[发明专利]带外接电源的有源电缆

说明书

本发明涉及有源电缆，带有内置于HDMI连接器主体的底面的微型USB或其他母连接器，用来在需要的时候连接外接电源。这个内置的连接器连接到内部电路，该电路把从外接电源和从信号源设备或下游设备来的内部电源通过直通或“或”电路合并起来。这个设计简洁美观，因为在不需要外接电源时没有悬在外边而用不到的带有USB插头的短线。当信号源设备或下游设备不能提供足够的电流，需要外接电源时，用户可以用很容易找到的微型USB公头到USB公头电缆(这是大多数安卓手机和许多电脑或手机附件的标准配件)或其他电缆来取得外部电源，而且可以选合适的电缆长度来符合该应用场合的需要。

美国临时专利申请62/673,970通过引用而包含于2013年8月6日批准的美国专利号8,500,489B2，标题“HDMI锁定连接器”的专利的全部内容。

优先权声明

本申请声明要求于2018年5月20日申请的美国临时专利申请62/673,970的优先权。

技术领域

本发明涉及有源电缆技术，尤其涉及用简洁灵活的办法解决铜线和光纤有源电缆兼容性和长距离传输能力的新技术和设计。

背景技术

当前的HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)系统正在从1080p向4k解析度转换，8k解析度也即将来临，信号比特率变得非常高。4k 60赫兹4:4:4信号的比特率是16Gbps，8k 60赫兹4:4:4信号的比特率更是高达64Gbps！无源铜线电缆传送4k信号的最大距离只有7.5米；8k只有1.5米。任何更长的电缆必须使用内部电路来处理信号。带有这样电路的铜线或光纤电缆称为有源电缆。

有源电缆的电路必须有电源才能工作。有两种办法取得电源：1)通过HDMI电缆内的5V导线从HDMI信号源设备或下游设备取电；2)从外部电源取电。

不同制造商生产的信号源设备或下游设备能给有源电缆提供的最大电流有所不同。

有些有源电缆设计成只通过HDMI电缆的5V导线从信号源设备取电；这样的产品和有些信号源设备相接时就会不工作。一个例子就是带有USB-C接口的新苹果MacBook Pro(笔记本电脑)通过一个USB-C到HDMI转接器就不能提供足够的电流来让大多数有源电缆工作。

有些有源电缆设计成带有从HDMI插头接出带有USB公插头的永久性短线。在有源电缆不需要外接电源从而不需要使用这些短线时，这些短线还是会无用地悬在那里，不好看而且会使用户迷惑。在有源电缆真的需要外接电源时，这些短线又经常不够长，够不到USB电源接口。还有，它们没有电源指示灯来显示信号源设备是否提供了足够的电流，是否需要外接电源。

有源电缆大多数情况下都是长电缆，经常连接不同房间的设备。不同房间的设备经常插入不同的交流供电线路。这样有可能造成不同房间的交流供电的地线有不同的电位。当有源电缆把这些在不同房间，有不同交流电位的设备连起来时，会有交流电流流过有源电缆的内部元件或电路板铜皮。这可能把元件或铜皮烧坏。这被称为电源冲击损坏。还有，从系统使用者人体释放到有源电缆的静电放电也有可能损坏元件或铜皮。这称为静电放电损坏。现有的有源电缆会受到这两种损坏。

发明内容

本发明的一方面是把一个微型USB母连接器隐藏在有源电缆HDMI插头的尾部，在需要时可以用来连接外部电源。一个内部的“或”电路把从该微型USB来的外部电源和从信号源设备或下游设备来的内部电源合二为一。这个设计在不需要外接电源时产品很简洁，没有用不到的带有USB插头的固定短线悬在那里。在信号源设备无法提供足够的电流，需要外接电源时，用户可以用很容易找到的微型USB公头到USB公头电缆(这是大多数安卓手机和许多电脑或手机附件的标准配件)来取得外部电源，而且可以选合适的电缆长度来符合该应用场合的需要。