TWM448774U

TWM448774U - 傳輸線電纜結構

Info

Publication number: TWM448774U
Application number: TW101219516U
Authority: TW
Inventors: Kuo-An Huang
Original assignee: Lanterra Ind Co Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-03-11

Description

傳輸線電纜結構

本創作係有關一種傳輸線電纜結構，特別是關於一種能消除電磁干擾之傳輸線電纜結構。

電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI)一直是電纜通訊傳輸系統中必須解決的課題，即當傳輸線電纜中的金屬導線進行電訊號傳輸時，便會輻射出電磁干擾以及拾取由其他電子設備上所產生的電磁干擾。尤其是現代高速傳輸規格與介面的盛行，使得傳輸線電纜在傳輸這類高速的高頻訊號時面臨更高的電磁干擾挑戰。例如HDMI 1.3傳輸速度的規格是10.2Gbps，這種高頻訊號傳輸對於電磁干擾相當敏感，且多種高頻訊號間很容易產生相互干擾(Cross Talk)。

習知傳輸線電纜結構在傳輸信號時抑制電磁干擾的傳統解決方案是在纜線包覆層使用金屬編織網覆蓋屏蔽信號線。然而該傳統解決方案由於金屬編織網的成本昂貴，使得電纜長度增加製造成本也將更加提高；此外，該傳統解決方案尚包含：對於由差動信號的不平衡所發生的共模電流無法得到充分的刪減效果；以及提高欲傳送信號的衰減等缺點。

有鑑於此，為改善習知傳輸線電纜結構包含金屬編織網電纜造成製造成本提高之缺點，本創作提出一種傳輸線電纜結構，該傳輸線電纜結構無須使用金屬編織網覆蓋屏蔽信號線之作法即可抑制電磁干擾使信號於電纜傳輸時降低影響，並且由於電纜中不使用金屬編織網，更可以有效降低製造成本及降低傳送時信號的衰減。

為解決上述缺點，本創作提出一種傳輸線電纜結構，包括：兩個電氣連接器、一信號線組、至少一抑制電磁干擾元件以及一纜線包覆層。兩個電氣連接器各具有複數個端子用以連接電子設備並接收或傳送信號，該電氣連接器可以是DisplayPort連接器、HDMI連接器、DVI連接器、USB連接器、D-SUB(或稱VGA)連接器、或使用於醫療用器材之連接器的其中之一。該信號線組由複數條導線組成，每一導線電氣連接兩個電氣連接器的對應端子，其中至少兩條導線用以傳輸一差動信號對。該抑制電磁干擾元件為由一第一線圈、一第二線圈及一導磁件組成，該第一、第二線圈分別串接於傳輸差動信號對的兩條導線，且前述線圈可以為共模抗流線圈、微型抗流線圈以及封裝型微型抗流線圈其中之一。另外，抑制電磁干擾元件也可為一共模濾波器，針對欲濾除之雜訊頻帶做設計。該纜線包覆層包覆該信號線組，以提供保護作用，其中該纜線包覆層並不包含接地導電層，例如不包含由銅或銀製成的金屬編織網。

本創作傳輸線電纜結構由於使用共模抗流線圈或共模濾波器連結於差動信號對導線上，除了提供抑制電磁干擾對電纜傳輸信號之影響之外，並對於由差動信號的不平衡所發生的共模電流有很好的刪減效果，這是傳統使用金屬編織網覆蓋之電纜所無法提供之效果，並且進一步削減電纜製作成本及降低傳送時信號之衰減。

以下舉出具體實施例以詳細說明本創作之內容，並以圖式作為輔助說明。說明中提及之符號係參照圖式符號。

第一具體實施例

請參閱第一圖，為本創作傳輸線電纜結構應用於HDMI電纜之外觀示意圖。在本創作此一實施例中，抑制電磁干擾元件1被包含於電氣連接器2之中，而該電氣連接器2為一HDMI連接器。本創作傳輸線電纜結構並包含信號線組5及其纜線包覆層3，於纜線包覆層3之中並不包含金屬編織網或接地導電層。信號線組5由複數條導線組成，每一導線電氣連接兩個電氣連接器2的對應端子4。

請參閱第二圖，為第一圖所示傳輸線電纜結構之HDMI連接器之內部透視圖。在本創作此一實施例中，抑制電磁干擾元件1具有四個端點，應用連接於傳輸差動信號對6的兩條導線，該抑制電磁干擾元件1用於抑制電磁干擾對信號於差動信號對6上傳輸時之影響。

