数据传输装置的制作方法

本发明涉及数据通信领域，具体涉及一种数据传输装置。

背景技术：

随着虚拟现实技术的不断进步与成熟，pc端虚拟现实设备得到了较快的发展和普及。在现有技术中，通常需要使用分立的hdmi数据线以及usb数据线连接pc和虚拟现实设备，实现数据的交互。这种做法无疑增加了数据线的生产成本、重量以及体积，而数据线重量和体积的增加、以及分立数据线的插接及理线工作，均会对虚拟现实设备的用户体验带来较坏的影响。

技术实现要素：

本发明的目的，是提供一种至少支持hdmi以及usb两种信号的数据传输装置，解决使用分立的hdmi数据线以及usb数据线连接pc和虚拟现实设备的现有技术方案存在的问题，提升用户体验。

本发明提供的一种数据传输装置，包括：

pc连接段，该pc连接段包括：hdmi接口、由hdmi接口引出的hdmi信号传输线、usb接口以及由usb接口引出的usb信号传输线，hdmi接口用于与pc的hdmi端口连接，usb接口用于与pc的usb端口连接；

设备连接段，该设备连接段包括：第一usbtypec接口以及由第一usbtypec接口引出的usbtypec信号传输线，第一usbtypec接口用于与所述设备的usbtypec端口连接；

hdmi信号传输线以及usb信号传输线共同与usbtypec信号传输线连接，自定义第一usbtypec接口的引脚功能，实现hdmi信号以及usb信号同时在usbtypec信号传输线上传输。

作为一种可选方案，自定义第一usbtypec接口的引脚功能包括：

hdmi视频流差分信号引脚tmdsd1+、tmdsd1-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a2、a3进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsd0+、tmdsd0-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a10、a11进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsd2+、tmdsd2-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚b11、b10进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsclk+、tmdsclk-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚b3、b2进行传输；

hdmi音频回传功能引脚和热插拔检测引脚hpd/heac-、utility/heac+使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a8、b8进行传输；

hdmi电源引脚+5vpower使用第一usbtypec接口的引脚b5进行传输；

hdmi的cec功能引脚使用第一usbtypec接口的引脚a5进行传输；

hdmi的iic功能引脚sda、scl使用第一usbtypec接口的引脚b6、b7进行传输；

hdmi的接地引脚gnd和第一usbtypec接口的第一外壳接地引脚连接；

usb的电源输入引脚vbus使用第一usbtypec接口的引脚vbus连接，引脚vbus包括a4、a9、b4以及b9引脚，用于为所述设备供电；

usb的数据传输引脚d+、d-使用第一usbtypec接口的引脚a6、a7进行usb数据传输；

usb接地引脚gnd和第一usbtypec接口的第二外壳接地引脚连接。

作为一种可选方案，usbtypec信号传输线采用插接式分段设计，插接式分段设计包括：在usbtypec信号传输线上增设一对usbtypec公头和母头接口。

作为一种可选方案，增设的一对usbtypec公头和母头接口带有防反插结构。

作为一种可选方案，防反插结构包括：在公头接口以及母头接口处，设置一组截面为类三角形的套接机构，套接机构包括防反插结构公头和防反插结构母头，公头接口与母头接口分别设置成与防反插结构公头以及防反插结构母头的一条底边平行。

作为一种可选方案，usbtypec信号传输线包含24条线芯，24条线芯包括：

19条hdmi信号线芯，其中包含5对双绞线；

4条usb信号线芯；

以及1条裸露的外壳接地线芯。

作为一种可选方案，usbtypec信号传输线的线缆结构包含外被层、编织层、铝箔层、麦拉层、导体、绝缘层以及外壳底线；双绞线带有接地线和独立屏蔽罩，叠层结构从外至内为麦拉层、铝箔层、绝缘层、导体以及屏蔽作用的接地线；hdmi信号线芯中，除双绞线以外的其他功能线芯的叠层结构从外至内为绝缘层、导体；usb信号线芯的叠层结构从外至内为绝缘层、导体。

