TWI616757B - 用於多種介面的通用連接器 - Google Patents

Abstract

本發明係關於可減少一電子器件上所需之連接器插座之數目的電路、方法及裝置。一項實例可提供可能夠與一個以上介面通信之一整合連接器及電路系統。

Description

用於多種介面的通用連接器 相關申請案之交叉參考

本申請案為2013年10月23日申請之美國臨時專利申請案第61/894,895號、2013年11月5日申請之第61/900,381號、2014年1月12日申請之第61/926,376號及2014年10月19日申請之第62/065,744號的非臨時案，該等美國臨時專利申請案係以引用的方式併入。

在電子器件之間傳送的資料之量在過去若干年中已極大地增長。大量音訊、串流視訊、文字及其他類型之資料內容現有規律地在以下各者之間傳送：攜帶型計算器件、平板電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、一體式電腦、可穿戴計算器件、蜂巢式電話、智慧型手機、媒體電話、儲存器件、攜帶型媒體播放器、導航系統、監測器、電力供應器、配接器、遙控器件、充電器及其他器件。

此等資料傳送可經由各種媒體發生。舉例而言，資料傳送可以無線方式經由電線導體、經由光纖纜線進行，或資料傳送可以其他方式進行。電力可隨資料傳送，或電力可單獨傳送。舉例而言，電力及資料可自一個電子器件傳送至另一電子器件，或電力可單獨自電池、充電電路或電力轉換器傳送至電子器件。

電力及資料可經由可包括電線導體、光纖纜線或此等或其他導體之一些組合的纜線來輸送。纜線總成在纜線之每一末端處可包括連接器插件，儘管其他纜線總成可以專用方式連接或繫栓至電子器件。 連接器插件可插入至通信電子器件中之插座中。

所輸送之電力及資料可經配置以順應許多各種介面中之一者。通常，電子器件需要單獨連接器插座以與此等各種介面中之每一者通信。此可使得電子器件具有許多連接器插座，此情況可導致消費者混淆、可增加器件成本及複雜度且給予電子器件非最佳外觀。產品發動循環亦可延長，此係因為與之相關的每一不同插座及電路系統可需要設計努力。

因此，將需要減少電子器件上所需之連接器插座之數目。此外，由於如此多的資料係在器件之間傳送，故亦將需要其餘連接器插座能夠高速資料傳輸。

因此，本發明之實施例可提供可減少一電子器件上所需之連接器插座之數目的電路、方法及裝置。本發明之一說明性實施例可提供可能夠與一個以上信號介面通信之整合連接器及電路系統。此整合連接器亦可能夠使用整合或舊版介面以高資料速率傳送資料。

本發明之一說明性實施例可提供容納整合連接器插座及電路系統之電子器件以使用該整合插座來接收及傳輸符合整合介面之資料。該電子裝置可使用一纜線與一第二電子器件通信。該纜線可在一第一末端處具有一對應整合連接器插件或插頭以與該電子器件中之該整合插座配合。在本發明之各種實施例中，該纜線可在該纜線之一第二末端處具有一第二整合連接器插件或插頭以與一第二器件上之一第二整合連接器插座配合。該纜線可接著為符合整合或舊版介面之信號提供路徑。

在本發明之其他實施例中，該纜線可具有可符合舊版介面之一第二插頭。在此狀況下，該第一插頭或該第二插頭之任一者可包括用以將符合整合介面之信號轉換至舊版介面中。

本發明之另一例示性實施例可提供容納整合連接器插座及電路系統之電子器件以使用該整合插座來接收及傳輸資料。該電子器件可使用連接至一纜線之一硬體鎖與一第二電子器件通信。該硬體鎖可在一第一末端處具有一對應整合連接器插件或插頭以與該整合插座配合。該插頭可包括用以將該整合插頭介面處之信號傳遞至該硬體鎖之一第二末端處之一整合連接器插座的電路系統。該硬體鎖之該第二末端處之該插座可包括用以將整合介面中之信號轉換至舊版介面的電路系統，該等信號可接著經由該纜線傳遞至該第二電子器件。

本發明之一說明性實施例可提供可與一個以上介面通信之整合連接器及電路系統，其中可能介面中之每一者中的每一信號係經由整合連接器提供。舉例而言，若一整合連接器及電路系統可使用具有X信號之一第一介面或具有Y信號之一第二介面來通信，則該整合連接器可具有足夠接腳來輸送X+Y信號。

在本發明之其他實施例中，該整合連接器中之接腳之數目可減少。在本發明之各種實施例中，接腳數目之此減少可藉由在一個以上舊版介面之間共用連接器接腳及相關聯電路系統部分來實現。舉例而言，若一整合連接器及電路系統可使用具有X信號之一第一介面或具有Y信號之一第二介面來通信，則該整合連接器可具有比X+Y信號少的接腳。

舊版介面可為諸如以下各者之介面：通用串列匯流排(USB)、High-Definition Multimedia Interface®(HDMI)、數位視覺介面(DVI)、電力、乙太網路、DisplayPort、Thunderbolt^TM、Lightning^TM，及其他類型之標準及非標準介面。舊版連接器可用以輸送根據或符合舊版介面之信號。舊版信號可為包括於此等舊版介面中之信號。整合介面可用以輸送根據或符合一或多個舊版介面之信號。整合介面亦可用以輸送不相關聯於舊版介面之信號。在本發明之各種 實施例中，整合介面可為USB-C或其他類型之介面。整合連接器可用以輸送根據或符合整合介面之信號。

為簡單起見，舊版介面及整合介面在此可展示為具有高達三個類型之信號：高速資料信號(其可為約5至100GHz，例如20GHz)、低速資料信號(其可為1至10GHz，例如5GHz)及控制或輔助信號(其可更接近DC)，其中控制或輔助信號可為用以控制一或多個電路或器件之狀態或模式或用以程式化一或多個電路或器件之模式之狀態的信號。舊版高速或低速資料信號可為低擺動、低電壓之差分信號，而控制或輔助信號可為較高電壓之單端或差分信號。在本發明之其他實施例中，可包括其他類型之信號。為簡單起見，信號之類型之集合在此係有限的。

本發明之一說明性實施例可藉由在不同舊版介面中之高速或低速資料傳輸信號之間共用接腳及相關聯電路系統來減少整合連接器中所需之接腳之數目。亦即，一第一電路在一第一舊版介面經使用時可接收一第一傳輸信號且在一第二舊版介面經使用時可接收一第二傳輸信號。該等傳輸信號可為高速或低速的。該第一電路可經由整合連接器來提供一整合傳輸信號，其中該整合傳輸信號在該第一舊版介面經使用時輸送該第一傳輸信號且在該第二舊版介面經使用時輸送該第二傳輸信號。類似地，接腳可在不同舊版介面中之高速或低速資料接收信號之間共用。

在本發明之此及其他實施例中，在其他標準中，傳輸及接收路徑亦可與控制或輔助信號共用接腳。亦在此實例中，傳輸及接收信號可經由電容器來AC耦接。此可使在一個舊版標準中之傳輸及接收信號及一第二標準中之控制或輔助信號之間共用接腳變得複雜，此係因為控制或輔助信號可為DC或近DC信號，且DC資訊經由AC耦合電容器而丟失。

因此，本發明之此及其他實施例可將控制或輔助信號轉換成AC信號，AC信號可接著經由AC耦合電容器來傳遞。此轉換可藉由使用曼徹斯特(Manchester)或其他適當編碼對控制或輔助信號編碼來進行。幅度亦可減少。此可提供DC經平衡的低電壓AC信號，其可與來自其他舊版標準之傳輸或接收信號共用整合連接器中之接腳。經編碼資料頻率可較高，例如在10至100MHz範圍中，以使得信號可通過AC耦合電容器。

在本發明之此及其他實施例中，可藉由組合舊版介面內之兩個或兩個以上控制或輔助信號來進一步減少整合連接器中之接腳之數目。舉例而言，舊版介面內之兩個控制或輔助信號可經時域多工且經由整合連接器提供為組合信號。在本發明之其他實施例中，展示舊版介面內之兩個控制或輔助信號之當前狀態的狀態更新可經由整合連接器傳輸為單一組合信號。

本發明之另一說明性實施例可將傳輸及資料線與控制或輔助信號分開。在此實例中，不同舊版介面之間的高速及低速傳輸及資料信號可共用整合連接器中之接腳。此等信號可AC耦合。控制或輔助信號可為較高電壓且DC耦合的。如前所述，舊版介面內之一個以上控制或輔助信號可共用通過整合連接器之信號路徑。此外，舊版介面內之兩個控制或輔助信號可經時域多工且經由整合連接器提供為組合信號。在本發明之其他實施例中，展示舊版介面內之兩個控制或輔助信號之當前狀態的狀態更新可經由整合連接器傳輸為單一組合信號。

