TWI681600B - 連接器模組與機上盒 - Google Patents

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Abstract

一種連接器模組，適用於機上盒。機上盒包括第一電路板。連接器模組包括屏蔽殼、第一連接器、環形電容以及至少一鐵氧體磁芯。第一連接器設置於屏蔽殼外。第一連接器具有傳輸纜線穿入屏蔽殼。外接纜線適於對接第一連接器。環形電容設置於第一連接器與屏蔽殼之間，且電性連接在傳輸纜線的接地層與第一電路板的接地之間。鐵氧體磁芯設置於屏蔽殼內且與屏蔽殼耦合而產生互感。穿入屏蔽殼的傳輸纜線在穿過鐵氧體磁芯後，電性連接設置在第一電路板的第二連接器。外接纜線的高頻訊號經由第一連接器的傳輸纜線與第二連接器傳送至第一電路板。

Description

連接器模組與機上盒
本發明是有關於一種連接器模組與機上盒。
電視機早已成為家家戶戶必備的家電產品之一，許多人經由觀看電視節目而獲取資訊。為了發掘此一商機，許多系統廠商透過電視節目提供多樣化的服務項目，令更多的人可經由電視節目獲得需求的服務。太多的服務與功能已經超出電視機原始設計的支援範圍，因此機上盒(set-top box,STB，或稱為視訊轉換盒)類型的產品應運而生。
機上盒主要係用以轉換電視訊號的裝置，包括有線電視(cable TV)、衛星電視(satellite TV)、地面電視廣播(terrestrial TV broadcasting)及網路電視(IP/DSL TV)等型態的電視訊號。以往，機上盒只具有單向的類比視訊接收功能，可提供選台、頻道解碼或鎖碼等功能。隨著人們的需求增加，以及系統廠商提供的服務的多樣化，目前的機上盒朝雙向互動及數位多媒體網路通訊應用發展，可整合視訊、語音與資料傳輸，以供全新的服務內容。
一般來說，當室外單元(outdoor unit,ODU)透過空中及/或近地軌道通信鏈路自衛星及地面傳輸塔接收信號後，再經由機上盒與室外單元連接而對接收的訊號進行轉換等處理。但，室外環境多變引起的災害導致室外的高壓電線遭扯落或電線的絕緣體剝離，繼而短路到被保護電子裝置的室外電纜線，此情況將導致室外的高壓電流洩漏至室內而造成室內人員的觸電風險與保護本體及周邊的其他電器產品的損害。另，天候變異頻繁的地區，常常會因靜電或落雷等原因造成高壓突波，而容易經由機上盒而對電視機產生損毀等情形。因此，目前多在機上盒之外用以接收室外單元訊號的線路上設置額外的保護元件，以防止高壓突波以及上述室外環境變化對相關電子產品的影響。然，此舉卻容易造成使用者裝設時的不便或因忽略而導致前述情形發生。
本發明提供一種機上盒，其整合有隔離功能的連接器模組而具備隔離高壓電流或突波的效果。
本發明的連接器模組，適用於機上盒(set-top box)，機上盒包括第一電路板。連接器模組包括屏蔽殼、第一連接器、環形電容以及至少一鐵氧體磁芯(ferrite core)。屏蔽殼用以屏蔽高頻射頻訊號。第一連接器設置於屏蔽殼外。第一連接器具有傳輸纜線穿入屏蔽殼。外接纜線適於對接第一連接器。環形電容設置於第一連接器與屏蔽殼之間，且電性連接在傳輸纜線的接地層與 第一電路板的接地之間。鐵氧體磁芯設置於屏蔽殼內且與屏蔽殼耦合而產生互感。穿入屏蔽殼的傳輸纜線在穿過至少一鐵氧體磁芯後，電性連接設置在第一電路板的第二連接器。外接纜線的高頻訊號經由傳輸纜線與第二連接器而傳送至第一電路板。
一種機上盒，包括第一電路板、屏蔽殼、第一連接器、環形電容以及至少一鐵氧體磁芯。屏蔽殼設置於第一電路板的局部。屏蔽殼用以屏蔽高頻射頻訊號。第一連接器設置於第一電路板上且位於屏蔽殼外。第一連接器具有傳輸纜線穿入屏蔽殼。外接纜線適於對接第一連接器，以將高頻訊號經由傳輸纜線傳送至第一電路板。環形電容設置於第一連接器與屏蔽殼之間，且電性連接在傳輸纜線的接地層與第一電路板的接地之間。鐵氧體磁芯設置於屏蔽殼內且與屏蔽殼耦合而產生互感。穿入屏蔽殼的傳輸纜線在穿過至少一鐵氧體磁芯後，電性連接設置在第一電路板的第二連接器。外接纜線的高頻訊號經由傳輸纜線與第二連接器而傳送至第一電路板。