作为一种可选方案，hdmi信号传输线以及usb信号传输线共同与usbtypec信号传输线连接包括：5对双绞线中，第一对为视频数据线芯tmdsd1+、tmdsd1-接入usbtypec信号传输线的引脚a2、a3；第二对为视频数据线芯tmdsd0+、tmdsd0-接入usbtypec信号传输线的引脚a10、a11；第三对为视频数据线芯tmdsd2+、tmdsd2-接入usbtypec信号传输线的引脚b11、b10；第四对为视频时钟线芯tmdsclk+、tmdsclk-接入usbtypec信号传输线的引脚a2、a3；第五对为音频回传功能线芯hpd/heac-、utility/heac+接入usbtypec信号传输线的引脚a8、b8；hdmi电源线芯+5vpower接入usbtypec信号传输线的引脚b5；hdmi的icec功能线芯cec接入usbtypec信号传输线的引脚a5；hdmi的iic功能线芯sda接入usbtypec信号传输线的引脚b6；hdmi的iic功能线芯scl接入usbtypec信号传输线的引脚b7；hdmi接地线芯gnd接入usbtypec信号传输线的外壳接地pin脚；usb电源输入线芯vbus接入usbtypec信号传输线的引脚a4/a9/b4/b9；usb数据传输线芯d+、d-接入usbtypec信号传输线的a6、a7；usb2.0接地线芯gnd接入usbtypec信号传输线外壳接地引脚。

作为一种可选方案，增设的一对usbtypec公头和母头接口中的公头与第一usbtypec接口位于同一段数据传输线的两端，共同组成双公头设备连接段usbtypec传输线，双公头设备连接段usbtypec传输线使用单侧交叉线走线技术，b1和b12线芯交叉；b2和b11线芯交叉；b3和b10线芯交叉；b4和b9线芯交叉；b5和b8线芯交叉；b6和b7线芯交叉；a1和a12线芯交叉；a2和a11线芯交叉；a3和a10线芯交叉；a4和a9线芯交叉；a5和a8线芯交叉；a6和a7线芯交叉。

作为一种可选方案，所述第一usbtypec接口处，还设置有接口固定器，用于第一usbtypec接口与设备的usbtypec端口连接后的固定。

本发明的优点在于：本发明提供的一种支持多种信号的传输装置，通过自定义第一usbtypec接口的引脚功能，实现hdmi信号以及usb信号同时在usbtypec信号传输线上传输，从而代理现有技术中使用分立的hdmi数据线以及usb数据线分别连接pc端和虚拟现实设备端的技术方案，实现数据的交互，有效降低了数据传输装置的生产成本、重量及体积，较少用户对线缆的接插和清理工作，有效提升pc端虚拟现实设备的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种数据传输装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种第一usbtypec接口的引脚定义图；

图3为本发明实施例提供的一种防反插结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种usbtypec数据传输线叠层结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种数据传输装置内部接线原理图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，而非对本发明的限制。

本发明实施例提供的一种数据传输装置，如图1所示，包括：

pc连接段1，该pc连接段包括：hdmi接口11、由hdmi接口引出的hdmi信号传输线12、usb接口13以及由usb接口引出的usb信号传输线14，hdmi接口用于与pc的hdmi端口连接，usb接口用于与pc的usb端口连接；

设备连接段2，该设备连接段包括：第一usbtypec接口21以及由第一usbtypec接口引出的usbtypec信号传输线22，第一usbtypec接口用于与所述设备的usbtypec端口连接；

hdmi信号传输线以及usb信号传输线共同与usbtypec信号传输线连接，自定义第一usbtypec接口的引脚功能，实现hdmi信号以及usb信号同时在usbtypec信号传输线上传输。

通过自定义第一usbtypec接口的引脚功能，实现hdmi信号以及usb信号同时在usbtypec信号传输线上传输，从而代理现有技术中使用分立的hdmi数据线以及usb数据线分别连接pc端和虚拟现实设备端的技术方案，实现数据的交互，有效降低了数据传输装置的生产成本、重量及体积，较少用户对线缆的接插和清理工作，并且，这种二合一的数据传输方式，因为通过一个usbtypec替代分立的hdmi接口及usb接口，有助于减小虚拟现实设备的接口成本和体积，上述改变均十分有效的提升了pc端虚拟现实设备的用户体验。并且，这种通过接口引脚功能自定义的技术方案，无需使用usbtypec协议转换芯片，大幅度降低了数据传输装置的生产技术难度和生产成本。

