專利名稱：差分信號電纜、電纜組件以及多對差分信號電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使數(shù)(ibit/s以上的高速數(shù)字信號傳輸數(shù)米至數(shù)十米的、信號波形惡化小的差分信號電纜以及使用該電纜的電纜組件以及多對差分信號電纜。
背景技術(shù)：
在處理數(shù)(ibit/s以上的高速數(shù)字信號的服務(wù)器、路由器、存儲產(chǎn)品等設(shè)備中，在設(shè)備之間或者設(shè)備內(nèi)的基板之間的信號傳輸中通過差分信號進(jìn)行傳輸。所謂差分信號是指通過兩條導(dǎo)線傳輸使相位反轉(zhuǎn)了 180°的信號，在接收側(cè)合成接收到的各信號的差分并輸出。因為在兩條導(dǎo)線中流過的電流朝著相反的方向流動，所以從傳輸線路放射的電磁波小， 此外，從外部受到的噪音在兩條導(dǎo)線中相等地重疊，所以通過在接收側(cè)合成差分來輸出，可以消除噪音導(dǎo)致的影響。根據(jù)這些理由，在高速數(shù)字信號的傳輸中經(jīng)常通過差分信號進(jìn)行傳輸。作為在差分信號的傳輸中使用的差分信號電纜，具有將使用絕緣體覆蓋導(dǎo)線而得到的兩條絕緣電線絞合成為一對的雙絞線電纜。雙絞線電纜價格便宜平衡性優(yōu)秀，并且還容易彎曲，所以被廣泛用于中距離的信號傳輸。但是，雙絞線電纜的信號衰減大，所以在使用雙絞線電纜的系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償信號衰減的信號處理消耗大量電力(后述的雙股電纜的 6 10倍左右)。此外，一般的雙絞線電纜因為沒有成為屏蔽的金屬導(dǎo)體，所以容易受到放置在電纜附近的金屬的影響，存在電纜的特定阻抗不穩(wěn)定的問題。此外，雙絞線電纜是將兩條絕緣電線絞合在一起的結(jié)構(gòu)，所以兩條絕緣電線的導(dǎo)體之間的物理長度差較大。因此，在通過成為屏蔽的金屬導(dǎo)體包覆雙絞線電纜時，時滯(skew)的影響變大。由于這些情況，雙絞線電纜在數(shù)GHz的高頻區(qū)域中信號波形容易變形，因此幾乎不用于數(shù)(ibit/s以上的傳輸線路。另一方面，具有不絞合兩條絕緣電線而是將其并行排列，并使用屏蔽將其覆蓋而得到的電纜(以下稱為雙股電纜)。雙股電纜與雙絞線電纜相比，高頻的信號的衰減小。此外，雙股電纜被設(shè)置為通過屏蔽覆蓋兩條絕緣電線，所以即使在雙股電纜附近放置金屬，特性阻抗也不會變得不穩(wěn)定，此外，耐噪音性也高。因此，雙股電纜被用于比較高速的短距離的信號傳輸。此外，在屏蔽中，具有使用帶有導(dǎo)體的屏蔽帶的屏蔽、以及使用編織線進(jìn)行覆蓋的屏蔽。此外，還可以附加加蔽線等來代替使用屏蔽進(jìn)行覆蓋。例如，圖5是表示在專利文獻(xiàn)1中公開的雙股電纜50的一例的截面圖，對使用絕緣體32包覆信號用導(dǎo)線31而得的兩條絕緣電線33纏繞或縱向附加在聚乙烯帶38上粘貼鋁等金屬箔37而得到的屏蔽帶35。在屏蔽帶35和絕緣電線33之間，以與屏蔽帶35的金屬箔37的表面接觸的方式配置有加蔽線34，并使加蔽線34接地。此外，圖6是表示在專利文獻(xiàn)2中公開的雙股電纜60的一例的截面圖。通過絕緣體32包覆信號用導(dǎo)線31而得的兩條絕緣電線33在表面上具備熔接層36，由此相互通過熔接來接合，并且在其外周覆蓋有粘貼了鋁等金屬箔37的屏蔽帶35。在圖5的雙股電纜50 中，有時由于電纜反復(fù)彎曲等，兩條絕緣電線33滑動從而產(chǎn)生偏移，但是圖6的雙股電纜60由于絕緣電線33相互熔接，所以不滑動。結(jié)果，表示出可以降低信號用導(dǎo)線中的信號的傳輸時間差，即時滯(skew)。