TWM482195U - 外接式訊號電源耦合裝置 - Google Patents

Description

外接式訊號電源耦合裝置

本新型係一種外接式訊號電源耦合裝置，尤指一種適用於HDBaseT延長器的外接式訊號電源耦合裝置。

高解析度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface)係現有技術中傳遞高解析度多媒體資料的標準，且可同時傳遞聲音跟影像的多媒體資料，係一種相當方便的影音多媒體資料的傳輸介面。但HDMI的傳遞長度卻有所限制，其係於傳遞過程中的訊號衰減而導致無法傳遞過長的距離，一般而言，HDMI的傳遞長度約為五米左右。

請參閱圖6A及6B所示，然，現有技術中有一種高解析度傳輸標準(High Definition Base Transmission；HDBaseT)延長器，係將HDMI的介面轉成一般RJ-45的介面，並透過乙太網路線(CAT-5線)來傳遞影音多媒體資料，而該HDBaseT延長器係區分為資料傳送端(Tx)與接收端(Rx)兩種。請參閱圖6A所示，該資料傳送端的HDBaseT延長器41係包含有一連接至複數輸入介面及一高頻變壓器412的HDBaseT傳送端轉換單元411及一連接至該高頻變壓器的RJ-45輸出介面413。該複數輸入介面係包含有高解析度多媒體介面414(HDMI)、乙太網路介面415(Ethernet)、RS232介面416及紅外線介面417(Infrared)。該HDBaseT傳送端轉換單元411係將該複數輸入介面透過該高頻變壓器412轉換成RJ-45介面413。請參閱圖6B所示，該資料接收端的HDBaseT延長器42係包含有一連接至複數輸入介面及一高頻變壓器422的HDBaseT接收端轉換單元421及一連接至該高頻變壓 器的RJ-45輸出介面423。在本較佳實施例中，該複數輸入介面係包含有高解析度多媒體介面424(HDMI)、乙太網路介面425(Ethernet)、RS242介面426及紅外線介面427(Infrared)。該HDBaseT接收端轉換單元421係將該RJ-45介面423透過該高頻變壓器422轉換成複數輸入介面。

利用此一方式，因係透過CAT-5線傳送資料，訊號衰減的程度與HDMI線相比較不明顯，故可有效地增加高解析度的影音多媒體資料的傳遞距離。但該HDBaseT延長器係需要提供電能才進行HDMI與RJ-45之間的介面轉換，於安裝時，有時會因為外在場地的限制，無法找到電源，而導致該HDBaseT延長器無法被使用。

現有技術中有一種乙太網路供電(Power over Ethernet；PoE)的技術，係利用乙太網路傳送資料同時，一同將電能透過CAT-5線傳送至接收端，且透過CAT-5線傳送的電能可雙向傳遞，即係可由資料發送端將電能傳送至資料接收端，或由資料接收端將電能傳送置資料發送端。利用PoE供電，只需要在資料接收端或資料發送端其中之一可以找到電源供應，即可將電能與資料同時傳送，減少了安裝的程序，使安裝更為便利，且於其中一端的安裝地點並未有電源供應時，可由CAT-5線中從另一端提供電能，來驅動該HDBaseT延長器。

現有技術的HDBaseT延長器係區分為資料傳送端(Tx)與資料接收端(Rx)兩種，且必須配對使用，該資料傳送端的HDBaseT延長器係將HDMI介面轉換成RJ-45介面，以符合乙太網路線的需求，而該資料接收端的HDBaseT延長器係將RJ-45介面轉換成HDMI介面，以輸出高解析度的影音資料。

若使用具有PoE供電功能的HDBaseT延長器，則必須兩端均使用該具有PoE供電功能的HDBaseT延長器，才能由CAT-5線中傳送與接收電能。若其中一端損毀，則必須重新購買新的HDBaseT延長器，且具有PoE供電功能的HDBaseT延長器價格較為昂貴，而一般未具有PoE供電功能的HDBaseT延長器無 法與具有PoE供電功能的HDBaseT延長器共用，若需要使用PoE功能時則必須重新購買新的具有PoE供電功能的HDBaseT延長器，讓使用者還必須多花一筆開銷。此外，若先前購買過一般未具有PoE供電功能的HDBaseT延長器，但於特定地點使用時，必須利用PoE供電功能，但現有器材卻無法使用，所以於安裝時還必須另外牽一條電源延長線，造成安裝困難。故現有技術的供電方式有必要作進一步之改良。