可选的，如图2所示，自定义第一usbtypec接口的引脚功能包括：

hdmi视频流差分信号引脚tmdsd1+、tmdsd1-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a2、a3进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsd0+、tmdsd0-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a10、a11进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsd2+、tmdsd2-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚b11、b10进行传输；hdmi视频流差分信号引脚tmdsclk+、tmdsclk-使用第一usbtypec接口的差分信号引脚b3、b2进行传输；

hdmi音频回传功能引脚和热插拔检测引脚hpd/heac-、utility/heac+使用第一usbtypec接口的差分信号引脚a8、b8进行传输；

hdmi电源引脚+5vpower使用第一usbtypec接口的引脚b5进行传输；

hdmi的cec功能引脚使用第一usbtypec接口的引脚a5进行传输；

hdmi的iic功能引脚sda、scl使用第一usbtypec接口的引脚b6、b7进行传输；

hdmi的接地引脚gnd和第一usbtypec接口的第一外壳接地引脚连接；

usb的电源输入引脚vbus使用第一usbtypec接口的引脚vbus连接，引脚vbus包括a4、a9、b4以及b9引脚，用于为所述设备供电；

usb的数据传输引脚d+、d-使用第一usbtypec接口的引脚a6、a7进行usb数据传输；

usb接地引脚gnd和第一usbtypec接口的第二外壳接地引脚连接。

通过对第一usbtypec接口引脚功能的自定义，是实现hdmi信号以及usb信号在usbtypec信号传输线上传输的关键技术，前述的引脚功能自定义方案，仅为引脚自定义方案中的一种实施方式，本领域技术人员应当知晓，还可以在前述引脚功能自定义方案的原理基础上，进行多种自定义方案的变换。

可选的，如图1所示，usbtypec信号传输线采用插接式分段设计，插接式分段设计包括：在usbtypec信号传输线上增设一对usbtypec公头31和母头32接口。

通过在usbtypec信号传输线上增设一对usbtypec公头和母头接口，实现数据传输装置的分段设计，从而只需在虚拟现实设备第一次接入pc端时，将pc连接段插接pc端的hdmi接口和usb接口，将设备连接段插接虚拟现实设备的usbtypec接口，后续在使用虚拟显示设备时，仅将信号传输线上的一对usbtypec公头和母头接口插接即可。这种设计简化了虚拟现实设备接入pc的步骤，同时因为减少接口的插接次数，延长了pc端hdmi、usb接口以及设备端usbtypec接口的使用寿命。

如图1中所标识的长度设计，pc连接段通常可设计为2.5m，设备连接段通常可设计为1.5m，数据传输装置总长度4m，虚拟现实设备端外露数据线长度仅需1m左右，大幅度减轻了设备的重量和理线的难度，提高了设备的便携性。

可选的，增设的一对usbtypec公头31和母头32接口带有防反插结构。

这是因为，本发明实施例提供的数据传输装置，旨在提升设备端用户体验，对装置整体的重量、体积以及复杂程度都有较高的要求，因此本设计可以通过在增设的一对usbtypec公头31和母头32接口处设计防反插结构，来统一规范接口的插接正反顺序，避免采用较复杂的usbtypec协议转换芯片。

可选的，如图3所示，防反插结构包括：在公头接口31以及母头接口32处，设置一组截面为类三角形的套接机构，套接机构包括防反插结构公头41和防反插结构母头42，公头接口31与母头接口32分别设置成与防反插结构公头41以及防反插结构母头42的一条底边43平行。