在本發明之此等及其他實施例中，可藉由在舊版標準內交錯一或多個資料信號以產生整合介面之單一信號來減少整合連接器中之接腳之數目，該單一信號可處於較高頻率下。舉例而言，舊版介面可包括兩個傳輸資料信號。此等信號可交錯且經由整合連接器提供為單一組合信號。

本發明之實施例可提供可正反兩用且在一個或兩個末端處具有可旋轉插頭之纜線。纜線在一第一器件中之一插座中之一第一插頭及一第二器件中之一插座中之一第二插頭可交換時可為正反兩用的，以使得該第一插頭插入至該第二器件中之該插座中且該第二插頭插入至該第一器件中之該插座中，當時維持功能性。若插頭可以至少兩個定向中之任一者插入至對應插座中，則插頭可為可旋轉的。

本發明之實施例可提供可定位於各種類型之器件中且可連接至各種類型之器件的連接器插座及插件，各種類型之器件諸如攜帶型計算器件、平板電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、一體式電腦、可穿戴計算器件、蜂巢式電話、智慧型手機、媒體電話、儲存器件、攜帶型媒體播放器、導航系統、監視器、電力供應器、配接器、遙控器件、充電器及其他器件。此等連接器插座及插件可為順應各種標準之信號提供路徑，諸如通用串列匯流排(USB)、USB-2、USB-3、USB-C、高清晰度多媒體介面(HDMI)、數位視覺介面(DVI)、乙太網路、DisplayPort、Thunderbolt、Lightning、聯合測試行動群組(JTAG)、測試存取埠(TAP)、定向自動隨機測試(DART)、通用異步接收器/傳輸器(UART)、時脈信號、電力信號，及已經開發、正在開發或在未來將開發的其他類型之標準、非標準以及專屬介面及其組合。在本發明之各種實施例中，藉由此等連接器插座及插件提供之此等互連路徑可用以輸送電力、接地信號、測試點及其他電壓、電流資料或其他資訊。