請參閱第三圖，為第一圖所示傳輸線電纜結構之電路圖。在本創作此一實施例中，連接於抑制電磁干擾元件1的HDMI連接器傳送之差動信號對6包含：(TMDS2+,TMDS2-)、(TMDS1+,TMDS1-)、(TMDS0+,TMDS0-)及(TMDS CK+,TMDS CK-)。本創作於傳送差動信號對6的兩條導線串接加入一抑制電磁干擾元件1，該抑制電磁干擾元件1由第一線圈7、第二線圈8及導磁件9所組成，其中該第一線圈7、第二線圈8分別串聯於傳輸差動信號對6的兩條導線，如第三圖所示，形成一個共模抗流線圈，抑制電磁干擾元件1被包含於一端之電氣連接器2之中。根據實作方式的不同，本創作可以將複數個共模抗流線圈設置於相同抑制電磁干擾元件1之中，如第四圖所示。由第四圖可知抑制電磁干擾元件1可以視需求而被設計成包含單一共模抗流線圈、複數個共模抗流線圈或共模濾波器，並不限定於一抑制電磁干擾元件1只對應一組差動信號對6。抑制電磁干擾元件1亦可以被配置於一電路板之上。

請參閱第五A圖，為本創作抑制電磁干擾元件之側視圖。如第五A圖所示，抑制電磁干擾元件1中含有一共模抗流線圈10，其纏繞於磁芯11。請參閱第五B圖，為本創作抑制電磁干擾元件之後視圖。請參閱第五C圖，為本創作抑制電磁干擾元件之下視圖。如第五C圖所示，共模抗流線圈10具備端子與差動信號對相連結。請參閱第五D圖，為本創作抑制電磁干擾元件之電路符號示意圖。如第五D圖所示，一共模抗流線圈由第一線圈7、第二線圈8及導磁件9所組成，上述第一線圈7及第二線圈8感應磁場同方向，屬於互助形式。

請參閱第六圖，為本創作傳輸線電纜結構之剖面圖。如第六圖所示，纜線包覆層3與信號線組5之間並無習知用來抑制電磁干擾的金屬編織網覆蓋層。本創作使用抑制電磁干擾元件1以抑制信號線產生的電磁干擾而無須在纜線包覆層3中使用金屬編織網覆蓋層，即本創作之纜線包覆層3不包含接地導電層，其中信號線組5中有至少一雙絞線12用以傳輸一差動信號對。

第二具體實施例

請參閱第七圖，為本創作傳輸線電纜結構應用於DVI連接器之電路圖。在本創作此一實施例中，抑制電磁干擾元件1具有八個端點，差動信號對6的傳送側及接受側之導線各自連接於相異之抑制電磁干擾元件1，該連接於抑制電磁干擾元件1的差動信號對6包含：(TMDS Data0+,TMDS Data 0-)、(TMDS Data 1+,TMDS Data 1-)、(TMDS Data 2+,TMDS Data 2-)及(TMDS clock+,TMDS clock-)。前述兩側之抑制電磁干擾元件1以信號線組5相連接，兩側之電磁干擾元件1分別被包含於兩側之電氣連接器2之中。本實施例說明了根據抑制電磁干擾需求之效果，可僅於電氣連接器之一端加入抑制電磁干擾元件，抑或兩端皆加入抑制電磁干擾元件，端視傳輸規格與欲達成效果之程度而定。

第三具體實施例

請參閱第八圖，為本創作傳輸線電纜結構應用於USB2.0連接器之電路圖。在本創作此一實施例中，USB2.0連接器中的差動信號對6，即Data+和Data-連接於抑制電磁干擾元件1，當傳輸該差動信號時，該差動信號先經由抑制電磁干擾元件1，再經過信號線組5至電纜的另一端。

(補上測試圖之實施例說明)

綜上所述，本創作之傳輸線電纜結構，即使其纜線包覆層內不含有傳統金屬編織網形成之接地導電層，透過本創作之抑制電磁干擾元件連接於該電纜連接器之差動信號對上，依然可以消除電磁干擾使該電纜符合其傳輸介面之規範。本創作可應用於多種不同規格介面的電纜，並達成優秀的消除電磁干擾效果，例如另外應用於DisplayPort連接器或醫療用器材之連接器，其中應用本創作於醫療用器材可進一步地提高醫療之精確度，減少因電磁干擾而產生誤診的機會。以上僅列舉便於理解之三種實施例。

雖然本創作的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本創作的範疇內，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧抑制電磁干擾元件

2‧‧‧電氣連接器

3‧‧‧纜線包覆層

4‧‧‧端子

5‧‧‧信號線組

6‧‧‧差動信號對

7‧‧‧第一線圈

8‧‧‧第二線圈

9‧‧‧導磁件

10‧‧‧共模抗流線圈

11‧‧‧磁芯

12‧‧‧雙絞線

第一圖為HDMI電纜外觀示意圖。

第二圖為HDMI電氣連接器內部透視圖。

第三圖為HDMI連接器電路圖。

第四圖為HDMI連接器電路圖。

第五A圖為抑制電磁干擾元件之側視圖。

第五B圖為抑制電磁干擾元件之後視圖。

第五C圖為抑制電磁干擾元件之下視圖。

第五D圖為抑制電磁干擾元件之電路符號示意圖。

第六圖為傳輸線電纜結構之剖面圖。

第七圖為DVI連接器電路圖。

第八圖為USB2.0連接器電路圖。