用于传输USB信号的方法和USB传输系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于传输来自USB信号的三个数据信号的方法，其中：经由第一导线对(32)以差分方式传输第一数据信号，并且经由第二导线对(34)以差分方式传输第二数据信号。将第三数据信号的信号部分作为共模分量经由所述第一导线对进行传输，并且将所述第三数据信号的参考部分作为共模分量经由所述第二导线对进行传输。本发明专利技术附加涉及用于执行该方法的USB传输系统和该USB传输系统所用的适配器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于传输USB信号的三个数据信号的方法，其中：经由第一导线对以差分方式传输第一数据信号，并且经由第二导线对以差分方式传输第二数据信号。本专利技术还涉及用于传输USB信号的系统和这种系统所用的适配器。
技术介绍
传统的USB2接口(例如，USB2.0接口)具有信号导线对(D+和D-)和电源所用的导线对(GND,VBUS)。数据传输经由信号导线对以对称且双向的方式发生，由此经由该信号导线对的一个导线传输数据信号(“数据部分”)，并且经由另一导线传输相应的反相数据信号(“参考部分”)。为此，针对USB2信号的传输所设计的线缆具有两个捻合屏蔽导线作为信号导线对，以尽可能避免传输干扰。信号接收器形成经由信号导线对以差分方式(即，以对称方式)所传输的数据信号的差分电压，使得消除了对信号导线对的这两个导线产生均等影响的干扰。在极其广泛的技术应用中，需要USB信号的传输。例如，在车辆的后部可能需要USB插口以使得能够插入USB装置，由此需要将USB线缆从前方向后方穿过车辆。在各种位置(办公室、公共设施、运输工具等)中也可能需要USB插口或USB连接件以供USB装置的连接用，由此需要为此铺设USB线缆。如上所述，两个导线对对于传统的USB2信号(数据信号和电源电压)的传输而言就足够了，由此以前铺设了四线线缆以供USB信号的传输用。几年前，引入了USB3标准。USB3接口(例如，USB3.0接口)除上述的连接件(D+,D-,GND,VBUS)外，还具有至少两个附加信号导线对(SSTX+和SSTX-；SSRX+和SSRX-)。经由这两个信号导线对各自向USB接口传输或馈送差分数据信号。总的来说，这样使得相比传统的USB2标准能够实现更高的数据率。结果，为了实现USB3兼容性，需要主机和所连接的装置上的新的插头连接器、以及附加的数据传输线缆。为此，铺设又一四线线缆以供USB3信号的传输用，由此然后经由两个四线线缆传输上述的八个USB3连接(D+、D-、GND、VBUS、SSTX+和SSTX-、SSRX+和SSRX-)。总共三个数据信号如此在各情况下均经由一个导线对(D+和D-；SSTX+和SSTX-；SSRX+和SSRX-)以差分方式进行传输。然而，附加线缆的铺设涉及极大的费用。可选地，代替两个四线线缆，当然还可以铺设单个标准USB3线缆。然而，铺设这种线缆涉及甚至更大的费用，这是因为需要移除旧的USB2线缆并且新的USB3线缆昂贵。
技术实现思路
有鉴于所述问题，本专利技术的目的是提供相比传统方法需要较少费用和较少改变的、用于传输具有至少三个数据信号的USB信号的方法。通过以下基本解决了该问题：将第三数据信号的信号部分作为共模分量经由第一导线对进行传输，并且将第三数据信号的参考部分作为共模分量经由第二导线对进行传输。换句话说，要以差分方式进行传输的三个数据信号不是经由严格来说必需的三个导线对、而是经由仅两个导线对来进行传输的。在多个技术应用中(例如，在车辆、办公室等中)已铺设了具有两个线对的线缆，使得无需铺设附加线缆以供三个USB3数据信号的期望传输用。在不存在需要铺设附加线缆的情况下，通常可以利用其它方式更简单地馈送为了向USB装置供给电压而附加需要的电源信号。例如，在机动车中，在可容易使用的各种位置中，在任何情况下均可利用直流(d.c.)电压电源。此外，不同于数据信号的传输所使用的导线对，电源电压的传输所使用的导线对不需要完全屏蔽，也不需要对称，更不需要捻合等，使得在需要的情况下，可以铺设用于提供电源电压的附加线缆。本专利技术基于源自于模拟电话领域的如下知识：在特定条件下，可以经由仅两个导线对来传输三个差分数据信号，即经由所谓的幻象电路来传输第三数据信号的情况。为此，将第三数据信号的与该第三数据信号的反相参考部分相对应的信号部分、或者其多倍或一部分(优选为该信号部分的一半即D+/2)作为共模分量经由第一信号导线对进行传输，并且将第三数据信号的与反相信号部分相对应的参考部分、或者其多倍或一部分(优选为该参考部分的一半即D-/2)作为共模分量经由第二信号导线对进行传输。换句话说，在传输之前，可以将第三数据信号的信号部分作为共模分量添加至要以差分方式进行传输的第一数据信号，并且可以将第三数据信号的参考部分作为共模分量添加至要以差分方式进行传输的第二数据信号。在传输之后，可以根据经由第一导线对所传输的信号的共模分量和经由第二导线对所传输的信号的共模分量组合得到第三数据信号作为差分数据信号。第一数据信号和第二数据信号不受经由相同导线的第三数据信号的传输影响，这是因为第一数据信号和第二数据信号的信号部分和参考部分在各情况下均(以共模)偏移了相同量，使得表示实际数据流的差保持不变。根据模拟电话领域基本已知该原理，并且在这方面，参考相关技术文献。鉴于易受干扰性低，由此已被证明对于在添加共模分量的步骤之前以对称形式所要馈送的第一数据信号、第二数据信号和/或第三数据信号而言是有利的。