時滯的增加使在接收側(cè)對差分進(jìn)行合成后的數(shù)字信號波形變形， 在相當(dāng)于10(ibit/S的高速信號傳輸中，即使數(shù)ps的時滯也會使信號品質(zhì)惡化。此外，圖7是表示在專利文獻(xiàn)3中公開的雙股電纜70的一例的截面圖，通過絕緣體32 —起包覆信號用導(dǎo)線31，在其上纏繞或縱向附加由金屬箔帶形成的屏蔽帶35。此外，圖8是表示在專利文獻(xiàn)4中公開的雙股電纜80的一例的截面圖，進(jìn)一步使用發(fā)泡材料片39覆蓋絕緣電線33，在縱向附加了加蔽線34之后，使用屏蔽帶進(jìn)行包覆。在1 10米左右的距離、數(shù)(ibit/s的高速差分信號的傳輸中一般使用雙股電纜。 在雙股電纜的兩端具備連接器，通過該連接器與裝置側(cè)的對應(yīng)連接器配合，可以容易地進(jìn)行對裝置的連接。在連接器內(nèi)部內(nèi)置了具有多個接點的直接插入式(card edge type)的小型印刷電路基板，其厚度為0. 5 Imm左右，所以在雙股電纜的安裝中，在印刷電路基板的信號配線側(cè)的一面上連接導(dǎo)線31，在另一面的接地面上連接加蔽線34。在數(shù)(ibit/s的高速信號的傳輸中，如果不極力地使特性阻抗穩(wěn)定，則產(chǎn)生不需要的信號的反射，導(dǎo)致信號品質(zhì)惡化。特別是在雙股電纜和印刷電路基板的連接部，由于電纜那樣的截面結(jié)構(gòu)和印刷電路基板那樣的微帶(micro-strip)線路結(jié)構(gòu)，線路結(jié)構(gòu)變得不連續(xù)，所以特性阻抗容易發(fā)生偏移，容易引起反射。還需要成為減小時滯的結(jié)構(gòu)，希望在彎曲電纜時各個絕緣電線不會從原來的位置偏移，加蔽線的位置不發(fā)生偏移。在現(xiàn)有技術(shù)中，將加蔽線配置在兩條絕緣電線之間出現(xiàn)的間隙中(凹部)。在連接Im IOm的高速傳輸電纜中，芯線(導(dǎo)線)最一般地使用24AWG(美國線規(guī)=American Wire Gauge)。芯線導(dǎo)體直徑(I1 = 0. 51mm，絕緣體的厚度為0. 445mm，所以絕緣電線的外徑 d2 = 1.4mm。當(dāng)設(shè)加蔽線的導(dǎo)體直徑為d3 = 0. 40mm時，在電纜的截面中，導(dǎo)線-加蔽線之間的厚度方向距離r如圖9所示，在幾何學(xué)上采用(1)式來給出，大約為0.11mm。數(shù)學(xué)式1
權(quán)利要求
1.一種差分信號電纜，具備由導(dǎo)線和包覆所述導(dǎo)線的絕緣體構(gòu)成的、并行接觸設(shè)置的兩條絕緣電線；在所述兩條絕緣電線的表面分別設(shè)置的熔接層；在所述兩條絕緣電線之間形成的凹部中縱向附加設(shè)置的加蔽線；一起纏繞所述兩條絕緣電線和所述加蔽線的屏蔽帶，所述差分信號電纜的特征在于，所述兩條絕緣電線各自將所述絕緣體的表面的一部分變形為平坦面，以在所述平坦面上相互接觸的方式將所述兩條絕緣電線熔接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差分信號電纜，其特征在于，所述平坦面具有所述絕緣電線的半徑以上的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的差分信號電纜，其特征在于，所述絕緣體由發(fā)泡材料形成，所述兩條絕緣電線各自通過加熱導(dǎo)致的所述熔接層的熔化而被熔接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差分信號電纜，其特征在于，通過發(fā)泡度比所述絕緣體低的、與所述絕緣體相同的材料形成所述熔接層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的差分信號電纜，其特征在于，在所述兩條絕緣電線之間形成的兩個凹部中分別設(shè)置有所述加蔽線。