本發明之各種實施例可併有本文中所描述之此等及其他特徵中之一或多者。可參考以下詳細描述及隨附圖式獲得對本發明之本質及優勢的較好理解。

110‧‧‧電子器件/主機器件

112‧‧‧連接器插座

210‧‧‧電子系統

220‧‧‧配件

222‧‧‧插座

230‧‧‧纜線

232‧‧‧連接器插頭/纜線插頭

234‧‧‧連接器插頭

238‧‧‧舊版插頭

240‧‧‧硬體鎖

242‧‧‧整合插頭

244‧‧‧插座

248‧‧‧插座

510‧‧‧插頭介面電路系統

511‧‧‧電路

512‧‧‧電路

513‧‧‧電路

514‧‧‧電路

516‧‧‧電路

517‧‧‧電路/插頭介面電路系統

520‧‧‧插座介面電路/插座電路系統

526‧‧‧電路/電路系統

527‧‧‧電路

1110‧‧‧插頭介面電路系統

1111‧‧‧電路

1112‧‧‧電路

1113‧‧‧電路

1114‧‧‧電路

1117‧‧‧插頭電路

1210‧‧‧插座介面電路系統

1211‧‧‧電路

1213‧‧‧插座介面電路

1214‧‧‧插座介面電路

1217‧‧‧插座介面電路

1411‧‧‧電路

1426‧‧‧電路/電路系統

1610‧‧‧電路

1620‧‧‧接收器

1630‧‧‧電路

1640‧‧‧接收器

1650‧‧‧傳輸電路

1660‧‧‧接收電路

1670‧‧‧傳輸電路

1680‧‧‧接收電路

1710‧‧‧電路

1720‧‧‧電路

1730‧‧‧電路

1740‧‧‧電路

1750‧‧‧接收器

1760‧‧‧接收器

1770‧‧‧接收器

1780‧‧‧接收器

1810‧‧‧驅動器

1820‧‧‧驅動器

1830‧‧‧驅動器

1840‧‧‧驅動器

1850‧‧‧接收器

1860‧‧‧接收器

1870‧‧‧接收器

1880‧‧‧接收器

1910‧‧‧傳輸電路/傳輸器

1915‧‧‧接收器

1920‧‧‧接收器

1925‧‧‧傳輸器

1930‧‧‧傳輸電路/傳輸器

1935‧‧‧接收器

1940‧‧‧接收器

1945‧‧‧傳輸器

1950‧‧‧傳輸器

1955‧‧‧接收器

1960‧‧‧接收電路/接收器

1965‧‧‧傳輸器

1970‧‧‧傳輸器

1975‧‧‧接收器

1980‧‧‧接收電路/接收器

1985‧‧‧傳輸器

2010‧‧‧插座

2020‧‧‧整合連接器/插頭

2030‧‧‧插頭

2110‧‧‧連接器插座

2120‧‧‧插頭

2130‧‧‧插頭

2140‧‧‧插座

2410‧‧‧動作

2420‧‧‧動作

2430‧‧‧動作

2440‧‧‧動作

2470‧‧‧動作

2480‧‧‧動作

2490‧‧‧動作

2510‧‧‧第一插座

2512‧‧‧線

2514‧‧‧線

2516‧‧‧識別接腳

2518‧‧‧線

2520‧‧‧插頭/連接器插件

2530‧‧‧纜線

2540‧‧‧連接器插件

2550‧‧‧第二插座

2570‧‧‧接地接腳

2610‧‧‧插座

2620‧‧‧連接器插件

2630‧‧‧纜線

2640‧‧‧連接器插件

2650‧‧‧插座

2660‧‧‧纜線轉接開關電路

2670‧‧‧時脈及資料恢復電路

2710‧‧‧插座

2720‧‧‧連接器插件

2730‧‧‧纜線

2740‧‧‧連接器插件

2750‧‧‧插座

2810‧‧‧插座

2820‧‧‧連接器插件

2830‧‧‧纜線

2840‧‧‧連接器插件

2850‧‧‧連接器插座

2910‧‧‧高速對

2920‧‧‧低速信號路徑

2930‧‧‧USB信號對

2940‧‧‧偵測信號路徑

2950‧‧‧填充物

2960‧‧‧電力導體/電力連接器

2970‧‧‧接地防護罩

2980‧‧‧膠帶層

2990‧‧‧絕緣護套

3010‧‧‧低速信號路徑

3020‧‧‧USB信號對

3030‧‧‧電力路徑

3040‧‧‧偵測信號路徑

3050‧‧‧高速差分信號對

3060‧‧‧中心電力導體/線PHV

3070‧‧‧防護罩

3080‧‧‧膠帶層

3090‧‧‧絕緣護套

3110‧‧‧填充物

3120‧‧‧低速信號路徑

3130‧‧‧電力導體

3140‧‧‧單端USB導體

3150‧‧‧偵測信號路徑

3160‧‧‧高速差分對

3165‧‧‧差分USB信號路徑

3170‧‧‧膠帶層

3180‧‧‧防護罩

3190‧‧‧護套

3210‧‧‧電力導體

3212‧‧‧中心導體

3214‧‧‧絕緣層

3220‧‧‧低速信號線

3222‧‧‧中心導體

3224‧‧‧絕緣層

3230‧‧‧聚酯薄膜或其他層

3240‧‧‧USB信號導體

3242‧‧‧中心導體

3244‧‧‧絕緣層

3246‧‧‧屏蔽層

3248‧‧‧絕緣層

3250‧‧‧高速導體

3252‧‧‧中心導體

3254‧‧‧絕緣層

3256‧‧‧屏蔽層

3258‧‧‧絕緣層

3260‧‧‧聚酯薄膜或其他層

3270‧‧‧屏蔽層

3280‧‧‧護套

3310‧‧‧USB信號線

3312‧‧‧中心導體

3314‧‧‧絕緣層

3320‧‧‧電力導體

3322‧‧‧中心導體

3324‧‧‧絕緣層

3330‧‧‧低速信號導體

3332‧‧‧絕緣層

3340‧‧‧屏蔽層

3350‧‧‧護套

3410‧‧‧線PHV

3460‧‧‧設定線

3470‧‧‧啟用線

3480‧‧‧線PLV

3510‧‧‧電力開關及相關聯電路系統

3515‧‧‧電力開關

3520‧‧‧電力開關及相關聯電路系統

3525‧‧‧電力開關

3530‧‧‧線PHV

3540‧‧‧調節器

3550‧‧‧線

3560‧‧‧控制器

3570‧‧‧電池充電器

3610‧‧‧電力開關及相關聯電路系統

3620‧‧‧理想二極體

3622‧‧‧匯流排供電之調節器

3624‧‧‧調節器

3630‧‧‧理想二極體/調節器

3640‧‧‧線

3660‧‧‧線

3665‧‧‧線PLV

3670‧‧‧調節器

3680‧‧‧調節器

3710‧‧‧電力開關及相關聯電路系統

3720‧‧‧電路系統

3730‧‧‧線PHV

3810‧‧‧電力開關及相關聯電路系統

3820‧‧‧USB電路系統

3830‧‧‧線

PLV‧‧‧第一電力供應電壓

圖1說明可藉由併入本發明之一實施例改良的電子器件；圖2說明根據本發明之一實施例的電子系統； 圖3說明根據本發明之一實施例的電子系統；圖4說明根據本發明之一實施例的信號映射；圖5說明根據本發明之一實施例的整合連接器及電路系統；圖6說明輸送用於第二舊版介面之信號的圖5之整合連接器及電路系統；圖7根據本發明之實施例說明控制信號調變成可通過AC耦合電容器之DC經平衡AC信號；圖8說明根據本發明之一實施例的整合連接器及電路系統；圖9說明根據本發明之一實施例的組合控制信號之方法；圖10說明根據本發明之一實施例的信號映射；圖11說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統；圖12說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統；圖13說明根據本發明之一實施例的信號映射；圖14說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統；圖15說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統；圖16說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統；圖17說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統；圖18說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統；圖19說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統；圖20說明根據本發明之一實施例的電子系統；圖21說明根據本發明之一實施例的電子系統；圖22說明根據本發明之一實施例之纜線； 圖23說明可具有第一插頭與第二插頭之間的高速資料路徑及低速資料路徑之第一纜線；圖24說明根據本發明之一實施例的判定連接器插件在連接器插座中之定向之方法；圖25說明經由根據本發明之一實施例的被動纜線通信的兩個器件；圖26說明根據本發明之一實施例的主動纜線總成；圖27說明根據本發明之一實施例的連接器總成；圖28說明根據本發明之一實施例的被動纜線總成；圖29說明根據本發明之一實施例之纜線之截面；圖30說明根據本發明之一實施例之纜線之另一截面；圖31說明根據本發明之一實施例之纜線之另一截面；圖32說明根據本發明之一實施例之纜線之另一截面；圖33說明根據本發明之一實施例之纜線之另一截面；圖34說明根據本發明之一實施例的電力開關；圖35說明根據本發明之一實施例的電力開關之操作的一部分；圖36說明根據本發明之一實施例的自thunderbolt器件之插座電路系統接收電力的電力開關及相關聯電路系統；圖37說明根據本發明之一實施例的將電力提供至USB器件的電力開關及相關聯電路系統；圖38說明根據本發明之一實施例的自USB器件接收電力的電力開關及相關聯電路系統；圖39說明用於根據本發明之一實施例之整合連接器的腳位；圖40說明用於根據本發明之一實施例之整合連接器的腳位；圖41說明用於根據本發明之一實施例之整合連接器的腳位；圖42根據本發明之一實施例說明用於各種類型之介面之接腳至 連接器插座之接腳的映射；且圖43根據本發明之一實施例說明用於各種類型之介面之接腳至連接器插座之接腳的映射。

圖1說明可藉由併入本發明之一實施例改良的電子器件。如同其他所包括圖式，此圖式係為達成說明之目的而展示，且其並不限制本發明之可能實施例抑或申請專利範圍。

此圖式說明具有許多連接器插座112之電子器件110。每一連接器插座112可順應介面，諸如以下各者中之一或多者：通用串列匯流排介面、高清晰度多媒體介面、數位視覺介面、電力、乙太網路、DisplayPort、Thunderbolt、Lightning，及現在存在、現在處於開發中或未來將開發的其他類型之標準及非標準介面。

此外，大量不同類型之連接器插座可使得消費者混淆。舉例而言，此可使嘗試驅動監視器以決定是否使用HDMI、DVI或Thunderbolt纜線之消費者混淆。此外，此等連接器插座中之每一者可個別地設計，因此消耗工程資源及增加器件成本。此外，此等連接器插座中之每一者可與電子器件110內之電路系統通信。此電路系統可需要用於與不同連接器插座中之每一者通信的個別地設計之介面。此外，此增加器件成本且可延長產品設計排程。

因此，本發明之實施例可提供可於兩個或兩個以上不同介面及協定通信之整合連接器。此可允許電子器件110具有較少連接器插座。即使在不需要插座之數目減少的狀況下，由於每一插座112可相同且可與電子器件110內之相同或類似電路系統通信，故工程資源可減少，器件成本可降低，且產品引入排程可縮短。

在此實例中，電子器件110被展示為膝上型電腦。在本發明之其他實施例中，電子器件110可為另一類型之電子器件，諸如攜帶型計 算器件、平板電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、一體式電腦、可穿戴計算器件、蜂巢式電話、智慧型手機、媒體電話、儲存器件、攜帶型媒體播放器、導航系統、監視器、電力供應器、配接器、遙控器件、充電器及其他器件。

圖2說明根據本發明之一實施例的電子系統。電子系統210可包括與配件220通信之主機器件110。主機器件110可包括連接器插座112。配件220可包括插座222。主機器件110可經由纜線230與配件220通信。纜線230可包括可與插座112及222配合之連接器插頭232及234。

更確切地說，主機器件110可在插座112處接收及提供信號及電力。纜線230之插頭232可插入至插座112中。纜線230之插頭234可插入至配件220中之插座222中。配件可在插座222處接收及提供信號及電力。插座112及222及對應插頭232及234中的任一者或兩者可為整合連接器或舊版連接器。舉例而言，連接器插座112及對應纜線插頭232可為整合插座及插頭，而插頭234及插座222可為舊版插頭及插座。

在本發明之各種實施例中，纜線230可為正反兩用的。亦即，插頭232可插入於配件220中之插座222中且插頭234可插入至主機110中之插座112中。纜線230上之該等插頭可進一步為可旋轉的。亦即，插頭232可以兩個或兩個以上定向中之任一者插入於插座112中。類似地，插頭234可以兩個或兩個以上定向中之任一者插入至插座222中。

纜線230中之導體可將舊版插頭234中之接腳耦接至整合插頭232中之接腳。插頭232及234可任一者或兩者包括一或多個主動電路及其他電子組件。以此方式，信號及電力可在主機器件110與配件220之間共用。

在此實例中，纜線230可具有在一個末端處之特定舊版插頭及在另一末端處之整合插頭。此可允許具有舊版插座之配件與具有整合插 座之主機器件之間的通信。在本發明之其他實施例中，配件可具有整合插座，而主機器件可具有舊版插座。在另其他實施例中，主機及配件二者可具有整合插座，或二者可具有舊版插座。

在此實例中，纜線230可經鉸接且視需要連接至額外舊版插頭238。舊版插頭238可與不同於舊版插頭234之舊版介面相容。此可提供可將具有不同舊版連接器之器件連接至具有整合連接器之器件的纜線總成。如同其他插頭，舊版插頭238可包括一或多個主動電路系統或其他電組件。

在本發明之各種實施例中，使用者可不希望具有許多不同纜線230。在此狀況下，可能需要提供硬體鎖。以下圖式中展示實例。

圖3說明根據本發明之一實施例的電子系統。此外，主機器件110可與配件220通信。主機器件110可包括插座112。整合插頭242可插入至插座112中。硬體鎖240之第二末端可包括插座244。纜線230之插頭232可插入至插座244中，且插頭234可插入至配件220中之插座222中。在此實例中，插座212及插頭242可為整合連接器，而插座244、插頭232、插頭234及插座222可為舊版插頭及插座。如前所述，插座248可順應第二舊版標準且可連接至硬體鎖240中之導體。

此外，本發明之簡單實施例可提供包括用於待支援之舊版介面中之每一者中之信號中之每一者的接腳或多個接腳的整合連接器。亦即，若具有X個接腳之第一介面待支援，且具有Y個接腳之第二介面待支援，則本發明之此實施例可提供具有X加Y個接腳之整合連接器。在本發明之其他實施例中，可使用各種技術來減少接腳之數目。在一項實例中，此可包括一個介面之信號至另一介面之信號上的映射。舉例而言，一個舊版介面中之傳輸信號可映射至另一舊版介面中之轉送信號上。亦即，整合連接器中之接腳或多個插件在整合連接器根據第一舊版標準輸送信號時可輸送第一傳輸信號，且在整合連接器 根據第二舊版標準輸送信號時可輸送第二傳輸信號。類似地，一個介面中之接收信號可映射至另一介面中之接收信號上。在此及其他實例中，控制信號亦可映射至傳輸或接收信號上。亦即，若具有X個接腳之第一介面待支援，且具有Y個接腳之第二介面待支援，則本發明之此實施例可提供具有少於X加Y個接腳之整合連接器。以下圖式中展示實例。

