[实用新型]USB信号延长线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对USB传输线的改进。

背景技术

通用串行总线(USB)是目前广泛应用于计算机、音频和视频播放外围设备等各种场合的通讯协议，它可在外围设备与计算机之间实现高速、方便的连接。只需在计算机的USB接口上接入USB外围设备，USB驱动程序即可自动完成配置工作。

USB外围设备可以直接插在装置的USB接口上。有时，为方便起见，可以采用一个USB信号延长线将装置的USB接口和外接的USB外围设备连接起来。这种需要例如可以是，当在一个汽车音响外围设备的一个USB接口上接入一个带有USB接口的MP3存储片时，一方面司机或乘客要把手伸到前方的一个未必方便的位置上，另一方面该MP3存储片从所述的音响外围设备上向外凸出大约2厘米的距离，在车辆颠簸的情况下，如操作者不慎误碰到该存储片，容易损坏该存储片，甚至对操作者的人身安全造成损害。因此，有时需要一条USB信号延长线(或称连接线)连接标准的USB接口和USB外围设备。

按照USB总线标准，一个标准的USB电缆有四根线，其中两根传输的是5V的电源信号，另外两根线是数据线。目前，一类USB外围设备与电脑主机通讯时，四根线都呈平行线。如图1所示，一个USB外围设备5与一个USB主机(host)6采用一个四线结构连接。其中，导线1和4表示一对电源线，导线2和3表示一对USB数据线。电源线1提供+5V直流电源，电源线4接地，数据线2接信号端D-，数据线3接信号端D+。两信号端均可发出数字信号。

有些传输数率慢的外围设备，如USB鼠标对这些导线的抗干扰能力要求不高，不需要加屏蔽；而有些传输数率高的外围设备(如音频扬声器、显示器、打印机、存储器、游戏操纵杆等)或电磁兼容性(EMC)要求较高的场所容易因信号在传输中的扰动而产生误码。现有技术中所采用的一种避免产生误码的方法是在传输线上加屏蔽，必要时还需要在USB主机5和/或USB外围设备6前加上电磁干扰吸收环7以对线路进行屏蔽。

在某些场所，当屏蔽达不到EMC要求时，还需要在延长线外加上电磁干扰吸收环，以增强屏蔽效果。

电磁干扰吸收环专用于多股线缆上的干扰抑制，使用时可将一根多芯电缆或一束多股线缆穿于其中。将线缆多次穿环可加强屏蔽效果。电磁干扰吸收环常用于抑制电源线、数据线上的电磁干扰，同时还具有吸收静电脉冲能力。通常，用25MHz和100MHz频率点的阻抗值来衡量电磁干扰吸收环的吸收特性。

不过，加电磁干扰吸收环7的作用是有限的，它只能抑制USB信号延长线中数据线外部的干扰，而USB主机电源(图中未示出)所产生的干扰会影响两条数据线2和3和传输数据的正确率，因为电流大的设备或电源滤波不好的主机容易产生电源干扰。

为使USB信号延长线具有较好的电磁干扰能力，现有技术的另一种方案是在数据线和电源线外都包有一层金属屏蔽层，利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布，频率越高，趋肤深度越小，即频率越高，电磁波的穿透能力越弱)，有效地防止外部电磁干扰进入电缆，同时也阻止内部信号辐射出去，干扰其它设备的工作。

但附加电磁干扰吸收环的方法的缺点是使USB电缆的成本明显增加。

现有技术的一个较新的标准是，两根数据线为一对双绞线，其外侧包有一个金属屏蔽层(6.3 Cable，Universal Serial Bus Specification Revision 2.0)。但是，这种设置并不能完全解决从电源通过电源线传向数据线的电磁干扰的问题。

实用新型方案

因此，本实用新型的一个目的是提一种改进了的USB信号延长线，使其能够至少在USB外围设备端和数据线以及电源线之间形成屏蔽。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种USB信号延长线，其两端分别与一个USB设备相连，包括两根数据线2和3以及两根电源线1和4，所述的两根数据线2和3呈双绞线，其特征在于，所述的两根电源线1和4也为双绞线。

在本实用新型的USB信号延长线中，所述的两根电源线绞合时，节距为10至20mm时效果较好。

根据本实用新型的一个进一步的方面，所述的USB信号延长线的四根导线在所述延长线的两端并成一排，其中两根电源线的端口分别位于两端，两根数据线的端口位于中间。