連接器、數據接收設備、數據發送設備以及數據發送和接收系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及連接器、數據接收設備、數據發送設備以及數據發送和接收系統。
【背景技術】
[0002]隨著近年來信息化社會的發展，由諸如個人計算機(PC)和服務器的信息處理設備操縱的信息的量(數據的量和信號的量)爆發性增長。根據數據量的這種增加，在設備之間執行數據發送和接收的過程中以更高速度傳遞更多數據的需要大增。
[0003]然而，一般因數據發送量的增加和數據發送速度的提高，造成信號劣化。因此，正期望的是增加數據發送量和減少信號劣化的技術。
[0004]例如，專利文獻I公開了一種以下的技術:通過根據將與可應用于高清多媒體接口(HDMI)(注冊商標)標準的連接器連接的基板的厚度變化來調節基板的連接器安裝單元的特征阻抗，從而減少信號劣化，所述連接器發送數字信號。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:JP 2009-129649A
【發明內容】
[0008]技術問題
[0009]然而，專利文獻I中描述的技術是設備中的插座側連接器安裝單元的技術。在該技術中，使用電纜中的插座側連接器和插頭側連接器的現有技術。因此，在嘗試將數據發送量增加得更多的情況下，專利文獻I中描述的技術作為減少信號劣化的措施是不足夠的。
[0010]因此，本公開提出了一種能夠減少信號劣化的新穎且改進的連接器、數據接收設備、數據發送設備以及數據發送和接收系統。
[0011]問題的解決方案
[0012]根據本公開，提供了一種連接器，所述連接器包括:信號引腳，其在第一方向上延伸并且發送信號；基板，其具有上面形成有信號引腳的一個表面；電導體層，其具有地電位，所述電導體層形成在所述基板的上面形成有所述信號引腳的表面的相對表面上。
[0013]根據本公開，提供了一種數據發送設備，所述數據發送設備包括連接器，所述連接器包括:信號引腳，其在第一方向上延展并且發送信號；基板，其由電介質形成并且具有上面形成有信號引腳的表面；電導體層，其具有地電位，所述電導體層形成在所述基板的上面形成有所述信號引腳的表面的相對表面上。借助所述連接器將信號發送到任意設備。
[0014]根據本公開，提供了一種數據接收設備，所述數據接收設備包括:連接器，其包括信號引腳，其在第一方向上延展并且發送信號；基板，其由電介質形成并且具有上面形成有信號引腳的表面；電導體層，其具有地電位，所述電導體層形成在所述基板的上面形成有所述信號引腳的表面的相對表面上。借助連接器接收從任意設備發送的信號。
[0015]根據本公開，提供了一種數據發送和接收系統，所述數據發送和接收系統包括:數據發送設備，其借助連接器向任意裝置發送信號，所述連接器包括信號引腳、基板、電導體，所述信號引腳在第一方向上延展并且發送信號，所述基板由電介質形成并且具有上面形成有信號引腳的表面，所述電導體層具有地電位，所述電導體層形成在所述基板的上面形成有所述信號引腳的表面的相對表面上；數據接收設備，其借助連接器接收從任意設備發送的信號。
[0016]根據本公開，電導體層、基板(電介質層)和信號引腳以該次序堆疊，從而形成所謂的微帶線。因此，可以減少流過信號引腳的電流(信號)對其它信號引腳的影響。
[0017]本發明的有益效果
[0018]如上所述，根據本公開，可以進一步減少信號劣化。
【附圖說明】
[0019][圖1A]圖1A是示出通用A型HDMI連接器中或通用D型HDMI連接器中發送高速差分信號的引腳布置的示意圖。
[0020][圖1B]圖1B是示出A型HDMI連接器中或D型HDMI連接器中新添加高速差分數據線的引腳布置的示意圖。
[0021][圖2A]圖2A是示出通用C型HDMI連接器中發送高速差分信號的引腳布置的示意圖。
[0022][圖2B]圖2B是示出C型HDMI連接器中新添加高速差分數據線的引腳布置的示例的示意圖。
[0023][圖3A]圖3A是示出以由通過信號引腳的y軸和z軸構成的橫截面切割時通用C型HDMI連接器的結構示例的截面圖。
[0024][圖3B]圖3B是與圖3A中的A-A橫截面對應的通用C型HDMI連接器的截面圖，A-A橫截面由X軸和y軸構成。
[0025][圖3C]圖3C是與圖3B中的C-C橫截面對應的通用C型HDMI連接器的截面圖，C-C橫截面由X軸和z軸構成。
[0026][圖4A]圖4A是示出以由通過信號引腳的y軸和z軸構成的橫截面切割時根據本公開的第一實施例的連接器的結構示例的截面圖。