基於上述，機上盒整合有連接器模組，其通過屏蔽殼、環形電容與鐵氧體磁芯的相互搭配，而讓機上盒具備對高壓電流或突波的隔離功能，也就是說，當機上盒的第一連接器接收到高壓電流或突波時，能藉由環形電容與鐵氧體磁芯、屏蔽殼的搭配，而將其導離機上盒，僅而對機上盒內用以處理或轉換訊號的相關電子元件甚至與機上盒連接的媒體播放裝置，皆能免除收到高壓電流或突波的損害。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧機上盒
110‧‧‧第一連接器
111‧‧‧傳輸纜線
111a‧‧‧束件
111b‧‧‧接地層
111c‧‧‧銲接材料
112‧‧‧連接器
113‧‧‧基座
113a‧‧‧容置空間
114‧‧‧結構件
120‧‧‧第二連接器
130‧‧‧第一電路板
140‧‧‧外殼
150‧‧‧屏蔽殼
152‧‧‧框架
154‧‧‧上蓋
160‧‧‧環形電容
161‧‧‧第二電路板
162‧‧‧金屬彈性件
170‧‧‧鐵氧體磁芯
200‧‧‧外接纜線
210‧‧‧接地層
300‧‧‧媒體播放裝置
CM‧‧‧連接器模組
C1~C8‧‧‧電容元件
G1‧‧‧接地
G2‧‧‧接點
S1、S2‧‧‧訊號線
X-Y-Z‧‧‧直角座標
圖1是依據本發明一實施例的一種機上盒的示意圖。
圖2是圖1的機上盒在連接器模組處的局部***圖。
圖3是圖2的連接器模組的俯視圖。
圖4是連接器模組的電性關係示意圖。
圖5是連接器模組的部分構件***圖。
圖6是本發明另一實施例的連接器模組的局部示意圖。
圖1是依據本發明一實施例的一種機上盒的示意圖。在此同時提供直角座標X-Y-Z以利於構件描述。請參考圖1，機上盒100例如是用以接收從室外單元經由外接纜線200所傳來的訊號，並經過相關訊號處理及轉換後，再傳送至媒體播放裝置300以提供使用者所需的視聽效果，其相關技術已能從現有技術中得知，便不再贅述。本發明僅針對機上盒100所提供高壓電流或突波保護效果的相關構件進行描述，其餘未提及者同時於圖式中省略。
圖2是圖1的機上盒在連接器模組處的局部***圖。圖3 是圖2的連接器模組的俯視圖。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，機上盒100藉由其所包含的連接器模組CM而得以對高壓電流或突波具備抵抗能力，進而避免高壓電流或突波對機上盒100內的訊號處理元件甚至媒體播放裝置300造成損壞。
在此，機上盒100包括外殼140、第一電路板130、屏蔽殼150、第一連接器110、環形電容160以及鐵氧體磁芯170(ferrite core)，其中屏蔽殼150、第一連接器110、環形電容160以及鐵氧體磁芯170構成機上盒100的連接器模組CM。第一連接器110露出於外殼140而用以連接外接纜線200。機上盒100還包括配置在第一電路板130上但位於屏蔽殼150之外的訊號處理或轉換元件(未繪示)，外接纜線200從室外單元(ODU)接收到訊號後會經由連接器模組CM而傳送至訊號處理或轉換元件，經處理或轉換後的訊號才傳送至媒體播放裝置300。
進一步地說，對於連接器模組CM而言，其中屏蔽殼150是由框架152與上蓋154所構成，其配置在第一電路板130上且用以屏蔽高頻射頻(RF)訊號。第一連接器110設置於第一電路板130上且位於屏蔽殼150外。第一連接器110具有傳輸纜線111，用以穿入屏蔽殼150。據此，屏蔽殼150能提供電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)防止效果，而讓高頻訊號能順利地從外接纜線200經由第一連接器110與傳輸纜線111傳入第一電路板130。再者，環形電容160設置於第一電路板130上且位於第一連接器110與屏蔽殼150之間，而鐵氧體磁芯170設置 於屏蔽殼150的框架152內。穿入屏蔽殼150的傳輸纜線111會穿過鐵氧體磁芯170後再電性連接至第一電路板130。在此，鐵氧體磁芯170俗稱磁環，其例如是鎳鋅鐵氧體(nickel-zinc ferrite)或銅鋅鐵氧體(copper zinc ferrite)。