此外，傳輸資料與電源的距離越長，受到外界雜訊影響的機會就會變大，進而產生突波電壓，突波電壓的產生若無法被排除，使突波電壓傳入電子裝置中的內部電路，則內部電路則會受到過大電壓值的突波電壓，而導致內部電路的損壞。若延長器中未具有突波保護的功能或保護的效果不佳時，則隨著傳遞距離的增加，突波產生的機率也增加，受到突波電壓使內部電路損壞的機會亦提升，若無法有效的將突波電壓排除，則延長器的內部電路容易受到突波電壓而損毀。固現有技術的延長器亦有改進的空間。

有鑑於前述現有技術的缺點，本新型的主要目的係提供一種外接式訊號電源耦合裝置，以適用於各種具有PoE供電功能的延長器或未具有PoE供電功能的延長器，使其可以共用，以節省花費。

為達到上述目的，本新型所採用的技術手段係令該外接式訊號電源耦合裝置包含有：一外殼，係包含有一容置空間、一延長器輸入埠、一延長器輸出埠及一電源埠；一電路板，係設置於該外殼之容置空間中，其上設置有至少一HDMI頻帶耦合變壓器，各HDMI頻帶耦合變壓器係分別包含有至少二第一側線圈及至少二第 二側線圈，各第一側線圈係分別對應一一第二側線圈，且各第一側線圈係電連接至該延長器輸入埠，而各第二側線圈係電連接至該延長器輸出埠，並於各第二側線圈中分別抽頭出一電源線，以電連接至該電源埠。

本新型於使用時，係設置於一資料傳送端的HDBaseT延長器旁，當該資料傳送端的HDBaseT延長器未具有訊號電源耦合功能時，係於該資料傳送端的HDBaseT設置一外接式訊號電源耦合裝置，該外接式訊號電源耦合裝置的電源埠係電連接至一外部電源以獲取電能，並將該資料傳送端的HDBaseT延長器的RJ-45介面藉由乙太網路線(例如CAT-5線)連接至該外接式訊號電源耦合裝置的延長器輸入埠，該外接式訊號電源耦合裝置係將該延長器輸入埠接收到的訊號與該電源埠接收到的電源耦合後，由該外接式訊號電源耦合裝置的延長器輸出埠輸出。

而該資料接收端的HDBaseT延長器係具有PoE功能，故該資料接收端的HDBaseT延長器係直接透過乙太網路線連接至該外接式乙太網路的延長器輸出埠，並將其中的訊號與電源分離，利用該電源提供電能，並將該訊號轉換成HDMI介面後輸出。

藉由本新型的設置，於安裝該資料接收端的HDBaseT延長器時，即無須另外提供電源，只需於資料傳送端將訊號與電源耦合後，透過乙太網路線傳遞，並將電源分離出來，以提供電能，使該資料接收端的HDBaseT延長器無須額外提供電源即可正常運作。因此本新型於安裝後，無須另外牽電源延長線至該資料接收端的HDBaseT延長器，故，確能有效地減少安裝的困難度，此外，本創作的外接式訊號電源耦合裝置更可增設有突波保護器，吸收迴路上的突波訊號，提供後端設備優異的保護與延長使用壽命。

10‧‧‧外殼

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧延長器輸入埠

13‧‧‧延長器輸出埠

14‧‧‧電源埠

141‧‧‧高電位端

142‧‧‧低電位端

20‧‧‧電路板

21‧‧‧HDMI頻帶耦合變壓器

211‧‧‧第一側線圈

212‧‧‧第二側線圈

22‧‧‧電源濾波器

23‧‧‧突波保護器

31‧‧‧第一供電裝置

32‧‧‧第二供電裝置

33‧‧‧第三供電裝置

34‧‧‧第四供電裝置

41‧‧‧資料傳送端的HDBaseT延長器

411‧‧‧HDBaseT傳送端轉換單元

412‧‧‧高頻變壓器

413‧‧‧RJ-45輸出介面

414‧‧‧高解析度多媒體介面

415‧‧‧乙太網路介面

416‧‧‧RS242介面

417‧‧‧紅外線介面

42‧‧‧資料接收端的HDBaseT延長器

421‧‧‧HDBaseT接收端轉換單元

422‧‧‧高頻變壓器

423‧‧‧RJ-45輸出介面

424‧‧‧高解析度多媒體介面

425‧‧‧乙太網路介面

426‧‧‧RS242介面

427‧‧‧紅外線介面

圖1係本新型較佳實施例之立體示意圖。

圖2係本新型較佳實施例電路板之電路圖。

圖3係本新型較佳實施例電路板的電源濾波器之電路圖。

圖4係本新型較佳實施例之系統方塊圖。

圖5係本新型較佳實施例之系統方塊圖。

圖6A係現有技術傳送端的HDBaseT延長器之系統方塊圖。

圖6B係現有技術接收端的HDBaseT延長器之系統方塊圖。

以下配合圖式及本新型之較佳實施例，進一步闡述本新型為達成預定目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本新型較佳實施例之外接式訊號電源耦合裝置係包含有一外殼10及一電路板20，該外殼10係包含有一容置空間11、一延長器輸入埠12、一延長器輸出埠13及一電源埠14。在本較佳實施例中，該延長器輸入埠12及該延長器輸出埠13係一RJ-45介面之連接埠。

