CN102349116A

CN102349116A - 高速差动电缆

Info

Publication number: CN102349116A
Application number: CN2010800118408A
Authority: CN
Inventors: 下泽胜雄; 小田健; 新井修; 和田孝志; 久保雅人
Original assignee: JUN KINUNUI KOSO CO Ltd
Current assignee: JUN KINUNUI KOSO CO Ltd; Junkosha Co Ltd
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2012-02-08
Also published as: US20120024566A1; EP2407979A1; KR20110127664A; WO2010104203A1; EP2407979A4; JP5508614B2; JP2010218741A

Abstract

在高速差动电缆(1)中，两芯平行地配置有在内部导体(11)的外周设置有第一介质层(12)的信号线，在两芯信号线的外周设置有第二介质层(13)，在位于第二介质层外侧的、两芯信号线的两侧，分别与信号线平行地配置有漏极线(14)，在第二介质层和漏极线的外周沿纵向设置有外部导体(15)，该外部导体(15)以绝缘侧为外侧，并以导体侧为内侧，在该外部导体的外周设置有套管(16)，在配置有漏极线的第二介质层的外周部分，设置有漏极线用槽部(17)，该漏极线用槽部(17)至少能与漏极线的圆周的一部分相嵌合。由此，由于能高精度地对称配置信号线和漏极线，因此，能使信号线的两芯具有良好的电气平衡，从而能获得优异的电气特性和传输特性。另外，由于沿纵向设置有外部导体，因此，能防止在高频区域内发生衰减量的损失。

Description

高速差动电缆

技术领域

本发明涉及使用两芯的信号线来对信号进行差动传输的高速差动电缆。

背景技术

当前，作为在以高比特率进行数据传输的情况下所使用的传输线路，有高速差动电缆。这样的高速差动电缆如日本专利特开2002-358841号公报所示，在该日本专利特开2002-358841号公报中，揭示了一种具有如下结构的高速差动电缆：即，在内部导体的外周设置绝缘体层(介质层)以作为信号线，将该信号线以两芯平行排列，在其两个外侧配置漏极线，保持扁平四芯结构，并在金属面内侧沿纵向或呈螺旋状地卷绕铝塑复合包带，以形成外部导体，在该外部导体的外周设置套管。根据该高速差动电缆，由于采用了将漏极线配置于两芯的信号线两侧的扁平四芯结构，因此，电缆的弯曲性自由度较大，且装配性也较好，因此，电缆的操作性优异，而且，若从信号线两芯的相对接地的电气平衡度来看，则能获得良好的传输特性而较为理想，但在实际制造这样的扁平四芯结构的差动电缆时，配置于信号线的两个外侧的各漏极线会从连接这些线的直线上偏离而发生移动，从而极难将信号线和漏极线置于平衡且呈平坦状的位置上。其结果是，存在以下问题：即，会因从直线上偏离而发生移动的漏极线而失去电气平衡，从而特性阻抗等电气特性会发生劣化。另外，在将用于形成外部导体的铝塑复合包带呈螺旋状地进行卷绕的情况下，在高频区域内，会发生衰减量的急剧下降(所谓的损失(脱落))。此外，在该日本专利特开2002-358841号公报所揭示的高速差动电缆中，由于外部导体并不完全是导体，因此，两芯的信号线之间存在电位差的导体电位会被感应到外部导体上而产生电位差，其结果是，由于在外部导体上有电流流过，从而会造成损耗，因此，会大幅降低衰减量。另外，当绝缘体层的相对介电常数存在差异时，时滞会增大。

为了解决上述的各种问题，根据本发明人所持续进行的钻研、研究、和开发的结果，找出了一种高速差动电缆的结构，从而终于完成了本发明，所述高速差动电缆能利用扁平四芯结构来维持电缆的操作性，且能防止高频区域内的发生衰减量的损失，并抑制伴随频率增加而产生的衰减量的降低，从而能减小时滞，抑制特性阻抗等的劣化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种传输特性优异、且电缆的操作性优良的、电气特性和传输特性优异的高速差动电缆。

为了实现上述目的，本发明的高速差动电缆的特征在于，在该高速差动电缆中，两芯平行地配置有在内部导体的外周设置有第一介质层的信号线，在所述两芯的信号线的外周设置有第二介质层，在位于所述第二介质层外侧的、所述两芯的信号线的两侧，分别与所述信号线平行地配置有漏极线，在所述第二介质层和所述漏极线的外周沿纵向设置有外部导体，所述外部导体以绝缘侧为外侧，并以导体侧为内侧，在该外部导体的外周设置有套管，在配置有所述漏极线的所述第二介质层的外周部分，设置有漏极线用槽部，该漏极线用槽部至少能与所述漏极线的圆周的一部分相嵌合。