圖4是連接器模組的電性關係示意圖。請同時參考圖2至圖4，如前述，為了避免高壓電流或突波對機上盒100甚或與其連接的媒體播放裝置300造成損壞，機上盒100的連接器模組CM需藉由下述技術特徵而達到所需效果。
詳細來說，位於屏蔽殼150外的環形電容160包括第二電路板161與電容元件C1~C4，其中第二電路板161插置於第一電路板130上且供傳輸電纜111穿過，以通過第二電路板161的內層線路(未繪示)而使電容元件C1~C4的部分能電性連接在傳輸纜線111的接地層111b與第一電路板130的接地G1之間，也使電容元件C1~C4的另一部分能電性連接在傳輸纜線111的接地層111b與屏蔽殼150之間。
更進一步地說，通過第二電路板161的內層線路電性連接傳輸纜線111的接地層111b，電容元件C2、C4實質上電性連接在傳輸纜線111的接地層111b之間。通過第二電路板161的內層線路電性連接屏蔽殼150，而造成電容元件C1、C3實質上電性連接在接地層111b與屏蔽殼150的接點G2之間。再者，由於屏蔽殼150是配置在第一電路板130上，能實質藉由線路結構而電性導通接地G1與接點G2，因此接地G1與接點G2實質上等電位， 亦即電容元件C1、C3也可被視為電性連接在傳輸纜線111的接地層111b與第一電路板130的接地G1之間。
當外接纜線200與第一連接器110對接時，外接纜線200的訊號線S2與第一連接器110的訊號線S1對接，而外接纜線200的接地層210與第一連接器110的接地層111b對接。同時，傳輸纜線111可視為第一連接器110的結構延伸，因此對於訊號傳輸與接地效果能一致且順利地延伸至第二連接器120。據此，當高壓電流或突波從外接纜線200傳入第一連接器110時，藉由前述電容C1~C4搭配屏蔽殼150與第一電路板130的接地G1，而得以順利地將高壓電流或突波導離機上盒100，據以讓連接器模組100能提供與隔離器(isolator)一樣的隔離效果。
再者，第一連接器110藉由其傳輸纜線111而穿入屏蔽殼150內，且穿入屏蔽殼150的傳輸纜線111會再穿過鐵氧體磁芯170後，電性連接設置在第一電路板130的第二連接器120，以將外接纜線200的高頻訊號經由傳輸纜線111與第二連接器120而傳送至第一電路板130。在此，兩個鐵氧體磁芯170，例如是鐵氧體磁芯(ferrite core)，其受框架152的區隔而分開設置於屏蔽殼150內且與屏蔽殼150耦合而產生互感。如此一來，藉由環形電容160與鐵氧體磁芯170、屏蔽殼150的有效電路結合，因此能讓連接器模組CM抵消並導離傳入的高壓電流及突波。換句話說，機上盒100藉由連接器模組CM的存在，而兼具高壓電流或突波的隔離效果，同時也能防止EMI的情形。更重要的是，連接器模 組CM是整合於機上盒100內部，因此更能對使用者提供更便利的操作結果，且整合式的結構也能避免使用者因疏忽而造成裝置損壞。在此以框架152的隔層結構將兩個鐵氧體磁芯170分置，據以提高鐵氧體磁芯170與屏蔽殼150之間的感磁面積，然本實施例並未限制鐵氧體磁芯的數量及配置，其實際上需依據所需的電磁屏蔽效率而予以適當地調整。
此外，傳輸纜線111還在電性遠離第一連接器110的一端設置有連接器112，其例如是MCX連接器(micro coaxial connector,MCX connector)，用以與設置在第一電路板130上的第二連接器120對接，而讓外接纜線200傳送至第一連接器110與傳輸纜線111的高頻訊號傳至第一電路板130。對應地，對第一電路板130上的第二連接器120而言，連接器模組CM還包括多個電容元件C5~C8，配置於第一電路板130且電性連接於第二連接器120與第一電路板130的接地G1之間。此舉讓電容元件C5~C8作為連接器模組CM對於高壓電流或突波的第二防線，也因此讓連接器模組CM能具備更進一步的隔離效果。
