专利名称：通用串行总线接口的连接线以及连接端口模块的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种连接线以及连接端口模块，特别指一种通用串行总线接口的连接线以及连接端口模块。
背景技术：
通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)是一种方便且低成本的连接方式，可同时连接多个输入装置，例如打印机、摇杆、键盘、鼠标、扫描器、调制解调器、数字相机、便携式磁盘装置等外围设备。通用串行总线支援热插拔(Hot Attach and Detach)以及随插即用(plug and play)，使用者不需要关断电源或重新开机，就可以新增或移除外围设备，也无须顾虑计算机系统的资源是否会有冲突。当外围设备连接到计算机时，计算机就会进行检测并设定正确的驱动程序，外围设备不一定要直接连接到计算机，而且可以依照任何顺序来连接，举例来说，假设键盘及打印机上亦提供通用串行总线的连接端口，则使用者可以先将键盘和打印机连接到计算机上，再将鼠标和摇杆连接到键盘上，而调制解调器和扫描器则通过打印机来与计算机连接。除此之外，通用串行总线还包含了扩充性强、安装简易以及传输速度快等优点，所以在市场上非常受欢迎。
请参考图1，图1为公知通用串行总线的连接线10。连接线10包含一主机连接端12以及一外围设备连接端14。依据通用串行总线的规定，通用串行总线以封包的方式作为主要的通信协定，各外围设备以分时多工(TimeDivision Multiplexing，TDM)的方式来传输数据，连接线10中包含四条线，其中二条为信号线(D+and D-)，以差动的方式产生信号，另二条为电源线(VCCand GND)，可提供5V/500mA的电源。通用串行总线的电源管理可分为自我供电(Self Power)或是总线供电(Bus Power)。自我供电利用外围设备的电源装置供电，以四端口的集线器为例，由集线器的电源装置供电，每端口可提供的电流为500mA。总线供电又可分为低功率及高功率，低功率用于耗电不超过100mA的外围设备，而高功率用于耗电不超过500mA的外围设备。总线供电的所有电流均由计算机主机提供，但最多的电流消耗量为500mA，以四端口的集线器为例，每端口可提供的电流为100mA，再加上集线器本身会消耗100mA的电流，总共的电流量为500mA。若外围设备的耗电量超过500mA，则违反了通用串行总线的规定，会出现相容性不佳的问题。
由上述可知，通用串行总线除了可用来传输外围设备与计算机主机之间的数据，也能提供外围设备工作时所需的电功率。然而目前有许多的外围设备只使用通用串行总线来传输数据，而采用独立的电源接头来提供电功率，如扫描器、打印机、调制解调器等，另外有些外围设备只会使用到通用串行总线的电源线来提供电功率，并不需要传输数据，如照明灯、充电器、加热器、散热装置等，所以在使用通用串行总线连接外围设备时，往往没有完全的使用到整个通用串行总线所提供的资源，形成了一种浪费。再者，当使用者每连接一外围设备时，就需要占用掉一个通用串行总线的连接端口，通常计算机主机只会提供少数的连接端口，使用者必须再自行购买集线器来扩充连接端口，相当不方便。
实用新型内容因此本实用新型的主要目的提供一种通用串行总线接口的连接线以及连接端口模块，以解决上述问题。
本实用新型的权利要求提供一种连接通用串行总线(universal seriesbus，USB)接口的连接线，其包含一主机连接端，位于该连接线的一端，其包含二电源接脚以及二信号接脚，用来连接到一计算机主机的通用串行总线连接端口；一数据连接端，位于该连接线的另一端，其包含二信号接脚，分别连接到该主机连接端的二信号接脚，该数据连接端用来连接到一第一外围设备的通用串行总线连接端口，并提供该第一外围设备与该计算机主机之间的信号传输；以及至少一电源连接端，与该数据连接端位于该连接线的同一端，其仅包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端的二电源接脚，该电源连接端用来连接到一第二外围设备的通用串行总线连接端口，并提供该第二外围设备工作所需的电功率。