圖4說明根據本發明之一實施例的信號映射。在此實例中，第一舊版介面及第二舊版介面之信號經映射至整合介面。應注意，此及其他實例中所列之信號係為達成說明之目的且不欲精確表示任何特定介面。

在此實例中，第一舊版介面及第二舊版介面兩者包括兩個傳輸信號。因此，此等信號可映射至整合介面上之兩個傳輸信號。

第一舊版介面可進一步包括可映射至控制信號之兩個以上傳輸信號。此等控制信號中之一者可為輸入，而另一者可為輸出。類似地，第一舊版介面中之控制信號及輔助信號可映射至第二舊版介面中之接收信號。

所示的此及其他實例中之傳輸及接收資料信號可為AC耦合的。亦即，該等信號可經由相對大的AC耦合電容器來耦合。此可幫助改良共同模式雜訊抑制及改良器件效能。然而，控制信號可為極低頻信號。亦即，控制信號可具有處於或近DC之頻率。可藉由AC耦合電容器來有效地阻斷此信號。(實際上，AC耦合電容器常常被稱作DC阻斷電容器。)因此，不沒有更多要求之狀況下，控制信號可具有關於傳輸或接收信號共用整合連接器之接腳的困難。因此，本發明之實施例可將控制信號轉換成AC信號。可藉由對該等信號編碼以產生DC經平衡之AC信號來進行此轉換。此DC平衡信號之頻率可設定為相對高，例如10至100MHz，以使得經修改控制信號可通過AC耦合電容器。

圖5說明根據本發明之一實施例的整合連接器及電路系統。此圖式包括第一舊版介面，其包括可在纜線230之導體上輸送的許多信號。插頭介面電路系統510可包括於諸如纜線插頭232之纜線插頭中。整合連接器可將信號提供至插座及插座介面電路520。

插頭介面電路系統510可包括用於將傳輸信號自纜線傳遞至電子器件的電路511及512。電路511及512可為被動通過電路、主動重定時電路或其他適當電路系統。在此實例中，插頭介面電路系統510可包括類似電路513及514。電路516及517可接收來自電路526及527之AC調變控制信號。電路516可轉換AC調變控制信號以產生輔助信號。類似地，插頭介面電路系統517可產生控制信號。

此外，此整合連接器可提供用於不同舊版介面之信號。以下圖式中展示實例。

圖6說明輸送用於第二舊版介面之信號的圖5之整合連接器及電路系統。如前所述，電路511及512可接收傳輸信號且將該等傳輸信號傳遞至插座電路系統520。控制線可藉由電路513、514接收或提供。電路513可接收控制信號且將該控制信號調變成可通過存在於電路513之輸出處之AC耦合電容器的AC信號。如前所述，電路514可調變AC信號以提供控制輸出。電路516及517可接收資料信號且在纜線中之導體上提供該等資料信號。

此外，控制信號可調變成較高頻率AC信號，以使得該等信號可通過AC耦合電容器。此可允許控制信號及傳輸(或接收)信號映射至整合連接器中之單一接腳(或多個接腳)。此可消除對多工器之需要且並不顯著減弱任一信號。以下圖式中展示此調變之一實例。

圖7根據本發明之實施例說明控制信號調變成可通過AC耦合電容器之DC經平衡AC信號。在此實例中，控制信號經調變成低速傳輸輸出信號。低速傳輸信號可為DC經平衡的。低速傳輸信號亦可具有相 對低的擺動。在本發明之各種實施例中，控制信號可為單端或差分的，同時低速傳輸輸出可為單端或差分的。

更確切地說，低速或近DC控制信號可轉換成不同第二信號，諸如在值「0」與「1」之間交替的較高速資料信號。第二信號可自第一器件傳播至第二器件。第二器件可直接讀取第二信號抑或將第二信號轉換回至低速或近DC控制信號。

在本發明之此或其他實施例中，可藉由組合兩個或兩個以上輔助或控制信號來進一步減少整合連接器中之接腳之數目。以下圖式中展示實例。

圖8說明根據本發明之一實施例的整合連接器及電路系統。在此圖式中，控制及輔助信號係藉由設置於整合連接器上之電路系統526組合，其中該等信號係藉由電路系統616接收。電路系統616可將組合信號分裂成其輔助及控制分量且將該等分量提供至纜線中之導體上。

在本發明之各種實施例中，可以各種方式來組合此等輔助及控制信號。舉例而言，可藉由時域多工來組合該等信號。該等信號亦可減少為狀態資訊，且，接著被傳遞至電路系統616。以下圖式中展示實例。

圖9說明根據本發明之一實施例的組合控制信號之方法。在此實例中，輔助及控制信號經減少為狀態，且此狀態資訊可跨整合連接器傳輸且在另一側上解構。此狀態資訊可作為封包來輸送。如上所示，狀態資訊可作為AC信號包括。

在本發明之其他實施例中，資料信號可有效地與控制信號隔離。此可允許小信號AC耦合信號使用整合連接器中之第一組接腳來傳送，且允許較大信號低速DC耦合控制信號在整合連接器中之第二組接腳上傳送。以下圖式中展示實例。

圖10說明根據本發明之一實施例的信號映射。再次，在此實例 中，第一舊版介面及第二舊版介面經映射至整合介面上。如前所述，第一舊版介面中之傳輸信號及第二舊版介面中之傳輸信號可映射至整合介面中之傳輸信號。又，第一舊版介面中之傳輸信號可映射至第二舊版介面之接收接腳上。因此，整合連接器中可存在視採用哪些舊版介面而為傳輸接腳或接收接腳的接腳。在此實例中，第一舊版介面中之控制及輔助接腳映射至第二舊版介面中之控制及輔助接腳。

圖11說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統。此圖式說明來自第一舊版介面之信號。再次，此等信號可在諸如纜線230或硬體鎖240之纜線上輸送。插頭介面電路系統1110可位於諸如插頭232之插頭中。整合連接器可將信號提供至插座及插座介面電路系統1210。在此實例中，電路1111、1112、1113及1114可僅傳遞傳輸信號，或該等電路可對該等信號重定時。類似地，電路1116及1117可僅傳遞控制線信號。

圖12說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統。在此圖式中，來自第二舊版介面之信號由插頭介面電路系統1110接收。如前所述，電路1111及1112可使傳輸信號通過。不過，在此實例中，已將傳輸信號提供至插座介面電路1210之電路1113及1114現將來自插座介面電路1213及1214之接收信號提供至纜線中之導體。類似地，已接收來自插座介面電路1210之控制信號之插頭電路1117現將控制信號提供至插座介面電路1217。

在本發明之其他實施例中，整合連接器處所需的接腳之數目可進一步減少。在一項實例中，多個傳輸、接收或控制信號可經組合且作為單一信號來傳輸。以下圖式中展示實例。

圖13說明根據本發明之一實施例的信號映射。在此實例中，第一舊版介面及第二舊版介面之信號經映射至整合介面上。如前所述，在兩個舊版介面中可提供兩個傳輸信號。因此，每一舊版介面中之傳 輸信號可經組合且在整合介面中作為單一信號來提供。舉例而言，當第一舊版介面經使用時，傳輸信號可經組合且在整合連接器之接腳上作為傳輸信號TXO1來提供。類似地，第二舊版介面之接收信號可經組合且在整合介面處作為單一信號來提供。如上所示，此組合亦可應用於控制信號。

在本發明之各種實施例中，可以各種方式(諸如藉由使用交錯或其他技術)來執行此組合。

圖14說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統。在此實例中，第一舊版介面係收納於纜線之插頭處。第一舊版介面信號可藉由諸如纜線230或硬體鎖240之纜線上之導體接收。兩個傳輸信號可藉由電路1411接收，組合為跨前連接器之單一信號。類似地，輔助及控制信號可藉由電路1426接收，且經組合以及作為跨整合連接器之單一信號來提供。單一信號可藉由電路1416解構且作為舊版介面控制及輔助線來提供。

圖15說明根據本發明之一實施例的整合連接器及相關聯電路系統。在此實例中，兩個接收信號係藉由電路系統1426接收且作為整合連接器上之單一接收信號來提供。電路系統1416可接收單一信號且將該單一信號解構成用於第二舊版介面之兩個接收信號。

