连接器、数据接收设备、数据发送设备以及数据发送和接收系统的制作方法_4

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是向外部开放的开放表面。另外,壳体440由电导体形成。壳体440的电位固定于例如地电位。
[0201]壳体440的开放表面的开口的面积略大于插头侧连接器30的壳体340的开放表面的横截面面积。如图1lA至图1lC中所示,设置有插头侧连接器30的壳体340的开放表面的端部被插入插座侧连接器40的壳体440的开放表面的开口中,插头侧连接器30和插座侧连接器40被彼此装配。注意的是,图1lA和图1lB中的用虚线指示的区域代表插头侧连接器30和插座侧连接器40的装配部分V。
[0202]在基板430的后表面(换句话讲,上面形成有信号引脚410的表面的相对表面)上,形成具有地电位的电导体层。参照图1lA至图11C,根据本实施例,壳体440面对基板430后表面的表面比其它表面厚,并且接触基板430的后表面。因此,形成在基板430的后表面上的电导体层与壳体440形成一体。注意的是,在本实施例中,只必须在基板430的后表面上形成具有地电位的电导体层。电导体层的结构不限于以上示例。因此,壳体440的表面不一定被加厚。例如,形成在基板430后表面上的电导体层可通过通孔等电连接到壳体 440。
[0203]另外,电介质420可堆叠在形成在基板430上的信号引脚410上方(在z轴的正方向上)。注意的是,当形成电介质420时,在靠近壳体440的开放表面的预定区域中,暴露信号引脚410的部分区域。插座侧连接器40的信号引脚410的被暴露部分接触插头侧连接器30的信号引脚310的被暴露部分和/或接触部分。因此,插头侧连接器30和插座侧连接器40彼此电连接。
[0204]注意的是,如上所述,在根据第二实施例的连接器中,与信号引脚310和410、电介质320和420、基板330和430和电导体层类似的结构元件另外且水平线对称地设置在壳体340和440中,作为z轴方向上的上侧的信号引脚310和410、电介质320和420、基板330和430和电导体层。因此,根据第二实施例的连接器结构对应于具有两组根据上述第一实施例的连接器结构中的信号引脚110和210、电介质120和220、基板130和230和电导体层的结构。
[0205]参照图11B,在插头侧连接器30的信号引脚310和插座侧连接器40的信号引脚410之中,发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410的间隔短。注意的是,在装配部分V中,信号引脚310之间的间隔和信号引脚410之间的间隔可以相同。另一方面,在除了装配部分V之外的区域中,发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410的间隔短。
[0206]装配部分V中信号引脚310之间的布线间隔和信号引脚410之间的布线间隔可类似于图1OA至图1OC中示出的装配部分U中信号引脚911的布线间隔和信号引脚921的布线间隔。因此,根据第二实施例的连接器的信号引脚和通用D型HDMI连接器的信号引脚在装配部分中可具有相同的布线间隔。
[0207]如参照图1lA至图1lC说明的,根据第二实施例的连接器的结构和通用D型HDMI连接器的结构的不同之处如下:根据第二实施例的连接器包括基板,基板由电介质形成并且在一个表面上包括信号引脚(对应于信号引脚的布线图案)并且在另一个表面上包括具有地电位的电导体层。另外,在根据第二实施例的连接器中的信号引脚之中,发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚之间的间隔比与和成对信号引脚相邻的其它信号引脚的间隔短。以与根据第一实施例的连接器类似的方式,根据第二实施例的连接器具有这种构造并且实现下面的效果。
[0208]如以上说明的,在根据第二实施例的连接器30和40中,在由电介质形成的基板330和430上形成信号引脚310和410,在上面形成有信号引脚310和410的基板330和430的表面的相对侧形成具有地电位的电导体层。因此,根据第二实施例的连接器具有以下构造:地平面(电导体层)、电介质层(基板330和430)和布线(信号引脚310和410)以此次序堆叠。根据这种构造,由于电流(信号)流过信号引脚310和410导致的电磁场被捕获在基板330和430之间,形成所谓的微带线(微带结构)。因此,在根据第二实施例的连接器中,可以减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响,可减少信号劣化。