請參閱圖1及圖2所示，該電路板20係設置於該外殼10的容置空間11，其上設置有至少一個HDMI頻帶耦合變壓器21，各HDMI頻帶耦合變壓器21係分別包含有至少二第一側線圈211及至少二第二側線圈212，於圖2中係以四個第一側線圈及四個第二側線圈為較佳實施例。各第一側線圈211係分別對應一第二側線圈212，該第一側線圈211係電連接至該延長器輸入埠12，而該第二側線圈212係電連接至該延長器輸出埠13。各第二側線圈212係分別中間抽頭出一電源線，以電連接至該電源埠14。

該電源埠14係包含有一高電位端141及一低電位端142。各HDMI頻帶耦合變壓器21之各第二側線圈212分別抽頭出一電源線POE1、POE2、POE3、POE4，其中二條電源線POE2、POE4係電連接至該電源埠14的高電位端141，而另外二條電源線POE1、POE3則電連接至該電源埠14的低電位端142。該延長器輸入埠12係RJ-45介面之連接埠，故具有八條(四組)訊號線，而每組訊號線係分別連接至各HDMI頻帶耦合變壓器21之一第一側線圈211。該延長器輸出埠13亦係RJ-45介面之連接埠，而各HDMI頻帶耦合變壓器21之一第二側線圈212係連接至該延長器輸出埠13中對應的訊號線組。而該電源埠14係電連接至其他電子裝置，以提供其電能。在本較佳實施例中，該HDMI頻帶耦合變壓器21之工作頻率係高於10GHz。

進一步而言，本新型可於該第二側線圈212與該延長器輸出埠13之間設有一突波保護器23，以將突波電壓排除，防止於傳遞過程中產生的突波電壓一同傳入電路板20的內部電路，使內部電路損壞。在本較佳實施例中，該突波保護器23係可消散400W或500W的突波保護元件，防止後方連接的延長器受損，達到延長使用壽命的效益，尤其在後端的設備屬於高價產品時，更顯示其必要性。

請參閱圖3所示，本新型較佳實施例之電路板20係進一步設置有一電源濾波器22，該電源濾波器22係包含有一高電位輸入端I/P1、一低電位輸入端I/P2及一電源輸出端O/P1，該高電位輸入端I/P1係電連接至該高電位端141，而該低電位輸入端I/P2係電連接至該低電位端142，以將該高電位端I/P1與低電位端I/P2之跨壓中的高頻雜訊或突波電壓濾除，並進一步穩壓後透過該電源輸出端O/P1輸出。而該電源輸出端O/P1係輸出一穩定電壓，以供該電路板20中之其他電路使用。

請參閱圖4所示，本新型於使用時，係設置於一未具有乙太網路供電(Power over Ethernet；PoE)功能的HDBaseT延長器旁，而該HDBaseT延長器係區分為資料傳送端(Tx)及資料接收端(Rx)兩種。當該資料傳送端及該資料接收端的HDBaseT延長器41、42均未具有乙太網路供電功能，且於該資料接收端的HDBaseT延長器42無法連接一外接電源時，則分別設置一個外接式訊號電源耦合裝置於該HDBaseT延長器41、42旁。在本較佳實施例中，位於該資料傳送端的HDBaseT延長器41旁的外接式訊號電源耦合裝置係一第一供電裝置31，而位於該資料接收端的HDBaseT延長器42旁的外接式訊號電源耦合裝置係一第二供電裝置32。

該第一供電裝置31之延長器輸入埠12係透過一乙太網路線(如CAT-5線)連接至該資料傳送端的HDBaseT延長器41之RJ-45介面，該第一供電裝置31之電源埠14係透過一電源線電連接至一電源供應器，以獲取電能，而該第一供電裝置31的延長器輸出埠13係透過乙太網路線連接至該第二供電裝置32的延長器輸出埠13。該第二供電裝置32的延長器輸入埠12係透過乙太網路線連接至該資料接收端的HDBaseT延長器42之RJ-45介面，該第二供電裝置32的電源埠14係透過一電源線電連接至該資料接收端的HDBaseT延長器42的電源輸入端，以提供該資料接收端的HDBaseT延長器42電能。