再次，本發明之實施例可提供正反兩用之纜線。亦即，具有插入至第一器件中之插座中之第一插頭及插入至第二器件之插座中之第二插頭的纜線可反向，以使得第一插頭插入至第二器件之插座中且第二插頭插入至第一器件之插座中，其中功能性在兩個組態下得到維持。假設正反兩用之纜線可需要在纜線及其連接器插件中添加各種電路。此電路系統可位於纜線之插頭或插件部分中、纜線自身中或處於纜線之其他部分。以下圖式中展示實例。

圖16說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統。在此 實例中，一主機可經由兩個傳輸路徑將資料傳輸至一器件，同時該器件可經由兩個傳輸路徑將資料傳輸至該主機。具體地說，主機可使用插頭1中之電路1610及1630及插頭2中之電路1660及1680來傳輸資料。類似地，主機可使用插頭1中之接收器1620及1640而自器件接收資料，該等接收器可藉由插頭2中之傳輸電路1650及1670驅動。

在此組態中，纜線可正反兩用。亦即，插頭1可自主機斷開且插塞至器件中，而插頭2可自器件斷開且插塞至主機中。在本發明之此等實施例中，功能性可在任一組態中維持。

此外，所示之纜線可能可組態成提供符合其他協定之信號。以下圖式中展示實例。

圖17說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統。在此實例中，主機可經由四個路徑將資料提供至器件。舉例而言，主機可使用插頭1中之電路1710、1720、1730及1740將資料傳輸至器件，該等電路可將資料傳輸至插頭2中之接收器1750、1760、1770及1780。在沒有更多要求之狀況下，此纜線並非正反兩用。具體地說，當將插頭2自器件移除並插入至主機中，同時將插頭1自主機移除且插入至器件中時，主機可不再能夠將資料傳輸至器件。為了補償此狀況，可將額外電路系統包括於插頭1及插頭2中。以下圖式中展示實例。

圖18說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統。在此圖式中，插頭2中之額外電路系統經啟動，以使得主機可將資料傳輸至插頭1，其中該資料可經由彼插頭中之額外電路系統來接收。具體地說，主機可使用插頭2中之驅動器1810、1820、1830及1840來傳輸資料，該資料可由插頭1中之接收器1850、1860、1870及1880接收。

以下圖式中展示允許以上組態中之任一者可能使用正反兩用纜線之電路系統。

圖19說明用於根據本發明之一實施例之纜線之電路系統。在此 實例中，纜線插頭中之電路系統可以許多方式組態。舉例而言，如前所述，主機可經由兩個傳輸頻道及兩個接收頻道而與器件通信。此纜線亦係正反兩用的，以使得若插頭2插入至主機中且插頭1插入至器件中，則主機仍可使用兩個傳輸路徑及兩個接收路徑來與器件通信。

又，主機可使用四個傳輸路徑將資料傳輸至器件。此纜線可在仍提供主機與器件之間的四個傳輸路徑的同時正反兩用。

具體地說，在一個組態中，主機可使用插頭1中之傳輸電路1910及1930及插頭2中之接收電路1960及1980將資料傳輸至器件，同時主機可使用插頭1中之接收器1920及1940及插頭2中之傳輸器1950及1970自器件接收資料。如在以上實例中，此纜線可正反兩用。

又，主機可使用插頭1中之傳輸器1910、1925、1930及1945及插頭2中之接收器1955、1960、1975及1980將資料傳輸至器件。如前所述，此纜線可正反兩用。即，插頭2可插入至主機中，而插頭1可插入至器件中。在彼狀況下，主機可使用插頭2中之傳輸器1950、1965、1970及1985及插頭1中之接收器1915、1920、1935及1940將資料傳輸至器件。

可逆性想法可在稍微不同之context中出現。舉例而言，主機或器件可具有整合連接器，而配件可具有舊版連接器。使用者可使用在第一末端處具有整合連接器且在第二末端處具有舊版連接器之纜線以促進主機與配件之間的通信。在不同時間，同一使用者可具有帶有舊版連接器之主機及帶有整合連接器之配件。由於纜線為正反兩用的，故使用者可在維持功能性之同時在兩個系統中使用根據本發明之一實施例的纜線。

在此及其他實例中，不同協定可要求插頭中之傳輸及接收電路以不同速度操作。出於此原因，附接至個別接腳之某一電路系統可包括極高速接收器及更中等速度之傳輸器，而其他電路系統可包括極高 速傳輸器及更中等速度之接收器。為了增加纜線中之資料之速度，各種傳輸器及接收器可使用各種傳信技術。舉例而言，在本發明之各種實施例中，諸如PAM 4或其他調變方案之調變方案可由主機、器件及纜線插頭電路中之傳輸器及接收器使用。

又，以上圖式中展示接腳編號。此等接腳編號用以展示組態之間的一致性且不指示任何特定腳位。即，對於圖16至圖19中之每一者，插頭1之接腳1為插頭1之同一接腳1。

此外，本發明之實施例可藉由經由整合連接器及纜線提供多個協定來促進器件之間的通信。以下圖式中展示實例。

圖20說明根據本發明之一實施例的電子系統。此圖式包括具有連接器插座110、第一協定電路系統、第二協定電路系統及一陣列之主機。該陣列可與第一協定及第二協定兩者通信。該陣列可在第一協定及第二協定中之一者之間選擇且將對應信號提供至插座2010。整合連接器2020可插入至插座2010中。纜線之遠端(連接器插件2030)可插入至器件中之舊版插座240中。器件可包括僅用於第一協定之電路系統。以此方式，使用者可將具有相容於第一舊版協定之插座的器件附接至具有整合連接器的主機。

主機可包括用於判定應選擇哪一協定且用於組態該陣列之另外電路系統(未圖示)。可藉由讀取一或多個暫存器來進行此判定，該一或多個暫存器可位於插頭2020及2030中之任一者或兩者中。在本發明之其他實施例中亦可進行對此等暫存器之讀取。

在本發明之各種實施例中，該陣列可使用各種類型之電路(諸如FET或其他電晶體、微電子機器(MEM)、繼電器或其他類型之開關)形成。

儘管在本發明之此實施例中，具有整合連接器之主機可與具有舊版連接器之器件通信，但在本發明之其他實施例中，具有整合連接 器之器件可與具有舊版連接器之主機通信，或各自具有整合連接器之主機及器件可彼此指示。以下圖式中展示實例。

圖21說明根據本發明之一實施例的電子系統。在此實例中，主機中之陣列可選擇性地與第一協定抑或第二協定通信。該陣列可經由連接器插座2110來提供並接收信號。類似地，器件可經由陣列及插座2140而使用第一抑或第二協定進行通信。在每一末端上具有插頭2120及2030之纜線可促進主機與器件之間的通信。

在本發明之一些實施例中，整合連接器可與舊版器件通信，其中舊版器件或其連接器可需要與通常藉由整合連接器及其相關聯電路系統提供之電壓相比高的電壓。在此實例中，電力升壓電路系統可包括於連接至整合連接器之纜線之插頭中。以下圖式中展示實例。

圖22說明根據本發明之一實施例之纜線。第一纜線(纜線1)可在每一末端上包括主動插頭。在某些情況中，此等插頭中之一者可需要將較高電壓提供至另一者。因此，電力升壓電路可包括於纜線2之插頭中。

此電力升壓電路可消耗空間且耗散其插頭中之熱。為了對此進行補償，插頭中之主動電路系統可經移除或斷電。此藉由依賴於遠端插頭中之重定時電路系統以及與具有電力升壓之插頭配合的插座相關聯之重定時電路系統之執行而可為可能的。可藉由確保纜線將保持足夠短以使得將另外存在之主動電路系統不被需要來進一步促進電力升壓電路之包括。

在本發明之各種實施例中，可能需要減少連接器中之所需之觸點之數目，及減少纜線中之導體之數目。在本發明之一項實施例中，低速DC耦合信號路徑可與高速AC耦合資料路徑組合。在本發明之另其他實施例中，兩個或兩個以上低速資料路徑可組合為單一低速資料路徑。以下圖式中展示實例。

圖23說明可具有第一插頭與第二插頭之間的高速資料路徑及低速資料路徑之第一纜線。低速資料路徑可被消除且與第二纜線(纜線2)中之高速資料路徑組合。如上所述，此可藉由調變載入速度資料來進行。此提供一額外優勢，因為DC耦合之低速資料路徑可能難以在其中存在大的接地下降之器件之間接收。此外，在本發明之其他實施例中，多個低速資料線經組合為纜線1中之單一低速資料線。

本發明之各種實施例可使用不同技術以供連接器插座在判定由連接器插座收納之連接器插件之定向及識別時使用。在本發明之各種實施例中，各種信號接腳(諸如USB接腳)可在判定此資訊時使用。在本發明之其他實施例中，專用接腳(諸如圖26中之RFU接腳)可在判定連接器定向時使用。以下圖式中展示實例。