基於上述，對於機上盒100而言，其整合了具備隔離效果的連接器模組CM，而對其電路關係而言，其是在第一連接器110之後至訊號處理或轉換元件之前設置有隔離效果的電子模組，且其僅佔機上盒100的第一電路板130的局部配置，而無礙於機上盒100內的電子元件的佈局，以達到緊湊配置且具有較佳的空間利用效率。
圖5是連接器模組的部分構件***圖。請參考圖5，在本實施例中，第一連接器110藉由基座113而固定於第一電路板130上，其中基座113具有容置空間113a，且容置空間113a實質上是先以X軸延伸後，再以Y軸延伸，據以讓第一連接器110的訊號線S1也隨之曲折並以結構件114而固定於基座113，而後再以傳輸纜線111作為延伸結構而進行訊號傳輸與提供接地效果。還需提及的是，請同時參考圖2與圖5，環形電容160還包括金屬彈性件162，用以套接在傳輸纜線111並電性連接傳輸纜線111的接地層111b與電容元件C1~C4之間。在此，如圖5所示，傳輸纜線111具有呈網狀的接地層111b，而在本實施例中，先行以束件111a迫緊於傳輸纜線111的外表面，以讓束件111a與接地層111b結構抵接，接著，再以呈桶狀的金屬彈性件162套接於束件111a之外，而使兩者也達到結構抵接的效果。最後，當傳輸纜線111穿過環形電容160的第二電路板161時，第二電路板161的內層線路便能與金屬彈性件162相互抵接。如此，便完成前述讓電容元件C1~C4能與傳輸纜線111的接地層111b相互電性連接的效果。
還需提及的是，由於本實施例用以隔離高壓電流或高壓突波的相關元件是整合於機上盒100的連接器模組CM，因此以圖5的視角而言，第一連接器110以其左側、右側、後方或上方的任一方向(除了下方之外)以傳輸纜線111穿入屏蔽殼130。
圖6是本發明另一實施例的連接器模組的局部示意圖。請參考圖6並對照圖2，與前述實施例不同的是，本實施例的傳輸 纜線111是在其穿過第二電路板161時，藉由銲接材料111c而將接地層111b與第二電路板161的內層線路銲接在一起，據以達到讓接地層111b與電容元件C1~C4電性連接的效果。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，機上盒整合有連接器模組，其通過屏蔽殼、環形電容與鐵氧體磁芯的相互搭配，而讓機上盒具備對高壓電流或突波的隔離功能，也就是說，當機上盒的第一連接器接收到高壓電流或突波時，能藉由環形電容與鐵氧體磁芯、屏蔽殼的搭配，而將其導離機上盒，僅而對機上盒內用以處理或轉換訊號的相關電子元件甚至與機上盒連接的媒體播放裝置，皆能免除收到高壓電流或突波的損害。
再者，對於機上盒而言，其整合了具有隔離效果的連接器模組，也就是代表了，使用者毋須對機上盒加裝額外的電子裝置，因此除了提高產品的使用性與便利性之外，也能避免因使用者疏忽而造成裝置損毀。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧第一連接器
111‧‧‧傳輸纜線
111a‧‧‧束件
112‧‧‧連接器
120‧‧‧第二連接器
130‧‧‧第一電路板
150‧‧‧屏蔽殼
152‧‧‧框架
154‧‧‧上蓋
160‧‧‧環形電容
161‧‧‧第二電路板
162‧‧‧金屬彈性件
170‧‧‧鐵氧體磁芯
CM‧‧‧連接器模組
C1~C4‧‧‧電容元件
X-Y-Z‧‧‧直角座標

Claims (14)

  1. 一種連接器模組，適用於一機上盒（set-top box），該機上盒包括一第一電路板，該連接器模組包括： 一屏蔽殼，用以屏蔽高頻射頻訊號； 一第一連接器，設置於該屏蔽殼外，該第一連接器具有一傳輸纜線穿入該屏蔽殼，一外接纜線適於對接該第一連接器； 一環形電容，設置於該第一連接器與該屏蔽殼之間，且電性連接在該傳輸纜線的一接地層與該第一電路板的一接地之間；以及 至少一鐵氧體磁芯（ferrite core），設置於該屏蔽殼內且與該屏蔽殼耦合而產生互感，穿入該屏蔽殼的該傳輸纜線在穿過該至少一鐵氧體磁芯後，電性連接設置在該第一電路板的一第二連接器，該外接纜線的高頻訊號經由該傳輸纜線與該第二連接器而傳送至該第一電路板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的連接器模組，其中該環形電容包括一第二電路板與設置其上的多個電容元件，該第二電路板插置於該第一電路板，以使該些電容元件的至少部分電性連接該接地。