[0027][圖4B]圖4B是與圖4A中的A-A橫截面對應的根據第一實施例的連接器的截面圖，A-A橫截面由X軸和Y軸構成。
[0028][圖4C]圖4C是與圖4B中的C-C橫截面對應的根據第一實施例的連接器的截面圖，C-C橫截面由X軸和Z軸構成。
[0029][圖5]圖5是示出其中設置有保護線的構造的說明性示圖。
[0030][圖6A]圖6A是示出通用C型HDMI連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0031][圖6B]圖6B是示出通用C型HDMI連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0032][圖7A]圖7A是示出根據第一實施例的連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0033][圖7B]圖7B是示出根據第一實施例的連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0034][圖8A]圖8A是示出通用C型HDMI連接器結構的眼圖(eyepattern)的電壓特征圖。
[0035][圖SB]圖SB是示出通用C型HDMI連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0036][圖9A]圖9A是示出根據第一實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0037][圖9B]圖9B是示出根據第一實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0038][圖9C]圖9C是示出其中還布置有保護線的根據第一實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0039][圖9D]圖9D是示出其中還布置有保護線的根據第一實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0040][圖9E]圖9E是示出其中還布置有保護線的根據第一實施例的連接器結構的串擾特征的電壓特征圖。
[0041][圖10A]圖1OA是示出以由通過信號引腳的y軸和z軸構成的橫截面切割時通用D型HDMI連接器的結構示例的截面圖。
[0042][圖10B]圖1OB是與圖1OA中的A-A橫截面對應的通用D型HDMI連接器的截面圖，A-A橫截面由X軸和Y軸構成。
[0043][圖10C]圖1OC是與圖1OB中的C-C橫截面對應的通用D型HDMI連接器的截面圖，C-C橫截面由X軸和Z軸構成。
[0044][圖11A]圖1lA是示出以由通過信號引腳的y軸和z軸構成的橫截面切割時根據本公開的第二實施例的連接器的結構示例的截面圖。
[0045][圖11B]圖1lB是與圖1lA中的A-A橫截面對應的根據第二實施例的連接器的截面圖，A-A橫截面由X軸和Y軸構成。
[0046][圖11C]圖1lC是與圖1lB中的C-C橫截面對應的根據第二實施例的連接器的截面圖，C-C橫截面由X軸和Z軸構成。
[0047][圖12A]圖12A是示出通用D型HDMI連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0048][圖12B]圖12B是示出通用D型HDMI連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0049][圖13A]圖13A是示出根據第二實施例的連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0050][圖13B]圖13B是示出根據第二實施例的連接器結構中的電場分布的電場的等高線圖。
[0051][圖14A]圖14A是示出通用D型HDMI連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0052][圖14B]圖14B是示出通用D型HDMI連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0053][圖15A]圖15A是示出其中還布置有保護線的根據第二實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0054][圖15B]圖15B是示出其中還布置有保護線的根據第二實施例的連接器結構的眼圖的電壓特征圖。