圖24說明根據本發明之一實施例的判定連接器插件在連接器插座中之定向之方法。在動作2410中，通電重設可發生。此可由容納插座之一器件通電導致，或其可由該器件之重新啟動或再啟動或其他類似事件導致。在動作2420中，可在插座接腳處斷開信號及電力。在等待時間(例如在動作2430中，五毫秒)之後，在動作2440中可判定第一接腳是否接地。此第一接腳可為圖42中之觸點之底部列上之RFU接腳，或其他類似接腳。若第一接腳接地，則插座可判定連接器插件係以正常定向插入。若稍後在動作2470中判定第一接腳不再接地，則該程序可再次開始。若在動作2440中判定第一接腳並未接地，則插座可判定第二接腳是否接地。此第二接腳可為圖42中之連接器之接腳之頂部列中之RFU接腳，或其他類似接腳。若判定第二接腳接地，則在動作2480中，連接器可判定連接器插件係以反向定向插入。此外，若在動作2490中判定此接腳不再接地，則該程序可再次自動作2420開始。

在此特定實例中，插座可藉由提供電流或電壓脈衝(相比於提供穩定DC電流)來判定接腳是否接地。此可防止接腳上之樹枝狀生長。 又，由於兩個接腳可經檢查而僅一者接地，故剩餘未接地接腳可用作為電力供應、控制信號、資料信號、偏壓線或其他類型之供電或信號接腳。舉例而言，用於遠端器件或配件之電力供應可經由第二接腳提供或接收。在一項實施例中，主機可在第二未接地接腳上提供電力供應，而第二器件或配件可在對應接腳處接收電力供應。

使用藉由本發明之實施例提供之插座(諸如圖42或圖43中之插座或類似插座)之電子器件可經由纜線總成與其他類型之器件通信。此等纜線總成在纜線之每一末端處可包括連接器插頭或插件。以下圖式中展示實例。

圖25說明經由根據本發明之一實施例的被動纜線通信的兩個器件。在此實例中，第一電子器件中之第一插座2510可與第二電子器件中之第二插座2550通信。在本發明之各種實施例中，第一插座2510可容納於主機器件中，其中第二插座2550可容納於配件器件中。各種信號可存在於插座2510處。此可包括線2512上之電力供應、線2514上之高速差分信號、線2518及識別接腳2516上之低速或控制協定信號。

插頭2520可插入至插座2510中。連接器插件2520可具有接地接腳2570，該接地接腳可由插座2510在判定連接器插件2520之定向時使用。纜線2530可在連接器插件2520與連接器插件2540之間輸送電力供應及信號。連接器插件2540可插入至連接器插座2550中。連接器插件2540可包括可由插座2550在判定連接器插件2540之定向時使用之接地接腳。

在本發明之各種實施例中，限制各種差分對信號之間以及構成差分對之兩個信號之間的時序歪斜可能至關重要。因此，本發明之實施例可包括用以減少此歪斜之主動電路系統。以下圖式中展示實例。

圖26說明根據本發明之一實施例的主動纜線總成。類似上述實例，連接器插件2620可插入至插座2610中。插座2610可容納於主機或 其他類型之器件中。纜線2630可在連接器插件2620與連接器插件2640之間輸送電力及信號。連接器插件2640可插入至插座2650中。插座2650可容納於配件或其他類型之器件中。該等連接器插件中之一或多者可容納時脈及資料恢復電路2670。此等時脈及資料恢復電路可重定時自纜線或插座接收之資料信號。舉例而言，連接器插件2620中之時脈及資料恢復電路2670可重定時由連接器插座2610或纜線2630接收之信號。類似地，連接器插件2640中之時脈及資料恢復電路系統可重定時自插座2650或纜線2630接收之資料信號。時脈及資料恢復電路系統可由纜線轉接開關電路2660供電。此等電路可被斷電且可在較低速應用中使用被動信號路徑以節約電力。

此外，本發明之實施例可提供在纜線之每一末端處具有不同類型之插頭的纜線總成。舉例而言，本發明之實施例可提供在一個末端處具有整合插頭且在另一末端處具有Thunderbolt或小型DisplayPort插頭的纜線總成。以下圖式中展示實例。

圖27說明根據本發明之一實施例的連接器總成。在此實例中，插座2710及連接器插件2720可為整合連接器。纜線2730可在連接器插件2720與連接器插件2740之間輸送信號。連接器插件2740可為小型DisplayPort或Thunderbolt連接器插件。連接器插件2740可插入至插座2750中。

如前所述，連接器插件2720可包括用於定向偵測之接地接腳，及時脈及資料恢復電路系統。由於小型DisplayPort插頭具有僅一種定向，故不需要接地接腳來輔助插座2750判定連接器插件2740之定向。如前所述，連接器插件2740可包括時脈及資料恢復電路系統。

在較低速應用中，可使用被動纜線。被動纜線之使用可節約電力並降低成本。以下圖式中展示此被動纜線之實例。

圖28說明根據本發明之一實施例的被動纜線總成。在此實例 中，插座2810及連接器插件2820可為整合連接器。連接器插件可包括接地接腳以供插座2820在判定連接器插件2820之定向時使用。纜線2830可在連接器插件2820與連接器插件2840之間輸送電力及信號。連接器插件2840可為插入至USB插座2850中之USB插頭。如在其他實例中，連接器插座2810可容納於主機或配件器件中，而連接器插座2850可容納於配件或主機或器件中。

再次，本發明之實施例可提供可輸送高速差分對信號、低速控制信號、USB信號、電力及定向偵測信號之纜線插座及纜線插件。各種纜線可用以輸送此等信號。以下圖式中展示實例。

圖29說明根據本發明之一實施例之纜線之截面。此纜線可包括四個高速對2910、兩個低速信號路徑2920及一USB信號對2930。亦可包括一個偵測信號路徑2940。亦可包括三個填充物2950。可包括一或多個電力導體2960。在此實例中，包括兩個電力連接器2960。膠帶層2980可將此等導體固持在一起且接地防護罩2970可隔離及返回接地路徑。絕緣護套2990可為纜線提供機械支撐。

在本發明之另一實施例中，可能需要包括兩個USB差分對。在此狀況下，USB信號對可替換電力連接器。經替換電力連接器可反過來替換一或多個填充物2950。以下圖式中展示實例。

圖30說明根據本發明之一實施例之另一纜線之截面。此實例可包括兩個低速信號路徑3010、兩個USB信號對3020、三個電力路徑3030、偵測信號路徑3040、四個高速差分信號對3050及一中心電力導體3060。如前所述，膠帶層3080可將此等連接器結合在一起且可藉由防護罩3070絕緣。絕緣護套3090可覆蓋纜線且提供機械支撐。

習知地，至少一個USB差分對信號可為相對低速信號。因此，USB信號對可能不需要諸如導體3020之雙絞線導體。實情為，可使用兩個獨立導體。此反過來可允許包括兩個較大電力導體。以下圖式中 展示實例。

圖31說明根據本發明之一實施例之另一纜線之截面。此實例可包括填充物3110、兩個低速信號路徑3120、兩個電力導體3130、兩個單端USB導體3140、一偵測信號路徑3150、四個高速差分對3160及一差分USB信號路徑3165。如前所述，可包括膠帶層3170、防護罩3180及護套3190。

在此等實例中，可使用屏蔽雙絞線、無屏蔽雙絞線、同軸、雙軸或其他類型之導體來輸送高速及USB差分對。此等導體可包括屏蔽及傳回線。該等電力導體可由容納於絕緣護套中之多股電線組成。該等填充物可為醯胺、棉，或該等填充物可為其他類型之纖維。該等信號導體可由平行延伸之一或多個電線形成，且該等信號導體可個別地封入絕緣護套中。

具體言之，可經由絞線對導體(諸如絞線對導體3160)來輸送USB及高速差分信號。在本發明之其他實施例中，其他類型之導體可用以輸送USB及高速差分信號。舉例而言，可使用一或多個同軸纜線。以下圖式中展示實例。

圖32說明根據本發明之一實施例之另一纜線之截面。此纜線可包括許多電力線、許多低速信號線，及許多USB及高速信號線。USB及高速信號線可為同軸纜線。兩個同軸纜線可用以輸送每一差分對信號。此等同軸纜線可為微型同軸纜線。用於差分對之同軸纜線可彼此鄰接，或可存在介入結構或導體。

此特定實例可包括包含由絕緣層3214包圍之中心導體3212的三個電力導體3210。亦可包括三個低速信號線3220。低速信號線3220可各自包括由絕緣層3224包圍之中心導體3222。電力線3210及低速信號線3220可藉由聚酯薄膜或其他層3230束縛在一起。