請參閱圖2所示，藉由此方式連接，因電源係一直流電源，且透過該第一供電裝置31的二個第二側線圈211與該第二供電裝置32的對應的二個第二側線圈211，即可構成一電源迴路。在本較佳實施例中，該電源迴路係由一電源供應器從該第一供電裝置31的高電位端141透過該電源線POE2、該第一供電裝置的第二側線圈211及該乙太網路線中的一訊號線，至該第二供電裝置32的第二側線圈211，並透過該第二供電裝置32的電源線POE2將電源輸出至該高電位端141，進一步提供電能至一負載後，由該第二供電裝置32的低電位端142及該電 源線POE1，以及該第二供電裝置32的第二側線圈、乙太網路線中的另一訊號線、該第一供電裝置31的第二側線圈、該第一供電裝置31的電源線POE1及該第一供電裝置31的低電位端142迴流至該電源，而形成該電源迴路。

總體而言，該資料傳送端的HDBaseT延長器41係將一HDMI介面轉換成一RJ-45介面，並透過乙太網路線將資料傳送至該第一供電裝置31，而該第一供電裝置31係將資料與電源耦合，並透過乙太網路線將資料與電源耦合後傳送至該第二供電裝置32，該第二供電裝置32將該電源分離出來後輸出至該資料接收端的HDBaseT延長器42，以供其電能，使該資料接收端的HDBaseT延長器42得以正常運作，該第二供電裝置32同時將該訊號分離出來並透過乙太網路線傳送至該資料接收端的HDBaseT延長器42，該資料接收端的HDBaseT延長器42將該RJ-45介面轉換成HDMI介面後輸出，而一影音播放器即可藉由該資料接收端的HDBaseT延長器42的HDMI介面獲取高解析度的影音資料並播放。

此外，請參閱圖5所示，當該資料傳送端及該資料接收端的HDBaseT延長器41、42均未具有乙太網路供電功能，且於該資料傳送端的HDBaseT延長器41無法連接一外接電源時，則分別設置一個外接式訊號電源耦合裝置於該HDBaseT延長器41、42旁。在本較佳實施例中，位於該資料傳送端的HDBaseT延長器41旁的外接式訊號電源耦合裝置係一第三供電裝置33，而位於該資料接收端的HDBaseT延長器42旁的外接式訊號電源耦合裝置係一第四供電裝置34。

該第三與第四供電裝置33、34的延長器輸入埠12、延長器輸出埠13的連接方式與上述的第一與第二較供電裝置31、32相同，但該第三供電裝置33的電源埠14係透過一電源線電連接至該訊號傳送端的HDBaseT延長器41的電源輸入端，以提供該資料傳送端的HDBaseT延長器41電能，而該第四供電裝置 34的電源埠14係透過一電源線電連接至一電源供應器，以獲取電能，並將該電能與傳送的資料耦合，進一步透過乙太網路線將電能傳送至該第三供電裝置33。

進一步而言，若該資料傳送端及該資料接收端的HDBaseT延長器41、42其中之一具有乙太網路供電功能，而另一端卻未具有乙太網路供電功能時，則係於該未具有乙太網路供電功能之一端旁設有該外接式訊號電源耦合裝置。舉例來說，若該資料傳送端的HDBaseT延長器41具有乙太網路供電功能，且可直接獲取電能，而該資料接收端的HDBaseT延長器42未具有乙太網路供電功能，且無法直接獲取電能時，則安裝上述的第二供電裝置32。若該資料傳送端的HDBaseT延長器41具有乙太網路供電功能，但無法直接獲取電能，而該資料接收端的HDBaseT延長器42未具有乙太網路供電功能，但卻能直接獲取電能時，則安裝上述的第四供電裝置34。若該資料接收端的HDBaseT延長器42具有乙太網路供電功能，且可直接獲取電能，而該資料傳送端的HDBaseT延長器41未具有乙太網路供電功能，且無法直接獲取電能時，則安裝上述的第三供電裝置33。若該資料接收端的HDBaseT延長器42具有乙太網路供電功能，但無法直接獲取電能，而該資料傳送端的HDBaseT延長器41未具有乙太網路供電功能，但卻能直接獲取電能時，則安裝上述的第一供電裝置31。