[0209]另外,如以上说明的,在根据第二实施例的连接器30和40中的信号引脚310和410之中,发送差分信号并且相邻延伸的成对信号引脚310和410之间的间隔可以比与和成对信号引脚310和410相邻的其它信号引脚310和410之间的间隔短。由于将成对的发送差分信号的成对信号引脚310和410之间的间隔进一步收窄,因此由于电流(信号)流过成对信号引脚310和410导致的电磁场被捕获在成对信号引脚310和410之间以及基板330和430之间,形成所谓的差分带线(差分带结构)。注意的是,在布线表面的后表面上的地平面上确保差分耦合的返回路径。因此,由于在差分数据线之间产生耦合,因此可以在保持差分阻抗的同时,将信号引脚之间的布线间隔和布线宽度收窄。因此,不同种类的相邻信号布线之间的间隔可加宽。因此,可减少串扰并且可提高信号质量。因此,在根据第二实施例的连接器中,可以进一步减小流过发送差分信号的成对信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响。另外,可进一步减少信号劣化。
[0210]注意的是,在其中新添加数据线的图1B中示出的引脚布置应用于根据第二实施例的连接器的情况下,在新添加的成对差分信号之中,被分配一对差分信号“Data3+”和“Data3_”和一对差分信号“Data4+”和“Data4_”的信号引脚没有布置在成对差分信号彼此紧邻的位置。因此,在根据第二实施例的连接器中,被施加“DataO”和“DataO-”对、“Datal”和“ Datal-”对、“ Data2+”和“ Data2_ ”对和“ Data5+”和“ Data5_ ”对的成对相邻信号弓I脚使用差分带线发送信号。另一方面,被施加“Data3+”和“Data3_”对和“Data4+”和“Data4_”对的成对不相邻信号引脚使用单端微带线发送信号。
[0211]另外,如以上说明的,在其中新添加数据线的如图1B中所示的引脚布置的情况下,根据本公开的第二实施例的连接器可更有效。然而,根据第一实施例的连接器还可应用于如图1A中所示的通用引脚布置。即使根据本公开的第二实施例的连接器应用于图1A中示出的通用引脚布置,也可通过针对各信号引脚形成微带线和差分带线,减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响并且减少信号劣化。
[0212]注意的是,如参照图1lB说明的,根据本公开的第二实施例的连接器的装配部分V中的信号引脚410之间的间隔和信号引脚310之间的间隔可等于通用D型HDMI连接器的装配部分U中的信号引脚921之间的间隔和信号引脚911之间的间隔。根据这种构造,可以确保根据第二实施例的连接器和通用D型HDMI连接器之间的兼容性。因此,当根据第二实施例的连接器和通用D型HDMI连接器被彼此装配时,通过HDMI标准限定的预定信号引脚被电连接。因此,根据第二实施例的连接器还可应用于执行与图1A中示出的通用引脚布置对应的信号发送的情况。
[0213]在根据本公开的第二实施例的连接器中,以与根据第一实施例的连接器的修改形式类似的方式,具有地电位的保护线可进一步以保护线基本上平行于信号引脚的方式在将信号引脚夹在其间的位置延伸。另外,保护线可被布置成将用单端发送信号的信号引脚夹在其间。注意的是,如上所述,图1lA至图1lC中示出的根据第二实施例的连接器对应于具有两组图4A至图4C中示出的根据第一实施例的连接器结构中的信号引脚、基板和电导体层的结构。因此,在根据第二实施例的连接器中设置保护线的情况下,基板上的信号引脚(布线图案)的构造类似于根据第一实施例的连接器。因此,如图5中所示,在根据第二实施例的插头侧连接器和插座侧连接器二者中,保护线可布置成将用单端发送信号的信号引脚夹在其间。另外,保护线的电位被设置成地电位。由于设置了保护线,因此可以减小流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响,可减少信号劣化。
[0214]已经说明了根据第二实施例的连接器的效果。如以上说明的,即使连接器包括多组信号引脚、基板和电导体层(微带结构),连接器也可实现类似于第一实施例的效果。
[0215][3.3特征的比较]
[0216]接下来,说明图1OA至图1OC中示出的通用D型HDMI连接器结构中流过信号引脚的信号的特征和图1lA至图1lC中示出的根据本公开的第二实施例的连接器结构中流过信号引脚的信号的特征之间的比较结果。注意的是,下面的图12A至图12B、图13A至图13B、图14A至图14B、图15A至图15C均示出与如图2B中所示新添加数据线的引脚布置对应的信号流动的结果。