换句话说，以差分方式馈送的USB信号的信号部分在各情况下均与反相参考部分相对应。特别地，经由第一信号导线对以共模所传输的第三数据信号的信号部分在大小上与经由第二信号导线对以共模所传输的第三数据信号的参考部分相对应，然而由此信号部分和参考部分具有相反符号。为了保护数据信号抵抗经由电磁干扰场的外部干扰，可以利用共用屏蔽件来对两个导线对进行屏蔽。在以星绞配置(优选采用HSD(高速数据)传输系统的形式)铺设两个导线对的情况下，可以进行干扰特别低的传输。HSD传输系统携载线缆中的两个对称导线对。这两个对被共用屏蔽件包围。独立绝缘的导线由此以星绞形式配置，并且可以捻合到一起。以星绞形式彼此相反地配置的两个导线形成共用差分线对。这意味着在各个第二对的虚拟接地面中始终存在对称对。这样使得可以实现高的串扰衰减，同时保持线缆尽可能紧凑。根据本专利技术的方法特别适合USB3信号(例如，USB3.0信号)的传输，由此从主机经由第一导线对向装置传输USB3数据(SSTX+和SSTX-)、并且从装置经由第二导线对向主机传输USB3数据(SSRX+和SSRX-)，同时经由幻象电路传输D+/D-信号。本专利技术的另一方面涉及一种USB信号传输系统，其具有两个适配器，所述适配器经由两个发送器信号导线对连接到一起，由此所述适配器各自具有USB接口以供USB信号的输入/输出用。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传输来自USB信号的三个数据信号的方法，其中：经由第一导线对(32)以差分方式传输第一数据信号，并且经由第二导线对(34)以差分方式传输第二数据信号，其特征在于，将第三数据信号的信号部分(D+)作为共模分量经由所述第一导线对(32)进行传输，并且将所述第三数据信号的参考部分(D‑)作为共模分量经由所述第二导线对(34)进行传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 DE 102013019588.81.一种用于传输来自USB信号的三个数据信号的方法，其中：经由第一
导线对(32)以差分方式传输第一数据信号，并且经由第二导线对(34)以差分
方式传输第二数据信号，其特征在于，将第三数据信号的信号部分(D+)作为
共模分量经由所述第一导线对(32)进行传输，并且将所述第三数据信号的参
考部分(D-)作为共模分量经由所述第二导线对(34)进行传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在传输之后，根据经由所
述第一导线对(32)所传输的信号的共模分量和经由所述第二导线对(34)所传
输的信号的共模分量能够组合得到所述第三数据信号，作为差分数据信号
(D+',D-')。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在传输之前，将所述第
三数据信号的信号部分作为共模分量添加至要以差分方式进行传输的所述
第一数据信号，并且将所述第三数据信号的参考部分作为共模分量添加至要
以差分方式进行传输的所述第二数据信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以共模所传输的所述第三
数据信号的信号部分在大小上与以共模所传输的所述第三数据信号的参考
部分相对应，但具有相反的符号。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一导线
对和所述第二导线对(32,34)被共用屏蔽件屏蔽。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一导线对和所述第
二导线对(32,34)是以星绞配置、优选以高速数据传输系统即HSD传输系统的
形式铺设的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，传输USB3信
号，其中：从主机经由所述第一导线对(32)向装置以差分方式传输USB3数据
(SSTX+和SSTX-)、并且从装置经由所述第二导线对(34)向主机以差分方式传
输USB3数据(SSRX+和SSRX-)，而经由幻象电路传输D+/D-信号。
8.一种USB信号传输系统(100)，其具有两个适配器(10,20)，所述适配
器(10,20)经由两个发送器信号导线对(32,34)连接到一起，其中所述适配器
(10,20)各自具有USB接口(12,22)以供USB信号的输入/输出用，其特征在于，
所述USB接口(12,22)在各情况下均具有三个USB信号导线对(SSTX+,SSTX-；
SSRX+,SSRX-；D+,D-)以供USB数据信号的差分传输用，其中所述三个USB
信号导线对经由幻象电路与所述两个发送器信号导线对(32,34)耦合。
9.根据权利要求8所述的USB信号传输系统，其特征在于，第一USB信
号导线对是SSTX信号导线对(SSTX+,SSTX-)，第二USB信号导线对是SSRX
信号导线对(SSRX+,SSRX-)，并且第三USB信号导线对是D信号导线对(D+,
D-)。
10.根据权利要求8或9所述的USB信号传输系统，其特征在于，所述两
个发送器信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·昆茨，T·穆勒，G·阿姆布雷希特，
申请(专利权)人：罗森伯格高频技术有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE