延展至針腳模組102之不同針腳之上方處。

簡言之，微安全數位轉換器20、30、40、50及60不僅利用傳導模組106來連接接地針腳PIN_GND1與PIN_GND2，亦延展傳導模組106至針腳模組102之一部份之上方處。因此，可減少針腳模組102之訊號返回路徑與針腳模組102中資料針腳之間的串音干擾，進而隨之提升針腳模組102之訊號品質。

請參考第7圖，第7圖係微安全數位轉換器50之頻寬與返回損失之關係圖。於第7圖中，上方與下方虛線分別表示微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3與PIN_D2之訊號返回損失。上方與下方實線分別表示習知微安全數位轉換器中相關之資料針腳之訊號返回損失。如第7圖所示，微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3、PIN_D2之訊號返回損失係優於習知微安全數位轉換器。因此，本發明之微安全數位轉換器50確實可減少高頻訊號之返回損失，以有效地處理高速訊號。

請參考第8圖，第8圖係微安全數位轉換器50之頻寬與串音干擾之關係圖。於第8圖中，實線表示微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3與PIN_D2之間的串音干擾。虛線表示習知微安全數位轉換器中相關之資料針腳之間的串音干擾。如第8圖所示，微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3與PIN_D2之間的串音干擾係優於習知微安全數位轉換器。因此，本發明之微安全數位轉換器50確實可減少高頻訊號之串音干擾，以有效地處理高速訊號。

請參考第9、10圖，第9圖係微安全數位轉換器50之資料針腳之頻寬與電壓駐波比之關係圖。於第9圖中，實線表示微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D2之電壓駐波比，虛線表示習知微安全數位轉換器中相關之資料針腳的電壓駐波比。如第9圖所示，微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D2的電壓駐波比係低於習知微安全數位轉換器。此外，於第10圖中，實線表示微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3之電壓駐波比，虛線表示習知微安全數位轉換器中相關之資料針腳的電壓駐波比。如第10圖所示，微安全數位轉換器50之資料針腳PIN_D3的電壓駐波比係低於習知微安全數位轉換器。因此，本發明之微安全數位轉換器50確實可降低高頻訊號之電壓駐波比，以有效地處理高速訊號。

本發明之微安全數位轉換器提供連接至針腳模組之傳導模組以減少訊號針腳之訊號返回路徑之阻抗，而傳導模組更延展至針腳模組之一部份之上方處。如此一來，可減少針腳模組之資料針腳之間的串音干擾，進而提升資料針腳之訊號品質。

總言之，本發明提供微安全數位轉換器，以減少返回損失以 及串音干擾，以提升訊號品質。

10‧‧‧微安全數位轉換器

102‧‧‧針腳模組

106‧‧‧傳導模組

108‧‧‧隔離層

110‧‧‧金屬片

112‧‧‧第一連通柱

114‧‧‧第二連通柱

CN1~CN8‧‧‧連接器

PIN_D0~PIN_D3‧‧‧資料針腳

PIN_GND1~PIN_GND2‧‧‧接地針腳

PIN_CLK‧‧‧時脈針腳

PIN_VDD‧‧‧電源針腳

PIN_CMD‧‧‧指令針腳

T1~T3‧‧‧端點

Claims (11)

1. 一種微安全數位轉換器，用以將一微安全數位卡適用於一安全數位介面，該微安全數位轉換器包含有：一微安全數位槽，用來設置該微安全數位卡；一針腳模組，包含有複數個訊號針腳、一第一接地針腳以及一第二接地針腳；複數個連接器，用來當該微安全數位卡設置於該微安全數位槽時，根據該微安全數位卡之一針腳配置資訊導通該複數個訊號針腳及該第一接地針腳至該微安全數位卡；以及一傳導模組，電性連接於相關於該第一接地針腳之一第一連接器之一端與該第二接地針腳之間；其中，從該第二接地針腳通過該傳導模組至該第一連接器之該端之一路徑大致等於從該第一接地針腳通過該第一連接器之一部份至該第一連接器之該端之一路徑。
2. 如請求項1所述之微安全數位轉換器，其另包含有一隔離層，覆蓋於該複數個訊號針腳、該第一接地針腳以及該第二接地針腳。
3. 如請求項2所述之微安全數位轉換器，其中該傳導模組包含有：一金屬片，設置於該隔離層之上；一第一連通柱，形成於該隔離層之中，並電性連接該金屬片之一端與該第二接地針腳；以及一第二連通柱，形成於該隔離層之中，並電性連接該金屬片之另一端與該第一接地針腳之該端。
4. 如請求項3所述之微安全數位轉換器，其中該金屬片於該第二接地針腳 所延展之一平面之一投影結果與該第二接地針腳之至少一部份重疊。
5. 如請求項3所述之微安全數位轉換器，其中該金屬片於該第二接地針腳所延展之一平面之一投影結果與該複數個訊號針腳之至少一部份重疊。
6. 如請求項3所述之微安全數位轉換器，其中該傳導模組另包含有至少一金屬分支，電性連接至該金屬片並鄰近該複數個訊號針腳之至少一訊號針腳。
7. 一種轉換器，包含有：複數個第一連接器，包含有：複數個第一針腳，位於該複數個第一連接器之第一端，包含有複數個第一訊號針腳、一第一接地針腳以及一第二接地針腳，用來導通一第一型式之記憶體之一介面；以及複數個第二針腳，位於該複數個第一連接器之第二端，包含有相關於該複數個第一訊號針腳之複數個第二訊號針腳以及相關於該第一接地針腳之一第三接地針腳，用來導通一第二型式之記憶體之一介面；以及一第二連接器，電性連接於該第二接地針腳與該第三接地針腳之間，但未直接連接至該第一接地針腳。
8. 如請求項7所述之轉換器，其另包含有一隔離層，設置於該複數個第一連接器與該第二連接器之間。
9. 如請求項7所述之轉換器，其中該第一型式之記憶體係一安全數位卡，而該第二型式之記憶體係一微安全數位卡。
10. 如請求項7所述之轉換器，其中該第二連接器於該第二接地針腳所延伸之一平面之一投影結果與該第二接地針腳之至少一部份重疊。
11. 如請求項7所述之轉換器，其中該第二連接器另包含有至少一金屬分支，電性連接至該第二接地針腳並鄰近於該複數個第一訊號針腳之至少一第一訊號針腳。