[0217]首先,参照图12A至图12B和图13A至图13B,说明通用D型HDMI连接器和根据第二实施例的连接器之间的靠近信号引脚的电场分布差异。
[0218]图12A至图12B和图13A至图13B均示出在用于发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号施加到各连接器的情况下靠近信号引脚的电场分布。图12A和图12B均是示出通用D型HDMI连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。图13A和图13B均是示出根据第二实施例的连接器结构中的电场分布的电场的等高线图。在图12A至图12B和图13A至图13B中,用阴影示意性代表电场分布的强度。暗阴影区域代表电场集中的区域。
[0219]图12A是通用D型HDMI连接器结构中的对应于图1OA的横截面处的电场的等高线图。图12B是图12A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。
[0220]图13A是根据第二实施例的连接器结构中的对应于图1lA的横截面处的电场的等高线图。图13B是图13A中示出的D-D横截面处的电场的等高线图。注意的是,图13A和图13B中示出的电场的等高线图确定其中还如图5中所示地设置保护线的根据第二实施例的连接器结构的电场分布。
[0221]图12A至图12B和图13A至图13B中的电场的等高线图均示出形成用于设置上述各横截面处的对应于各区域(信号引脚、基板、外壳、电介质等)的介电常数的模型并且应用发送按HDMI标准决定的视频信号的预定信号情况下靠近信号引脚的电场分布的模拟结果O
[0222]参照图12A,在通用D型HDMI连接器结构中,信号引脚310和410中的每个的前表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的正方向上的表面)和后表面(在y轴方向上延展并且位于z轴的负方向上的表面)之间几乎不存在电场分布的差异。另一方面,参照图12B,在通用D型HDMI连接器结构中,如区域H (跨越“Datal+”、“Datal_”和“Data4+”的区域)和区域1(靠近“Data4_”的区域)中,电场也集中在除了差分信号对之外的区域中,流过信号引脚310的电流(信号)影响其它信号引脚310。
[0223]另一方面,参照图13A,在根据第二实施例的连接器结构中,电场集中在信号引脚310和410和壳体340和440之间,换句话讲,电场集中在基板330和430中。另外,形成所谓的微带线。另外,参照图13B,在根据第二实施例的连接器结构中,电场集中在“Datal”的相邻布置的信号引脚310和410的启动信号对之间,形成所谓的差分带线。在“Data4_”和“Data4+”的信号引脚310和410中,电场集中在信号引脚310和410和壳体340和440之间,换句话讲,电场集中在基板330和430中,形成单端电场分布。因此,流过信号引脚310和410的电流(信号)对其它信号引脚310和410的影响减少。
[0224]接下来,参照图14A至图14B和图15A至图15C,说明通用D型HDMI连接器和根据第二实施例的连接器之间的用眼图和串扰代表的信号发送特征的差异。
[0225]图14A和图14B均是示出图1OA至图1OC中示出的通用D型HDMI连接器结构的眼图的电压特征图。图14A示出图1B中示出的“Datal”线的眼图并且图14B示出图1B中示出的“Data4”线的眼图。
[0226]图15A和图15B均是示出其中还如图5所示布置保护线的根据第二实施例的连接器结构的眼图的电压特征图。图15A示出图1B中示出的“Datal”线的眼图并且图15B示出图1B中示出的“Data4”线的眼图。图15C是示出例如如图5中所示还布置有保护线的根据第二实施例的连接器结构的串扰的电压特征图。
[0227]在图14A至图14B和图15A至图15C中,对应于“Datal”的眼图代表图1A中示出的通用引脚布置中已经存在的数据线(现有数据线)的发送特征,对应于“Data4”的眼图代表在如图1B中所示新添加数据线的引脚布置中新添加的数据线(新数据线)的发送特征。
[0228]当比较图14A和图14B以及图15A和图15B时,除了现有数据线“Datal”和新数据线“Data4”之外,由于根据第二实施例的连接器,导致信号发送特征改善。因此,通过根据第二实施例的连接器结构,减少信号劣化。另外,参照图15C,可在根据第二实施例的连接器结构中,得到优良串扰特征。