本实用新型的权利要求另提供一种通用串行总线(universal series bus，USB)接口的连接端口模块，其包含一壳体；一主机连接端口，安装于该壳体上，该主机连接端口包含二电源接脚以及二信号接脚，该主机连接端口用来提供与一计算机主机的连接；一数据连接端口，安装于该壳体上，该数据连接端口包含二信号接脚，分别连接到该主机连接端口的二信号接脚，该数据连接端口用来提供与一第一外围设备的连接，使该计算机主机传输信号至该第一外围设备；以及至少一电源连接端口，安装于该壳体上，该电源连接端口仅包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端口的二电源接脚，该电源连接端口用来提供一第二外围设备的连接，使该计算机主机传输电功率至该第二外围设备。
图1为公知通用串行总线的连接线。
图2为本实用新型通用串行总线的第一种连接线。
图3为本实用新型通用串行总线的第二种连接线。
图4为本实用新型通用串行总线的第三种连接线。
图5为本实用新型通用串行总线的第四种连接线。
图6为本实用新型通用串行总线的连接端口模块。
附图符号说明10、20、30、40、50连接线12、22、32、42、52主机连接端14外围设备连接端24、34、44、54数据连接端26、36、46、56电源连接端60连接端口模块62主机连接端口64数据连接端口66电源连接端口68壳体69具体实施方式
请参考图2，图2为本实用新型通用串行总线的第一种连接线20。连接线20包含一主机连接端22、一数据连接端24以及一电源连接端26。主机连接端22位于连接线20的一端，包含二电源接脚以及二信号接脚，用来连接到一计算机主机的通用串行总线连接端口。数据连接端24位于连接线20的另一端，包含二电源接脚以及二信号接脚，利用连接线20中的电源线以及信号线分别连接到主机连接端22的二电源接脚以及二信号接脚。电源连接端26与数据连接端24位于连接线20的同一端，亦包含二电源接脚以及二信号接脚，利用连接线20中的电源线以及信号线分别连接到主机连接端22的二电源接脚以及二信号接脚。数据连接端24用来连接到一第一外围设备的通用串行总线连接端口，并提供该第一外围设备与该计算机主机间的信号传输，电源连接端26用来连接到一第二外围设备的通用串行总线连接端口，并提供该第二外围设备工作所需的电功率。为了减少占用通用串行总线连接端口的数目，本实用新型连接线20把公知连接线10的外围设备连接端14分为数据端24与电源端26，如此一条连接线便可以同时连接二种外围设备，但是这二种外围设备是有其限制的，数据端24所连接的第一外围设备必须是只使用连接线20来传输数据的装置，如扫描器、打印机、调制解调器等，而电源端26所连接的第二外围设备则必须是只使用连接线20来传输电功率的装置，如照明灯、充电器、加热器、散热装置等，因为该第一外围设备只用到连接线20中的信号线来传输数据，而该第二外围设备则是只用到连接线20中的电源线来传输电功率，所以二种外围设备皆可正常的工作。然而由于外围设备的限制，为了避免使用者同时将二种皆需要传输数据的外围设备分别连接到连接线20的数据端24与电源端26，可能会造成该计算机主机以及该外围设备的损坏，进行以下的改良设计。
请参考图3，图3为本实用新型通用串行总线的第二种连接线30。连接线30包含一主机连接端32、一数据连接端34以及一电源连接端36。由于使用第一种连接线20的数据端24连接第一外围设备只用到二信号接脚来传输数据，而连接第二外围设备的电源端26只用到二电源接脚来传输电功率，所以将数据端24中的二电源接脚移除，电源端26中的二信号接脚移除，形成第二种连接线30。因此，即使使用者同时将二种皆需要传输数据的外围设备分别连接到连接线30的数据端34与电源端36，也只有连接到数据端34的第一外围设备能将数据通过连接线30传输至该计算机主机，不会造成该计算机主机以及该外围设备的损坏。然而此种改良设计在使用者想利用连接线30来连接同时需要传输数据及电功率的外围设备时，如键盘、鼠标、数字相机等，便失去其通用性，因此本实用新型的较佳实施例如下。