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的連接器模組，其中該些電容元件的一部分電性連接該第一電路板的該接地，該些電容元件的另一部分電性連接該屏蔽殼，且該屏蔽殼與該第一電路板的該接地等電位。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的連接器模組，其中該傳輸纜線穿過且銲接於該第二電路板，以使該些電容元件電性連接該傳輸纜線的該接地層。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的連接器模組，其中該環形電容還包括一金屬彈性件，套接於該傳輸纜線且電性連接該傳輸纜線的該接地層，該傳輸纜線穿過該第二電路板，以使該金屬彈性件結構抵接該第二電路板，以使該些電容的至少部分通過該金屬彈性件而電性連接該接地層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的連接器模組，還包括：多個電容元件，配置於該第一電路板上且電性連接於該第二連接器與該第一電路板的該接地之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的連接器模組，其中該第一連接器以其左側、右側、後方或上方的任一方向以該傳輸纜線穿入該屏蔽殼。
  8. 一種機上盒，包括： 一第一電路板； 一屏蔽殼，設置於該第一電路板的局部，該屏蔽殼用以屏蔽高頻射頻訊號； 一第一連接器，設置於該第一電路板上且位於該屏蔽殼外，該第一連接器具有一傳輸纜線穿入該屏蔽殼，一外接纜線適於對接該第一連接器，以將高頻訊號經由該傳輸纜線傳送至該第一電路板； 一環形電容，設置於該第一連接器與該屏蔽殼之間，且電性連接在該傳輸纜線的一接地層與該第一電路板的一接地之間；以及 至少一鐵氧體磁芯，設置於該屏蔽殼內且與該屏蔽殼耦合而產生互感，穿入該屏蔽殼的該傳輸纜線在穿過該至少一鐵氧體磁芯後，電性連接設置在該第一電路板的一第二連接器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的機上盒，其中該環形電容包括一第二電路板與設置其上的多個電容元件，該第二電路板插置於該第一電路板，以使該些電容元件的至少部分電性連接該接地。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的機上盒，其中該些電容元件的一部分電性連接該第一電路板的該接地，該些電容元件的另一部分電性連接該屏蔽殼，且該屏蔽殼與該第一電路板的該接地等電位。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的機上盒，其中該傳輸纜線穿過且銲接於該第二電路板，以使該些電容元件電性連接該傳輸纜線的該接地層。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的機上盒，其中該環形電容還包括一金屬彈性件，套接於該傳輸纜線且電性連接該傳輸纜線的該接地層，該傳輸纜線穿過該第二電路板，以使該金屬彈性件結構抵接該第二電路板，以使該些電容的至少部分通過該金屬彈性件而電性連接該接地層。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的機上盒，還包括：多個電容元件，配置於該第一電路板上且電性連接於該第二連接器與該第一電路板的該接地之間。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的機上盒，其中該第一連接器以其左側、右側、後方或上方的任一方向以該傳輸纜線穿入該屏蔽殼。
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