[实用新型]电子黑板USB连接结构

说明书

本实用新型提出了一种电子黑板USB连接结构，包括触控板、主控OPS电脑、电源板、转接板、感应控制板、LCD背光板、数据线、地线及+5V电源线；触控板与主控OPS电脑的USB端口之间通过一根数据线直连，触控板、主控OPS电脑及电源板的地线依靠电子黑板金属结构件直连，电源板的+5V/2.5A端口引出+5V电源线并通过转接板提供给触控板和LCD背光板，感应控制板控制转接板中的+5V电源线的通断。本实用新型通过有效的线缆结构形式，大幅度降低数据传送的对地分布电容，提高USB数据信号的矩形系数，实现电子黑板触摸控制USB信号的快速沟通和有效、稳定的触控。

技术领域

本实用新型属于电子黑板技术领域，具体涉及一种可有效进行USB数据通讯的电子黑板USB连接结构。

背景技术

电子黑板有普通粉笔书写和电子书写两种书写形式。

普通粉笔书写时需要同时关断LCD背光电源和触摸控制板(触控板)的+5V电源。

电子书写时则需要点亮LCD背光，同时对触控板加电。触控板与黑板主控OPS(OpenPlug gable Specification，开放式可插拔规范)电脑之间的数据通讯采用USB(UniversalSerial Bus通用串行总线)接口形式。由于电子黑板的相对体积较大，且需要对触控板进行实时加电自校正控制，因此用两根相对长度较长的USB连接线(各1.5m)连接，见图1。

相对长度较长的通用USB连接线(L＝3m)使USB数据信号的矩形系数降低，见图2，因而产生USB识别时间长，且听不到USB识别音的问题，严重时则会使USB设备无法识别，系统无法正常工作。其实质是USB连接线长度增加时，USB数据传送线对地的分布电容变大，对高次谐波信号的衰减增加所致。

通用USB连接线的线规要求数据线(D+及D-)为28AWG，在传送高速(Full Speed)12Mb/s数据信号时还要求数据线采用对绞结构；电源线(U_BUS＝+5V)及地线(GND)为20AWG～28AWG，这两根线无对绞要求。具体结构形式见图3。

如果电源线及地线的线规同为28AWG，对应的导线截面积则为0.0804mm²，当USB连接线的长度为3m时，其线阻为0.681Ω，对于0.6A的触控板启动电流，连接线的电压降为0.41V，此时加载到触控板的电源电压为+4.59V(电源输出为标准+5.0V)。

根据相关标准，USB电源输出电压标称值是+5V±5％(+4.75V～+5.25V)，而标准USB设备要求电源适用范围是+4.4V～+5.25V。如果USB电源输出电压为下限的+4.75V，加载到触控板的电源电压就只有+4.34V，低于标准USB设备要求电源适用范围为+4.4V的下限要求，因此就产生了USB识别时间长，且听不到USB识别音的问题，严重时则会使USB设备无法识别，系统无法正常工作。

注：AWG为美国线规American wire gauge。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电子黑板USB连接结构，通过有效的线缆结构形式，大幅度降低数据传送的对地分布电容，提高USB数据信号的矩形系数，实现在USB电源输出电压为下限的+4.75V时，加载到控板的电源电压大于+4.4V，从而实现电子黑板触摸控制USB信号的快速沟通和有效、稳定的触控。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：