可包括兩個USB信號導體3240。該等USB信號導體可為同軸纜 線。此等同軸纜線可包括由絕緣層3244包圍之中心導體3242。可包括屏蔽層3246且可藉由絕緣層3248來絕緣該屏蔽層。在此實例中，USB信號導體3240可包括於纜線截面之頂部及底部位置處。

本發明之實施例可輸送四個高速差分信號對。因此，可包括八個高速導體3250。此等導體可展示為在截面之左側及右側的兩個四個導體之群組。高速導體3250可為同軸纜線。每一同軸纜線3250可包括由絕緣層3254包圍之中心導體3252。屏蔽層3256可藉由絕緣層3258絕緣。聚酯薄膜或其他層3260可緊固可藉由屏蔽層3270來屏蔽之此等導體。屏蔽層3270可為編織防護罩，其可包括一個、兩個或兩個以上反向旋轉螺旋層，或其可以其他方法建構。護套3280可包圍並保護纜線。

在建構期間，此等導體可在藉由護套3280絕緣之前絞合超過絞距長度。高速導體3250周圍之屏蔽層3256可於纜線之一個或兩個末端處連接在一起。

在本發明之一特定實施例中，USB及高速同軸導體可具有40、45、50、65或90歐姆或其他阻抗之特性阻抗。中心導體3522可由可配置為絞合漆包線之許多電線形成。在各種實施例中，可使用5、7、9、15、19或其他數目個電線。該等電線可具有各種線規，諸如38、40、42、44或其他線規或直徑。電力導體3212可包括其他數目個電線(諸如5、7、9、15、19個電線)，該等電線具有諸如38、40、42、44或其他線規或直徑之線規。類似地，低速信號導體3222可包括其他數目個電線(諸如5、7、9、15、19個電線)，該等電線具有諸如38、40、42、44或其他線規或直徑之線規。

在本發明之各種實施例中，對於特定應用可能僅需要纜線中之導體之一子集。舉例而言，儘管此纜線可能夠輸送USB信號及四個額外差分對，但在本發明之一些實施例中，一應用可能僅需要USB信 號。在此應用中，具有所說明導體之一子集之纜線可用以降低成本。以下圖式中展示此簡化纜線之實例。

圖33說明根據本發明之一實施例之另一纜線之截面。在此實例中，用於USB介面之電力及信號係與可用以輸送低速信號之低速信號導體一起提供。此低速信號可為USB-C標準中所描述之CC信號，雖然該低速信號在本發明之其他實施例中可為另一低速信號。

更具體言之，此纜線可包括兩個USB信號線3310，每一者包括由絕緣層3314包圍之中心導體3312。可包括兩個電力導體3220。電力導體3320可包括由絕緣層3324包圍之中心導體3322。此等導體可由屏蔽層3340包圍。纜線可由護套3350來保護並包圍。

在此實例中，可包括低速信號導體3330且該低速信號導體可由絕緣層3332包圍。低速信號導體3330可位於纜線之中心，該低速信號導體在該中心可由信號導體3310及電力導體3320包圍。

此纜線可以符合本發明之實施例之各種方法製造。在一項實例中，低速信號導體3330、USB信號導體3310及電力導體3320可分組為一束。屏蔽層3340及其他層可置放於該束導體周圍。所得結構可沿著其長度絞合且護套3350可在纜線周圍擠出並形成。

在其他纜線中，低速信號導體3330可替代地朝著該束導體3310及3320外部定位。不幸地，當纜線束在製造期間絞合時，低速信號導體3330在其圍繞纜線束之外部包覆時可拉伸超過相對較長距離。由於低速導體3330可相對較薄，故低速信號導體3330可在此絞合期間拉伸並斷開。即使當低速信號導體3330在此絞合期間並不斷開時，該低速信號導體在纜線之壽命中之使用期間斷開。出於此原因，如所示，低速信號導體3330可置放於纜線之中心中。以此方式，當該束導體在製造期間絞合時，低速信號導體3330並未拉伸一樣遠且較不可能在製造及稍後使用期間斷開。

當低速信號導體3330處於纜線束之中心時，低速信號導體3330與其他導體之間的電容相比於當低速信號導體3330可處於纜線束之邊緣時可增加。電容之此增加可使低速信號導體3330與其他導體之間的信號耦合增加。又，由於信號導體阻抗與此電容成反比，故低速信號導體3330之阻抗可能過高。

因此，此等結構之幾何形狀及尺寸可經調整以便減少耦合及改良信號線阻抗。舉例而言，尺寸A(低速信號導體3330之直徑)可具有0.149、0.174、0.183、0.192或其他值之直徑，其中此實例中所列出之此等及其他大小以毫米為單位。亦應注意，所列出之所有大小及比率可具有與之相關聯之製造公差。尺寸B(絕緣層3332之外徑)之大小可為0.27、0.3、0.33、0.36或0.40，或其他直徑。尺寸C(導體3310之直徑)之大小可為0.27、0.3、0.33、0.36或0.40，或其他直徑。尺寸D(導體3310之外徑)之大小可為0.65、0.74、0.81、0.89或0.94，或其他直徑。尺寸E(導體束之外徑)之大小可為1.65、1.74、1.81、1.89、或1.94，或其他直徑。尺寸F(纜線之外徑)之大小可為3.1、3.2、3.3、3.4或3.5，或其他直徑。尺寸G(電力導體3322之外徑)之大小可為0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65，或其他直徑。

在本發明之各種實施例中，此等尺寸可為可縮放的。舉例而言，較長纜線中之導體可製得較寬。可控制此等尺寸之比率以維持交叉偶合、信號線阻抗及電流容量之所要位準。舉例而言，低速信號導體3330及USB信號線導體3310中之導體之直徑的總和對該等導體之絕緣層直徑的總和之比率在纜線按比例調整時得以維持以便維持低速信號導體3330與USB信號線導體3310之間的經改良(降低之)串擾。舉例而言，當纜線按比例調整時，A加C對B加D之比率可維持在小於0.42、0.47、0.52或0.57或其他值之值。

類似地，當纜線按比例調整時，USB信號線3310中之導體3312之 直徑對纜線束之外徑之比率可維持接近0.13、0.16、0.19或0.22或其他值之值。亦即，當纜線按比例調整時，C對E之比率之值可維持接近此等值中之一者。此值可幫助最佳化USB信號線3310之阻抗。

又，當纜線按比例調整時，「n」倍的電力線3320中之導體3322對兩倍的纜線束之外徑之比率可維持高於一值。亦即，當纜線按比例調整時，「n」倍的G對比兩倍的E之值可維持高於0.23、0.26、0.29或0.32或其他值之值，其中「n」為以公尺為單位的纜線之長度。此值可幫助確保纜線滿足USB電力要求。

此外，本發明之實施例可提供可提供或接收電力之連接器插座。在本發明之一特定實施例中，可提供第一電力供應器，其中電力係提供至纜線總成中之一或多個連接器插件中之電路系統。舉例而言，插塞至插座中之連接器插件可自此電力供應器汲取電力。在本發明之其他實施例中，位於纜線之遠端處之第二連接器插件亦可接收電力。在本發明之此及其他實施例中，連接器插座可包括第二電力供應連接。可提供此第二電力供應器連接以便藉由配件傳送電力或自充電器接收電力。此第二電力供應連接可正反兩用，亦即電力可經由此連接提供至配件，或電力可經由此連接自配件或充電器接收。於下圖中展示可用於根據本發明之一實施例之插座中之電力開關之實例。

圖34說明根據本發明之一實施例的電力開關。此外，第一電力供應電壓PLV可在線3480上提供。此電力供應電壓可用以為纜線總成之一或多個連接器插件中之電子器件供電。舉例而言，容納此電力開關之插座可為插入至該插座中之連接器插件中之電路系統供電。此電力開關亦可為處於連接器總成之遠端之連接器插件中之電路系統供電。第二電力供應PHV可在線3410上提供。此線經由纜線自配件、充電器或其他適當電路系統或源接收或接受電力。各種設定線3460及啟用線3470可控制此等電力供應線之啟用及停用。在初始連接期間，線 3410上之電力供應PHV最初可提供相對低電壓。一旦配件之識別完成，即可提供較高輸出電壓及電流可用性。

在某些情況下，容納此電力開關之電子器件可為電池供電的且可具有無電或放電電池。在此狀況下，線3480上之PLV供應未啟用，直至在PHV線3410上接收到充電電流為止。一旦在線PHV 3410上接收到充電電壓，接著即可在線PLV 3480上將電力提供至插入至與此電力開關相關聯之插座中連接器插件中的電路系統。