[0055][圖15C]圖15C是示出其中還布置有保護線的根據第二實施例的連接器結構的串擾特征的電壓特征圖。
[0056][圖16A]圖16A是示出根據第一實施例的連接器的修改形式中的信號引腳布置的示例的示意圖。
[0057][圖16B]圖16B是示出以由通過信號引腳的y軸和z軸構成的橫截面切割時圖16A中示出的連接器的結構示例的示意圖。
[0058][圖16C]圖16C是與圖16B中的A-A橫截面對應的圖16A中示出的連接器的示意圖，A-A橫截面由X軸和Y軸構成。
[0059][圖16D]圖16D是與圖16C對應的連接器的修改形式的示意圖，其中，信號引腳的橫截面面積只在裝配部分之外的區域內擴展。
[0060][圖17]圖17是其中根據第一實施例的連接器中在基板上設置裝置的示意圖。
[0061][圖18A]圖18A是示出作為根據第一實施例和第二實施例的修改形式的裝置的AC/DC轉換電路的電路構造示例的示意圖。
[0062][圖18B]圖18B是示出作為根據第一實施例和第二實施例的修改形式的裝置的寄存器和通信電路的構造示例的示意圖。
[0063][圖18C]圖18C是示出作為根據第一實施例和第二實施例的修改形式的裝置的電池的構造示例的示意圖。
[0064][圖19]圖19是示出HDMI電纜在盤記錄器和電視接收器之間發送的各通道的數據構造示例的說明性示圖。
[0065][圖20]圖20是示出在發送裝置(sourcedevice)和接收裝置(sink device)相連的情況下的CEC控制的時序不例的時序圖。
[0066][圖21]圖21是示出在檢測到經由HDMI電纜連接的裝置的情況下各裝置中的CEC對應檢查過程的流程圖。
[0067][圖22]圖22是示出電源控制中的包括發送裝置和接收裝置的通信系統的構造示例的功能框圖。
[0068][圖23]圖23是示出電源控制中的控制時序的時序圖。
【具體實施方式】
[0069]下文中，將參照附圖詳細描述本公開的優選實施例。注意的是，在這個說明書和附圖中，用相同參考標號表示具有基本相同功能和結構的結構元件，省略對這些結構元件的重復說明。
[0070]注意的是，在下面的說明中，可應用于高清多媒體接口(HDMI)標準的連接器(下文中，被稱為HDMI連接器)、數據接收設備、數據發送設備、數據發送和接收系統被用作根據本公開的實施例的連接器、數據接收設備、數據發送設備、數據發送和接收系統的示例。然而，本實施例不限于此，并且可應用于基于另一種通信方法或另一個通信標準的連接器、數據接收設備、數據發送設備、數據發送和接收系統。
[0071]另外，根據本公開的實施例的連接器可應用于電纜中的插頭側連接器或數據接收設備和數據發送設備中的插座側連接器中的任一個。在下面的說明中，電纜中的插頭側連接器被簡稱為“插頭側連接器”，數據接收設備和數據發送設備中的插座側連接器被簡稱為“插座側連接器”。另外，“連接器”只意指插頭側連接器和插座側連接器中的任一個，除非特別聲明。此外，在下面的說明中，插頭側連接器具有所謂的公端子形狀，插座側連接器具有所謂的母端子形狀。然而，本實施例不限于此。可顛倒插頭側連接器的端子形狀和插座側連接器的端子形狀之間的關系。
[0072]注意的是，按以下次序提供描述。
[0073]1.關于發送數據量增加的研宄
[0074]2.第一實施例
[0075]2.1.通用C型連接器的結構示例
[0076]2.2.根據第一實施例的連接器的結構示例
[0077]2.3.特征的比較
[0078]3.第二實施例
[0079]3.1通用D型連接器的結構示例
[0080]3.2根據第二實施例的連接器的結構示例
[0081]3.3特征的比較
[0082]4.修改形式
[0083]4.1.信號引腳的橫截面面積的擴大
[0084]4.2.基板上的裝置安裝
[0085]5.應用示例
[0086]5.1.CEC 控制
[0087]5.2.電源控制
[0088]6.結論
[0089]〈1.關于發送數據量增加的研宄〉
[0090]在這個部分中，首先說明促使本發明的發明人想到本發明的背景，以闡明本公開。
[0091]近來，HDMI已經被廣泛用作在視頻裝置之間高速發送視頻信號(視頻數據、音頻數據等)的通信接口。在基于HDMI標準的通信中，作為視頻信號源的裝置(諸如，盤再現設備)通常經由HDMI電纜連接到顯示裝置(監視器接收器、電視接收器等)。注意的是，在下面的說明中，用于輸出信號(諸如，視頻信號)的裝置被稱為源裝置、輸出設備、發送設備等，被輸入信號(諸如，視頻信號)的裝備被稱為接收裝置、輸入設備、接收設備等。