请参考图4，图4为本实用新型通用串行总线的第三种连接线40。连接线40包含一主机连接端42、一数据连接端44以及一电源连接端46。连接线40除了避免使用者同时连接二种皆需要传输数据的外围设备可能造成的损坏的外，也维持了通用性。连接线40的数据端44仍包含二信号接脚以及二电源接脚，而电源端46则仅包含二电源接脚。使用者可利用数据端44来连接任意的通用串行总线接口的外围设备，不论是只使用连接线40中的信号线来传输数据的第一外围设备，或只使用连接线40中的电源线来传输电功率的第二外围设备，或是同时需要使用信号线来传输数据以及电源线来传输电功率的外围设备，都可以通过连接线40的数据端24来连接到计算机主机，维持了连接线40的通用性。电源端46仅包含二电源接脚，所以电源端46仅能用来提供电功率，并不能传输数据，若使用者同时将二种皆需要传输数据的外围设备分别连接到连接线40的数据端44与电源端46，则只有连接到数据端44的外围设备可以与该计算机主机沟通，而连接到电源端46的外围设备是没有作用的，如此可以避免二种外围设备同时传输数据给该计算机主机可能造成的损坏。若使用者同时将二种皆需要电功率的外围设备分别连接到连接线40的数据端44与电源端46，由于数据端44及电源端46中都有电源接脚，依据通用串行总线的规定，只要电流量的和不超过500mA，二种外围设备皆可以正常的工作。
请参考图5，图5为本实用新型通用串行总线的第四种连接线50。连接线50包含一主机连接端52、一数据连接端54以及三个电源连接端56。在上述的较佳实施例中，连接线40的数据端44可用来连接任意的外围设备，而连接线40的电源端46只能用来连接只需传输电功率的第二外围设备，若连接线40的数据端44与电源端46皆连接需要电功率的外围设备时，依据通用串行总线的规定，只要电流量的和不超过500mA，二种外围设备皆可以正常的工作。因此，在本实施例中，将连接线50的电源端56依据使用者的需要增加为数个，如图5所示，连接线50包含三个电源端56，这三个电源端56分别可连接一个只需要使用电功率的外围设备，只要连接到这三个电源端56的外围设备的电流量的和不超过通用串行总线的规定500mA，则连接到这三个电源端56的外围设备皆可正常的工作。
请参考图6，图6为本实用新型连接端口模块60的示意图。连接端口模块60包含一壳体68、一主机连接端口62、一数据连接端口64以及二电源连接端口66。主机连接端口62、数据连接端口64以及二电源连接端口66分别安装于壳体68上。主机连接端口62包含二信号接脚以及二电源接脚，可经由一通用串行总线连接线连接一计算机主机的通用串行总线连接端口。数据连接端口64包含二信号接脚以及二电源接脚，分别连接到主机连接端口62的二信号接脚以及二电源接脚；数据连接端口64可经由一通用串行总线连接线连接任意的外围设备的通用串行总线连接端口，使该计算机主机传输信号以及电功率至该外围设备。电源连接端口66仅包含二电源接脚，分别连接到主机连接端口62的二电源接脚；电源连接端口66可经由一通用串行总线连接线连接第二外围设备的通用串行总线连接端口，使该计算机主机传输电功率至该第二外围设备。利用连接端口模块60，使用者只需占用一个计算机主机的通用串行总线连接端口，就可以同时连接一个任意的外围设备以及二个第二外围设备。此外，电源连接端口66可依据使用者的需要再增加，只要连接到电源连接端口66的外围设备的电流量的和不超过通用串行总线的规定500mA，则所有的外围设备皆可正常的工作。
由上述可知，连接线40以及连接端口模块66可充分的利用每一个计算机主机的通用串行总线连接端口，分别以连接线(插头)以及连接端口(插座)的形式来扩充通用串行总线连接端口的使用范围，使一个通用串行总线连接端口在通过连接线40以及连接端口模块66后，可以连接一个任意的外围设备以及至少一个仅需传输电功率的第二外围设备。
与公知技术相比较，本实用新型连接线将公知连接线的外围设备连接端分成一数据连接端以及至少一电源连接端，数据连接端包含二信号接脚以及二电源接脚，可用来连接任意的外围设备，保有公知连接线的通用性，电源连接端仅包含二电源接脚，可用来连接只需要使用电功率的外围设备，而且在通用串行总线的规定电流量内，可依据使用者的需要增加电源连接端的数目。此外，本实用新型另提供连接端口模块，其包含一主机连接端口、一数据连接端口以及至少一电源连接端口，数据连接端口包含二信号接脚以及二电源接脚，可用来连接任意的外围设备，保有公知连接端口的通用性，电源连接端口仅包含二电源接脚，用来连接只需要使用电功率的外围设备。