由此，由于能高精度地对称配置信号线和漏极线，因此，能使信号线的两芯具有良好的电气平衡，从而能获得优异的电气特性和传输特性。另外，由于沿纵向设置有外部导体，因此，能防止在高频区域内发生衰减量的损失。另外，由于两芯的信号线被第二介质层所覆盖，且漏极线与外部导体层内侧的导体侧相接触，因此，两芯的信号线之间的具有电位差的导体电位不会感应到外部导体上，其结果是，能抑制产生于外部导体上的电流以减小损耗，从而能抑制衰减量的降低。此外，能提高成对的内部导体的耦合度，从而能减小时滞。另外，由于将漏极线配置于两芯的信号线的两侧，因此，电缆的操作性优异，从而能提高布线操作的效率。

另外，本发明的特征在于，将所述漏极线用槽部设置成使所嵌合的所述漏极线的中心轴位于连接所述两芯的信号线的中心轴的直线的延长线上。由此，由于能更高精度地对称配置信号线和漏极线，因此，能使信号线的两芯具有更良好的电气平衡，从而能获得优异的电气特性和传输特性。

附图说明

图1是与本发明的实施方式所涉及的高速差动电缆的轴正交的方向上的图。

图2是表示实施例和比较例的高速差动电缆的频率与衰减量之间的关系的图。

具体实施方式

以下所说明的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明，另外，实施方式中所说明的特征的组合未必全都是本发明的成立所必须的。

图1是与本发明的实施方式所涉及的高速差动电缆的轴正交的方向上的图。该高速差动电缆1中，两芯平行地配置有在中心导体11(内部导体)的外周形成有第一介质层12的信号线10，在两芯的信号线10的外周形成有第二介质层13。在形成该第二介质层13时，在位于第二介质层13的外侧的、两芯的信号线10的两侧，形成有漏极线用槽部17，该漏极线用槽部17至少能与漏极线14的圆周的一部分相嵌合。形成该漏极线用槽部17，使所嵌合的漏极线14的中心轴14C位于连接两芯的信号线10的中心轴10C的直线L的延长线上。将漏极线14平行地配置在该漏极线用槽部17内，在第二介质层13和漏极线14的外周形成后述的屏蔽层(外部导体层)15，该屏蔽层15以其绝缘侧为外侧，并以导体侧为内侧。然后，采用在屏蔽层15的外周形成护套(套管)16的结构。

中心导体11例如可以使用镀银软铜线。对于第一介质层12，例如可以使用多孔聚四氟乙烯(EPTFE)、及发泡的四氟乙烯—六氟丙烯共聚物(FEP)等氟树脂。对于第二介质层13，例如可以使用发泡的FEP等氟树脂。对于漏极线14，例如可以使用镀银软铜线。对于屏蔽层15，可以使用ALPET、即将铝箔和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)隔着作为粘接层的聚氯乙烯(PVC)进行层叠而形成为包带状的金属化包带。在位于导体侧的铝面15b与第二介质层13和漏极线14相接触的状态下，将屏蔽层15沿纵向设置于第二介质层13和漏极线14的外周，以包围第二介质层13和漏极线14(形成所谓的烟卷状)。对于护套16，例如可以使用聚酯(PE)。

利用以下步骤，来制作具有这样的结构的高速差动电缆1。首先，在一根中心导体11的外周卷绕EPTFE的包带，以制作形成有第一介质层12的单线的信号线10。当然，也可以用挤压机(未图示)挤压介质，从而形成该第一介质层12。接着，平行地配置两根信号线10，使第一介质层12沿轴向相接触，用挤压机挤压介质并进行覆盖，以包围两芯的信号线10的第一介质层12的外周，从而形成具有漏极线用槽部17的第二介质层13。然后，将漏极线14配置于漏极线用槽部17内，以PET面15a为外侧，以铝面15b为内侧，将金属化包带沿纵向进行卷绕(形成烟卷状)，以包围第二介质层13和漏极线14的外周，从而形成屏蔽层15。最后，在屏蔽层15的外周卷绕绝缘包带，或用挤压机挤压绝缘体以覆盖屏蔽层15的外周，从而形成护套16。通过以上步骤，完成高速差动电缆1。

根据具有如上所述结构的高速差动电缆1，由于能高精度地对称配置信号线10和漏极线14，因此，能使信号线10的两芯具有良好的电气平衡，从而能获得优异的电气特性和传输特性。另外，由于沿纵向设置有屏蔽层15，因此，能防止在高频区域内发生衰减量的损失。另外，两芯的信号线10被第二介质层13所覆盖，漏极线14与屏蔽层15内侧的铝面15b相接触。因此，由于两芯的信号线10之间的具有电位差的导体电位不会感应到屏蔽层15上，因此，能抑制产生于屏蔽层15上的电流以减小损耗，从而能抑制衰减量的降低。此外，能提高成对的中心导体11的耦合度，从而能减小时滞。另外，由于漏极线14配置于两芯的信号线10的两侧，因此，电缆的弯曲性自由度较大，且装配性也较好，因而，电缆的操作性优异，从而能提高布线操作的效率。