[0092]對可操縱具有更尚品質圖像和更尚品質聲音的視頻的諸如盤再現設備和顯不裝置的消費電子產品(CE)的需求日益增加。因此，近來，當基于HDMI標準發送數據時，針對諸如視頻數據和音頻數據的視頻信號，期望發送更大量的數據。
[0093]根據HDMI標準，HDMI連接器具有19個引腳。在通用HDMI連接器中，使用12個弓丨腳發送視頻信號，其它引腳用作消費電子控制(CEC)、電源、熱插拔檢測器(HPD)等。對于包括在通用HDMI連接器中引腳布置的HDMI標準的細節，例如，可參照“HDMI規范版本1.4 (HDMI Specificat1n Vers1n 1.4)，，。
[0094]這里，參照圖1A，說明通用A型HDMI連接器中的引腳布置。注意的是，D型HDMI連接器中的引腳布置類似于A型HDMI連接器中的引腳布置。
[0095]圖1A是示出通用A型HDMI連接器中或通用D型HDMI連接器中發送高速差分信號的引腳布置的示意圖。注意的是，圖1A只示出12個與視頻信號發送相關的信號引腳，未示出其它信號引腳。另外，圖1A示出輸入設備中的插座側HDMI連接器的端子表面。
[0096]參照圖1A，信號引腳941在通用A型HDMI連接器的端子表面上以Z字形布置成兩行，信號引腳941被嵌入外殼(殼體)943所覆蓋的電介質942中。對于信號引腳941中的每個，應用不同種類的信號，圖1A示出信號的種類。
[0097]具體地，“Data2+”、“Data2屏蔽”和“Data2_”被分別分配給信號引腳#1、#2和#3。以類似方式，“Datal+”、“Datal屏蔽”和“Datal-”被分別分配給信號引腳#4、#5和#6。另夕卜，以類似方式，“DataO+”、“DataO屏蔽”和“DataO-”被分別分配給信號引腳#7、#8和#9。另外，“cl0ck+”、“cl0ck屏蔽”和“clock-”被分別分配給信號引腳#10、#11和#12。
[0098]也就是說，數據線(DataO/1/2)和時鐘中的每個由包括差分線Datai+、Data1-和Datai屏蔽(i =0、1、2)的三條線構成。當發送數據時，差分線Datai+和Data1-產生差分信號之間的耦合(產生差分耦合)。通過使用DataO/1/2，HDMI源裝置以最大3.425Gbps向HDMI接收裝置發送R(紅色)、G (綠色)和B (藍色)的數字視頻數據集合(視頻數據)中的每個作為串行數據并且發送是串行視頻數據的10-頻分的像素時鐘(最大340.25MHz)作為時鐘。
[0099]這里，在下面的描述中，定義坐標軸，并且提供對連接器的說明。具體地，信號引腳在連接器的端子表面上的布置方向被定義為X軸方向。一對連接器彼此裝配的方向被定義為I軸方向。垂直于X軸和I軸的方向被定義為Z軸方向。
[0100]至于X軸的正方向和負方向，遵照HDMI標準，信號引腳數量變大的方向(圖1中的左邊)被定義為X軸的正方向。至于y軸的正方向和負方向，從插頭側連接器朝向插座側連接器(在與圖1A的紙張平面垂直的方向上朝向紙張平面)的方向被定義為y軸的正方向。至于z軸的正方向和負方向，圖1A的向上方向被定義為z軸的正方向。
[0101]這里，作為發送更多視頻信號的方式，可考慮改變信號引腳的分配。具體地，在圖1A中，可考慮，使用用作差分線(差分數據通道)對的屏蔽的信號引腳“Data2屏蔽”、“Datal屏蔽”和“DataO屏蔽”和作為用于發送時鐘信號的信號引腳“cl0ck+”、“cl0ck-”和“clock屏蔽”作為對應于新數據線的信號引腳。
[0102]圖1B示出改變信號引腳的分配的這種方式的示例。圖1B是示出A型HDMI連接器中或D型HDMI連接器中新添加高速差分數據線的引腳布置的示例的示意圖。
[0103]參照圖1B，新差分線對“0&七&3+”、“0&七&3-”、“0&1&4+”和“Data4_”被分別分配給用作圖1A中的屏蔽的信號引腳#2、#5、#8和#11。另外，新差分線對“Data5+”和“Data5_”被分別分配給用作圖1A中的時鐘的信號引腳#10和#12。
[0104]可通過將STP電纜的引流線連接到插頭側連接器的殼體部分并且通過連接源裝置和接收裝置的插座側連接器的殼體部分并且將殼體部分接地，可確保電纜被屏蔽，所述引流線被連接作為如圖1A中所示的