因此，利用本实用新型连接线以及连接端口模块，使用者可充分的利用每一个计算机主机的通用串行总线连接端口。公知连接线每连接一种外围设备便会占用一个通用串行总线的连接端口，但并非每一种外围设备都需要传输数据与电功率，形成了连接端口与连接线使用上的浪费。本实用新型连接线以及连接模块只需占用一个通用串行总线连接端口，就可以同时连接多种的外围设备，使通用串行总线提供的数据传输与电功率传输资源皆被使用，提高通用串行总线的使用效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求所做的等效变化与修改，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1.一种连接通用串行总线(USB)接口的连接线，其包含一主机连接端，位于该连接线的一端，其包含二电源接脚以及二信号接脚，用来连接到一计算机主机的通用串行总线连接端口；一数据连接端，位于该连接线的另一端，其包含二信号接脚，分别连接到该主机连接端的二信号接脚，该数据连接端系用来连接到一第一外围设备的通用串行总线连接端口，以提供该第一外围设备与该计算机主机之间的信号传输；以及至少一电源连接端，与该数据连接端位于该连接线的同一端，其仅包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端的二电源接脚，该电源连接端系用来连接到一第二外围设备的通用串行总线连接端口，以提供该第二外围设备工作所需的电功率。
2.如权利要求1所述的连接线，其中该信号接脚的通信协定符合USB1.0/2.0的规范。
3.如权利要求1所述的连接线，其中该电源接脚传输的电功率符合USB1.0/2.0的规范。
4.如权利要求1所述的连接线，其材料符合USB1.0/2.0的规范。
5.如权利要求1所述的连接线，其中该数据连接端另包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端的二电源接脚，用来提供该第一外围设备工作所需的电功率。
6.一种通用串行总线(USB)接口的连接端口模块，其包含一壳体；一主机连接端口，安装于该壳体上，该主机连接端口包含二电源接脚以及二信号接脚，该主机连接端口用来提供与一计算机主机的连接；一数据连接端口，安装于该壳体上，该数据连接端口包含二信号接脚，分别连接到该主机连接端口的二信号接脚，该数据连接端口用来提供与一第一外围设备的连接，使该计算机主机传输信号至该第一外围设备；以及至少一电源连接端口，安装于该壳体上，该电源连接端口仅包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端口的二电源接脚，该电源连接端口用来提供一第二外围设备的连接，使该计算机主机传输电功率至该第二外围设备。
7.如权利要求6所述的连接端口模块，其中该数据连接端口另包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端口的二电源接脚，使该计算机主机传输电功率至该第一外围设备。
8.如权利要求6所述的连接端口模块，其中该信号接脚的通信协定符合USB1.0/2.0的规范。
9.如权利要求6所述的连接端口模块，其中该电源接脚传输的电功率符合USB1.0/2.0的规范。
专利摘要一种连接通用串行总线接口的连接线以及连接端口模块，该连接线包含一主机连接端、一数据连接端以及至少一电源连接端。该主机连接端位于该连接线的一侧，包含二电源接脚以及二信号接脚。该数据连接端位于该连接线的另一侧，包含二信号接脚。该电源连接端与该数据连接端位于该连接线的同一侧，仅包含二电源接脚。该连接端口模块包含一壳体、一主机连接端口、一数据连接端口以及至少一电源连接端口。该主机连接端口包含二电源接脚以及二信号接脚。该数据连接端口包含二信号接脚，分别连接到该主机连接端口的二信号接脚。该电源连接端口仅包含二电源接脚，分别连接到该主机连接端口的二电源接脚。
文档编号H01B11/00GK2689491SQ20032012438
公开日2005年3月30日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年9月10日
发明者陈磊 申请人:明基电通股份有限公司