[0229]<4.修改形式〉
[0230]接下来,说明根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器的修改形式。
[0231][4.1.信号引脚的横截面面积的扩展]
[0232]针对根据本公开的第一实施例和第二实施例的连接器,可扩展信号引脚的横截面面积。参照图16A至图16D,说明信号引脚的横截面面积扩展的修改形式。注意的是,在下面参照图16A至图16D的说明中,使用根据本公开的第一实施例的连接器作为示例。然而,本修改形式还可应用于根据本公开的第二实施例的连接器。
[0233]图16A是示出根据第一实施例的连接器的修改形式中的相关信号引脚布置的示例的示意图。注意的是,图16A只示出布置在连接器的端子表面的最末端部分处和在其附近的信号引脚,这些信号引脚是说明本修改形式所必须的。图16A中未示出其它信号引脚。另外,图16A示出插头侧连接器的端子表面。
[0234]例如,参照图16A,位于端子表面的最末端部分处的HPD信号引脚的布线宽度大于其它信号引脚991的布线宽度。布置在端子表面的最末端部分处的信号引脚991的布线宽度在X轴的正方向上向着外壳(壳体)993扩展。因此,可在不改变信号引脚991之间的布线间隔的情况下,扩展布线宽度。
[0235]注意的是,如上所述,使用根据本公开的第一实施例的连接器(对应于C型HDMI连接器的连接器)作为图16A中的示例。因此,信号引脚在X轴方向上布置成一行。因此,图16A示出HH)信号引脚作为位于端子表面的最末端部分并且其布线宽度可扩展的信号引脚。可供选择地,至于另一种连接器,位于端子表面的最末端部分并且其横截面面积扩展的信号引脚可以是被施加任意种类的信号的信号引脚。例如,在A型、D型和E型HDMI连接器中,信号引脚以Z字形在X轴方向上布置成两行。因此,除了 HPD信号引脚之外,电源信号引脚(+5V电源引脚)的横截面面积可扩展。
[0236]图16B是示出以由通过信号引脚的y轴和z轴构成的横截面切割时图16A中示出的连接器的结构示例的示意图。图16C是与图16B中的A-A横截面对应的图16A中示出的连接器的示意图,A-A横截面由X轴和y轴构成。图16B和图16C对应于以上说明的图1lA和图11B。因此,省略了已经参照图1lA和图1lB说明的构造的详细说明。在图16B和图16C中,示意性示出连接器的各个结构元件,以简化对本修改形式的说明。
[0237]在图16B和图16C中,未示出插头侧连接器和插座侧连接器的外壳,以简化说明。另外,为了简化说明,图16C只示出布置在位于连接器的末端部分且其横截面面积扩展的信号引脚及其附近的信号引脚。图16C中未示出其它信号引脚。
[0238]参照图16B和图16C,在插头侧连接器10和插座侧连接器20中,被施加HPD信号的信号引脚110和210的横截面面积扩展。信号引脚110和210的横截面面积的扩展方向可以是在如图16A和图16C中所示的X轴的正方向上向着外壳的方向,或者可以是如图16B中所示的z轴方向。
[0239]然而,如图16B中所示,当插头侧连接器10和插座侧连接器20被彼此装配时,信号引脚110和210在Z轴方向上的宽度(高度)在装配部分中不变化,以保持插头侧连接器的信号引脚110和插座侧连接器20的信号引脚210接触。由于信号引脚110和210在z轴方向上的宽度(高度)在装配部分中不变化,因此可确保应用本修改形式的连接器和不应用本修改形式的连接器之间的连接。
[0240]参照图16B,插头侧连接器10的信号引脚110在y轴的负方向上延展,并且连接到电缆中的布线。另一方面,插座侧连接器20的信号引脚210在J轴的正方向上延展,并且连接到接收设备或发送设备中的预定基板。
[0241]因此,在本修改形式中,信号引脚110的横截面面积在插头侧连接器10中扩展,并且信号引脚110直接连接到电缆中的布线。另外,信号引脚210的横截面面积在插座侧连接器20中扩展,并且信号引脚210连接到设备中的基板。
[0242]如以上说明,在本修改形式中,扩展信号引脚110的横截面面积。因此,在进一步抑制衰减的同时,可以使更大电流流过信号引脚,并且提高连接器的可靠性。这里,Hro信号弓丨脚和电源信号引脚是被施加+5V电源电压的电源电压施加引脚。如以上说明的,可通过向被施加相对高电压的电源电压施加引脚(诸如,HPD信号引脚和/或电源信号引脚)应用本修改
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