圖35說明根據本發明之一實施例的電力開關之操作的一部分。此圖式說明兩個電力開關及相關聯電路系統3510及3520。電力開關及相關聯電路系統3510可位於具有無電電池之主機電腦中，而電力開關及相關聯電路系統3520可位於汲取外部電力之配件、電力充電器或其他類似電路組態中。在此實例中，電力開關3525可在線PHV 3530上將電力提供至電力開關及相關聯電路系統3510。調節器3540可接收電力開關3515中之此電力及充電電路系統。此可在線3550上將電力提供至控制器3560。控制器3560可與電力開關及電路系統3520通信且協商較高電力位準。作為回應，電力開關3545可使線PHV 3530上之電力增加。電力之此增加可啟用電池充電器3570。電池充電器3570可接著開始為放電電池供電。

併有根據本發明之實施例之電力開關的器件可自其他類型之器件接收電力及將電力提供至其他類型之器件。舉例而言，具有符合本發明之實施例之插座的器件可自Thunderbolt器件接收電力。以下圖式中展示實例。

圖36說明根據本發明之一實施例的自Thunderbolt器件之插座電路系統接收電力的電力開關及相關聯電路系統。可包括理想二極體3630。此理想二極體3620可類似於實際二極體，但具有較低壓降。此二極體可作用以在線PHV 3060上在Thunderbolt器件係匯流排供電時 自線3640上之匯流排供電調節器3622提供電力，或在Thunderbolt器件係自我供電時自線3650上之調節器3624提供電力。在容納電力開關及相關聯電路系統3610之器件中之無電電池之狀況下，一旦在線3660上接收電力，電力即可在線PLV 3665上提供至調節器3670。調節器3670可為插入至與電力開關及相關聯電路系統3610相關聯之插座中之插頭的電子器件供電。可使用調節器3680為Thunderbolt插頭供電。調節器3630可自線3665上之線PLV抑或自線3650上之調節器3624接收電力。

圖37說明根據本發明之一實施例的將電力提供至USB器件的電力開關及相關聯電路系統。具體言之，電力開關相關聯電路系統3710可在線PHV 3730上將電力提供至USB器件中之電路系統3720。在本發明之各種實施例中，電力開關及相關聯電路系統3710可在線PHV 3730上提供更多電力，接著根據USB規範來預期或要求。

此外，本發明之實施例可接收或提供電力。因此，本發明之實施例可如上地將電力提供至USB器件，且可自USB器件接收電力。在每一狀況下，所提供之電力或所接收之電力可超出藉由USB規範包括或指定之電力位準。以下圖式中展示自USB器件接收電力之器件之實例。

圖38說明根據本發明之一實施例的自USB器件接收電力的電力開關及相關聯電路系統。在此實例中，USB器件中之電路系統3820可在線3830上將電力提供至電力開關及相關聯電路系統3810。此外，此電力可高於藉由USB規範包括或預期之電力位準。如在其他實例中，電力開關及相關聯電路系統3810可位於主機或配件器件中，而USB電路系統3820可位於配件或主機器件中。

本發明之各種實施例可使用具有各種腳位之整合連接器。以下圖式中展示實例。

圖39說明用於根據本發明之一實施例之整合連接器的腳位。在 此實例中，P為電源且G為接地。包括傳輸及接收對，以作為低速控制線。連接器可接受充電電力或亦在接腳上提供配件電力。亦可包括包含低速介面之通信路徑。此低速介面可具有各種用途。舉例而言，此低速介面可用以傳達所使用之舊版介面之識別。又，此低速介面可在偵測連接器插件在連接器插座中之定向時使用。

圖40說明用於根據本發明之一實施例之整合連接器的腳位。在此圖式中，充電電力CP及配件電力AP接腳已被移除以簡化連接器。

圖41說明根據本發明之實施例的整合連接器之另一腳位。在某些情況下，出於各種原因，連接器插件抑或連接器插座之接腳在垂直方向上可彼此非常接近。因此，可能不需要將電力觸點垂直地置放於接地接觸上方，此係因為此等兩種接腳在某些暫時或靜態情況下可短路。因此，在此實例中，電力接腳及接地接腳如所示地置放於彼此上方。更具體言之，觸點之頂部列中之接地接腳可直接定位於觸點之底部列中之接地接腳之上，而觸點之頂部列中之電力接腳可直接定位於觸點之底部列中之電力接腳之上。以此方式，當將連接器插件自連接器插座移除時，接地觸點可接觸接地觸點，而電力觸點可接觸連接器插件中之電力觸點。此外，此等接地接腳及電力接腳可對稱地定位，以使得當插入連接器插件時，連接器插件中之接地接腳可連接至連接器插座中之接地接腳，且連接器插件中之電力接腳可連接至連接器插座中之電力接腳，不管連接器插件是否以正常或反向定向插入。

圖42根據本發明之一實施例說明用於各種類型之介面之接腳至連接器插座之接腳的映射。在此實例中，展示針對DisplayPort及HDMI、針對接收及傳輸(吸收及源)、電力充電器及USB介面之映射。

在此組態中，每一接腳在連接器反向時載運相同或類似類型之信號。電力或接地接腳隔離每一高速差分對。亦即，每一高速差分對 可位於電力接腳與接地接腳之間、兩個電力接腳之間或兩個接地接腳之間。在本發明之其他實施例中，其他線(諸如控制線、定向線、狀態線或其他低或DC信號)可靠近高速差分對置放以用於隔離目的。包括足夠差分對(四對)以用於DispayPort應用。提供DC對RFU(或ID)以用於定向。此等接腳亦可用於識別。舉例而言，此等接腳可用以形成一個或兩個接腳ID匯流排，其可用以在器件之間傳達ID及鑑認資訊。高速對中之一些可經組態為接收抑或傳輸，而其他對可為專用接收或傳輸。提供低速控制接腳以用於USB、Thunderbolt及其他介面。高速差分對可為AC抑或DC耦合的，而較低速控制線可為DC抑或AC耦合的。

圖43根據本發明之一實施例說明用於各種類型之介面之接腳至連接器插座之接腳的映射。

已出於說明及描述之目的呈現本發明之實施例的上文描述。該描述並不意欲為窮舉的或將本發明限制於所描述之精確形式，且鑒於以上教示，許多修改及變化為可能的。選擇並描述該等實施例以最佳地解釋本發明之原理及其實際應用，進而使其他熟習此項技術者能夠根據適合於所涵蓋之特定用途在各種實施例中且在進行各種修改的情況下最佳地利用本發明。因此，將瞭解，本發明意欲涵蓋屬於以下申請專利範圍之範疇內的所有修改及等效者。

Claims (11)

1. 一種傳輸一控制信號之方法，該方法包含以一第一電子器件：接收一第一低速控制信號；將該第一低速控制信號轉換為一第二較高速信號，其中將該第一低速控制信號轉換為一第二較高速信號包含調變該第一低速控制信號；及經由一電容器提供該第二較高速信號；及以一第二電子器件：接收該第二較高速信號；及將該第二較高速信號轉換為一第三低速控制信號。
2. 如請求項1之方法，其中該第一低速控制信號係在連接至一纜線之一第一末端之一第一插頭處接收。
3. 如請求項2之方法，其中該第一插頭中之電路系統將該第一低速控制信號轉換為該第二較高速信號。
4. 如請求項1之方法，其中將該第二較高速信號轉換為一第三低速控制信號包含解調變該第二較高速信號。
5. 如請求項1之方法，其中調變該第一低速控制信號包含使用曼徹斯特(Manchester)編碼調變該第一低速控制信號。
6. 如請求項1之方法，其進一步包含：經由一纜線提供該第三低速控制信號。
7. 一種判定一連接器插件在一連接器插座中之一定向之方法，該方法包含：判定該連接器插座中之一第一接腳是否接地，且若該第一接腳接地，則判定該連接器插件係以一第一定向插入於該連接器插座中， 及在該連接器插座之一第二接腳上提供一第一電壓，且若該連接器插座中之該第一接腳未接地，則判定該連接器插座中之該第二接腳是否接地，且若該第二接腳接地，則判定該連接器插件係以一第二定向插入於該連接器插座中，及在該連接器插座之該第一接腳上提供該第一電壓。
8. 如請求項7之方法，其中該方法係藉由一通電重設事件起始。
9. 如請求項8之方法，其中在一通電重設事件後，電力供應及信號在該連接器插座處斷開歷時一第一持續時間。
10. 如請求項9之方法，其中該第一持續時間為近似5毫秒。
11. 如請求項7至10中任一項之方法，其中該第一電壓係由一主機器件提供至一配件器件。