6.一種電纜組件，是在將差分信號電纜的端部與內(nèi)置有印刷電路基板的連接器連接時，將所述差分信號電纜的導(dǎo)線與所述印刷電路基板的一個面連接，并且將所述差分信號電纜的加蔽線與所述印刷電路基板的另一面連接所得到的電纜組件，所述差分信號電纜具備由導(dǎo)線和包覆所述導(dǎo)線的絕緣體構(gòu)成的、并行接觸設(shè)置的兩條絕緣電線；在所述兩條絕緣電線的表面分別設(shè)置的熔接層；在所述兩條絕緣電線之間形成的凹部中縱向附加設(shè)置的加蔽線；以及一起纏繞所述兩條絕緣電線和所述加蔽線的屏蔽帶，所述電纜組件的特征在于，所述兩條絕緣電線各自將所述絕緣體的表面的一部分變形為平坦面，以在所述平坦面上相互接觸的方式將所述兩條絕緣電線熔接，縮短了所述導(dǎo)線與所述加蔽線之間的厚度方向的距離和所述印刷電路基板的厚度的差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電纜組件，其特征在于，使所述導(dǎo)線與所述加蔽線之間的厚度方向距離和所述印刷電路基板的厚度大體相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電纜組件，其特征在于，所述平坦面具有所述絕緣電線的半徑以上的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8的任意一項所述的電纜組件，其特征在于，所述絕緣體由發(fā)泡材料形成，所述兩條絕緣電線各自通過加熱導(dǎo)致的所述熔接層的熔化而被熔接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電纜組件，其特征在于，通過發(fā)泡度比所述絕緣體低的、與所述絕緣體相同的材料形成所述熔接層。
11.根據(jù)權(quán)利要求6 8的任意一項所述的電纜組件，其特征在于，在所述兩條絕緣電線之間形成的兩個凹部中分別設(shè)置有所述加蔽線。
12.—種多對差分信號電纜，其特征在于，將兩條以上的權(quán)利要求1 5的任意一項所述的差分信號電纜絞合在一起，在其外周形成由編織導(dǎo)體形成的屏蔽層，在所述屏蔽層的外周包覆了護(hù)套。
全文摘要
本發(fā)明提供一種差分信號電纜以及使用該電纜的電纜組件以及多對差分信號電纜，在用于數(shù)Gbit/s以上的高速傳輸?shù)牟罘中盘栯娎|中，在連接器內(nèi)置的印刷電路基板等上進(jìn)行連接、安裝時，可以降低在電纜與印刷電路基板的連接部的特性阻抗的不匹配，并且可以抑制作為信號傳輸時間差的時滯的增加、差模-共模轉(zhuǎn)換量的增大(惡化)。差分信號電纜具備由導(dǎo)線和包覆導(dǎo)線的絕緣體構(gòu)成的、并行接觸設(shè)置的兩條絕緣電線；在兩條絕緣電線的表面分別設(shè)置的熔接層；在兩條絕緣電線之間形成的凹部中縱向附加設(shè)置的加蔽線；一起纏繞兩條絕緣電線和加蔽線的屏蔽帶，其中，兩條絕緣電線各自將絕緣體的表面的一部分變形為平坦面，以在平坦面上相互接觸的方式熔接。
文檔編號H01B7/00GK102201276SQ20101056290
公開日2011年9月28日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者南畝秀樹, 塚本佳典, 杉山剛博 申請人:日立電線株式會社, 日立電線精密技術(shù)株式會社