此外，該外接式訊號電源耦合裝置係區分為二種，其中一種是標準型，另一種係一般型。而該標準型的外接式訊號電源耦合裝置係依據IEEE802.3的標準設計，並包含有傳送端(Tx)及接收端(Rx)二種，該傳送端的標準型外接式訊號電源耦合裝置係於其電路板20上設置有一傳送端晶片，用以與接收端的標準型外接式訊號電源耦合裝置溝通，並傳遞電能。該接收端的標準型訊號電源耦合裝置係於其電路板20上設置有一接收端晶片，以與該傳送端晶片溝通，並將電源的電壓進行升壓與穩壓，而輸出一具有穩定電壓的電源，於該IEEE802.3標準中規定的傳遞的電壓係係48伏特。該傳送端的標準型外接式訊號電源耦合 裝置的連接方式係與上述之第一供電裝置31相同，而該接收端的標準型外接式訊號電源耦合裝置的連接方式係與上述之第二供電裝置32相同。

而該一般型的外接式訊號電源耦合裝置並沒有因為該傳送端與接收端的不同而有不同的裝置，且其連接方式如上述的第一供電裝置31及第二供電裝置32。但傳遞的電壓係較低，該一般型外接式訊號電源耦合裝置傳遞的電壓係24伏特。

藉由本新型的設置，於安裝該HDBaseT延長器時，只需於資料傳送端或資料接收端其一提供電源，即可令另一端之HDBaseT延長器，透過乙太網路供電來獲取電能。其中一端的外接式訊號電源耦合裝置係將訊號與電源耦合後，透過乙太網路線傳遞，並於另一端之外接式訊號電源耦合裝置將電源分離出來，提供電能至該另一端的HDBaseT延長器，使該HDBaseT延長器無須額外提供電源即可正常運作。本新型於安裝時，無須另外牽電源延長線，故確能有效地減少安裝的困難度。而本新型係進一步具有該突波保護器，以將傳遞過程中產生的突波電壓排除，使突波電壓無法導入本新型的內部電路，故無須擔心傳遞的距離增加，突波電壓產生的機率增加而導致內部電路受到突波電壓而損毀的問題。

以上所述僅是本新型的較佳實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

41‧‧‧資料傳送端的HDBaseT延長器

42‧‧‧資料接收端的HDBaseT延長器

31‧‧‧第一供電裝置

32‧‧‧第二供電裝置

Claims (9)

1. 一種外接式訊號電源耦合裝置，係包含有：一外殼，係包含有一容置空間、一延長器輸入埠、一延長器輸出埠及一電源埠；及一電路板，係設置於該外殼之容置空間中，其上設置有至少一HDMI頻帶耦合變壓器，各HDMI頻帶耦合變壓器係分別包含有至少二第一側線圈及至少二第二側線圈，各第一側線圈係分別對應一第二側線圈，且各第一側線圈係分別電連接至該延長器輸入埠，而各第二側線圈係分別電連接至該延長器輸出埠，並於各第二側線圈中分別抽頭出一電源線，以電連接至該電源埠。
2. 如請求項1所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該電路板係進一步設置有一電源濾波器，該電源濾波器具有一高電位端、一低電位端及一電源輸出端，該高電位端係電連接至該二HDMI頻帶耦合變壓器之二條電源線其中之一條電源線，該低電位端係電連接至該另外一條電源線。
3. 如請求項1或2所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該電路板之HDMI頻帶耦合變壓器之工作頻率係高於10GHz。
4. 如請求項1或2所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該外殼之延長器輸入埠及延長器輸出埠係RJ-45介面。
5. 如請求項1所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該HDMI頻帶耦合變壓器係包含有四個第一側線圈及四個第二側線圈，各第一側線圈係電連接至該延長器輸入埠，而各第二側線圈係電連接至該延長器輸出埠，且於各第二側線圈中分別抽頭出一電源線，以電連接至該電源埠。
6. 如請求項5所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該電路板係進一步設置有一電源濾波器，該電源濾波器具有一高電位端、一低電位端及一電源輸出端，該高電位端係電連接至該四個HDMI頻帶耦合變壓器之四條電源線其中之二條電源線，而該低電位端係電連接至該另外二條電源線。
7. 如請求項5或6所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該電路板之HDMI頻帶耦合變壓器之工作頻率係高於10GHz。
8. 如請求項5或6所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該外殼之延長器輸入埠及延長器輸出埠係RJ-45介面。
9. 如請求項1或2所述之外接式訊號電源耦合裝置，其中該電路板係進一步設置有一突波保護器，該突波保護器係電連接於該第二側線圈與該延長器輸出埠之間，以將突波電壓排除。