通过上述防反插结构设计，可保障公头接口31以及母头接口32插接时处于正确的正反顺序，这种防反插结构设计简洁美观，并具有很好的实用性。

可选的，usbtypec信号传输线包含24条线芯，24条线芯包括：

19条hdmi信号线芯，其中包含5对双绞线；

4条usb信号线芯；

以及1条裸露的外壳接地线芯。

可选的，如图4所示，usbtypec信号传输线的线缆结构包含外被层51、编织层52、铝箔层53、麦拉层54、导体55、绝缘层56以及外壳地线57；hdmi信号线中的5对双绞线58带有接地线和独立屏蔽罩，叠层结构从外至内为麦拉层、铝箔层、绝缘层、导体以及屏蔽作用的接地线59；hdmi信号线芯中，除双绞线以外的其他功能线芯的叠层结构从外至内为绝缘层、导体；usb信号线芯的叠层结构从外至内为绝缘层、导体。

可选的，如图5所示，hdmi信号传输线以及usb信号传输线共同与usbtypec信号传输线连接包括：5对双绞线中，第一对为视频数据线芯tmdsd1+、tmdsd1-接入usbtypec信号传输线的引脚a2、a3；第二对为视频数据线芯tmdsd0+、tmdsd0-接入usbtypec信号传输线的引脚a10、a11；第三对为视频数据线芯tmdsd2+、tmdsd2-接入usbtypec信号传输线的引脚b11、b10；第四对为视频时钟线芯tmdsclk+、tmdsclk-接入usbtypec信号传输线的引脚a2、a3；第五对为音频回传功能线芯hpd/heac-、utility/heac+接入usbtypec信号传输线的引脚a8、b8；hdmi电源线芯+5vpower接入usbtypec信号传输线的引脚b5；hdmi的icec功能线芯cec接入usbtypec信号传输线的引脚a5；hdmi的iic功能线芯sda接入usbtypec信号传输线的引脚b6；hdmi的iic功能线芯scl接入usbtypec信号传输线的引脚b7；hdmi接地线芯gnd接入usbtypec信号传输线的外壳接地pin脚；usb电源输入线芯vbus接入usbtypec信号传输线的引脚a4/a9/b4/b9；usb数据传输线芯d+、d-接入usbtypec信号传输线的a6、a7；usb2.0接地线芯gnd接入usbtypec信号传输线外壳接地引脚。

可选的，如图1和图5所示，增设的一对usbtypec公头和母头接口中的公头与第一usbtypec接口位于同一段数据传输线的两端，共同组成双公头设备连接段usbtypec传输线，双公头设备连接段usbtypec传输线使用单侧交叉线走线技术，b1和b12线芯交叉；b2和b11线芯交叉；b3和b10线芯交叉；b4和b9线芯交叉；b5和b8线芯交叉；b6和b7线芯交叉；a1和a12线芯交叉；a2和a11线芯交叉；a3和a10线芯交叉；a4和a9线芯交叉；a5和a8线芯交叉；a6和a7线芯交叉。

双公头设备连接段usbtypec传输线通过单侧交叉走线技术，使得这一段usbtypec传输线的输入端和输出端结构完全对称，输入和输出端可以反向使用，避免了由于连接设备段线缆输入与输出端接反时造成设备异常，方便用户使用，提升用户体验。

可选的，如图1所示，第一usbtypec接口处，还设置有接口固定器61，用于第一usbtypec接口与设备的usbtypec端口连接后的固定。

综上所述，本发明实施例提供的一种数据传输装置，通过自定义usbtypec接口的引脚功能，实现hdmi信号及usb信号同时在usbtypec信号传输线上传输，代理现有技术中使用分立的hdmi数据线以及usb数据线分别连接pc端和虚拟现实设备端的技术方案，实现数据的交互，有效降低了数据传输装置的生产成本、重量及体积，较少用户对线缆的接插和清理工作，有效提升pc端虚拟现实设备的用户体验；同时，通过采用分段式设计，进一步提升了用户连接pc端和设备端的便捷性，简化了连接步骤，延长了pc及设备的接口寿命；并且，本发明实施例提供的一种数据传输装置，功能原理清晰，结构设计科学，并无需使用usbtypec协议转换芯片，大幅度降低了数据传输装置的生产技术难度和生产成本，具有很强的应用价值。

此处需要说明的是，以上实施例和附图说明仅用于进一步说明本发明的技术方案，而非对本发明的限制，本领域技术人员应当知晓，仍然可在前述实施例的基础上，对部分或全部技术特征进行等同替换或修改，而这些替换或修改，均应属于本发明的专利保护范围。