接着，制作本实施方式的高速差动电缆1作为实施例1、2，并制作现有的高速差动电缆作为比较例，由于对它们的衰减量和时滞进行了测定，因此，参照图2，对这些测定结果进行说明。这里，如下所述那样制作用于测定的、实施例1的高速差动电缆1。准备外径为0.511mm的镀银软铜线作为中心导体11，在该中心导体11的外周卷绕多孔PTFE的包带，使外径成为0.9mm，以形成第一介质层12，从而制成信号线10。平行地配置两根信号线10，使第一介质层12沿轴向相接触，覆盖发泡的FEP，以包围两根信号线10的第一介质层12的外周，使厚度成为0.45mm，从而形成第二介质层13。

然后，将外径为0.254mm的镀银软铜线作为漏极线14而平行地配置于漏极线用槽部17内，沿纵向卷绕ALPET，使得铝面15b紧贴，以包围第二介质层13和漏极线14的外周，从而形成屏蔽层15，所述ALPET通过将厚度为10μm的铝箔和厚度为12μm的PET隔着厚度为2～3μm的PVC(粘接层)进行层叠而形成。最后，卷绕厚度为0.008mm的PE包带，以包围屏蔽层15的外周，从而形成护套16。另外，用于测定的实施例2的高速差动电缆1的第一介质层12由发泡的FEP所形成，其第二介质层13的厚度形成为0.5mm，除以上两点以外，实施例2的高速差动电缆1的结构与实施例1的高速差动电缆1相同。

另一方面，如下所述那样制作用于测定的、比较例的高速差动电缆。准备外径为0.511mm的镀银软铜线作为中心导体，在该中心导体的外周卷绕多孔PTFE的包带，使外径成为1.25mm，以形成介质层，从而制成信号线。平行地配置两根信号线，使介质层沿轴向相接触，将ALPET卷绕成螺旋状(形成所谓的盘旋卷绕状)，使得PET面紧贴，以包围两根信号线的介质层的外周，从而形成屏蔽层，所述ALPET通过将厚度为10μm的铝箔和厚度为12μm的PET隔着厚度为2～3μm的PVC(粘接层)进行层叠而形成。将外径为0.254mm的镀银软铜线作为漏极线而平行地配置于位于屏蔽层外侧的、信号线的一侧，最后，覆盖FEP，以包围屏蔽层和漏极线的外周，使厚度成为0.05mm，从而形成护套。

图2是表示对于实施例1、2的高速差动电缆1和比较例的高速差动电缆、使频率(GHz)在0～20GHz内变化时的衰减量(dB/m)的变化的图。由图2可知，在比较例的高速差动电缆中，在频率为11～16GHz的范围内发生了损失，与此不同的是，在实施例1、2的高速差动电缆1中，能防止发生损失。

另外，例如当频率为1.0GHz、2.0GHz、3.125GHz、5.0GHz、6.0GHz时，比较例的高速差动电缆的衰减量为0.757dB/m、1.001dB/m、1.221dB/m、1.653dB/m、1.845dB/m，与此不同的是，实施例1的高速差动电缆1的衰减量成为0.603dB/m、0.732dB/m、0.887dB/m、1.164dB/m、1.311dB/m，实施例2的高速差动电缆1的衰减量成为0.586dB/m、0.758dB/m、0.967dB/m、1.262dB/m、1.389dB/m，与比较例的高速差动电缆的衰减量相比，实施例1、2的高速差动电缆1能抑制衰减量的降低。另外，比较例的高速差动电缆的时滞为9.0ps/10m，与此不同的是，实施例1的高速差动电缆1能将时滞减小为2ps/10m。

工业上的实用性

本发明的高速差动电缆可以适用于以高比特率进行长距离的数据传输的设备，例如可以适用于计算机、计算装置、移动电话等电子设备，此外，也可以适用于汽车、飞机等的控制电路。

Claims

1.一种高速差动电缆，其特征在于，

两芯平行地配置有在内部导体的外周设置有第一介质层的信号线，在所述两芯的信号线的外周设置有第二介质层，在位于所述第二介质层外侧的、所述两芯的信号线的两侧，分别与所述信号线平行地配置有漏极线，在所述第二介质层和所述漏极线的外周沿纵向设置有外部导体，所述外部导体以绝缘侧为外侧，并以导体侧为内侧，在该外部导体的外周设置有套管，在配置有所述漏极线的所述第二介质层的外周部分，设置有漏极线用槽部，该漏极线用槽部至少能与所述漏极线的圆周的一部分相嵌合。

2.如权利要求1所述的高速差动电缆，其特征在于，

将所述漏极线用槽部设置成使所嵌合的所述漏极线的中心轴位于连接所述两芯的信号线的中心轴的直线的延长线上。