CN103515017A - 多对差动信号传输用电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对间的串音（串话）少的多对差动信号传输用电缆。多对差动信号传输用电缆（100）是束紧多根差动信号传输用电缆（10）而成的多对差动信号传输用电缆，该多根差动信号传输用电缆（10）在包覆构成为差动对的两根信号线导体（1）的绝缘体（2）的周围具备屏蔽带导体（3），屏蔽带导体（3）以在电缆长度方向上具有重叠部的方式纵向包围，多根差动信号传输用电缆（10）包含至少一组以上邻接的两根差动信号传输用电缆，以邻接的两根差动信号传输用电缆（10）的至少一方的重叠部（5）不朝向该邻接的差动信号传输用电缆（10）的方向的方式配置差动信号传输用电缆（10）。

Description

多对差动信号传输用电缆

技术领域

本发明涉及多对差动信号传输用电缆。

背景技术

已知有束紧多根差动信号传输用电缆而构成的多对差动信号传输用电缆（例如，参照专利文献1）。

专利文献1（图2、图6）中公开了集合多根传输电缆（差动信号传输用电缆）而构成的集合传输电缆（多对差动信号传输用电缆），该多根传输电缆由屏蔽材包覆信号线对和排扰线的外周，该信号线对由以绝缘层包覆信号线的一对绝缘线构成，具有在该包覆的屏蔽材料的外周包覆的缓冲材料。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2004－87189号公报

在专利文献1所示的那样的多对差动信号传输用电缆中存在因对间的串音（串话）而导致信号的品质劣化的问题。

对间的串音通过电磁能量从无助于信号传输的差动信号传输用电缆（以下称为侵入方）向有助于信号传输的差动信号传输用电缆（以下称为受损方）转移而产生。电磁能量的转移主要通过电场的扩展较大的共模成分而引起。

另外，在通常的多对差动信号传输用电缆中，通过用屏蔽带导体遮蔽各对来防止共模电场的扩展（共模能量的泄漏），但实际上，由于流动于屏蔽带导体中的电流（共模电流）而产生磁场，由此产生的共模成分成为对间的串音的产生原因。此时的共模成分的能量由流动在屏蔽带导体的外部表面的电流（共模电流）决定。

如上所述，作为对间的串音的原因，可列举在对间的共模能量的转移以及各对中的共模电流。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种对间的串音（串话）少的多对差动信号传输用电缆。

本发明为了达到上述目的，提供下述［1］～［10］的多对差动信号传输用电缆。

［1］一种多对差动信号传输用电缆，是束紧多根差动信号传输用电缆而成的多对差动信号传输用电缆，该差动信号传输用电缆在包覆构成为差动对的两根信号线导体的绝缘体的周围具备第一屏蔽带导体，上述多对差动信号传输用电缆的特征在于，

上述第一屏蔽带导体以在电缆长度方向上具有重叠部的方式纵向包围，

上述多根差动信号传输用电缆包含至少一组邻接的两根差动信号传输用电缆，

以上述邻接的两根差动信号传输用电缆的至少一方的上述重叠部不朝向该邻接的差动信号传输用电缆的方向的方式配置上述差动信号传输用电缆。

［2］根据上述［1］所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

以上述多根差动信号传输用电缆中的至少一根的上述重叠部朝向上述多对差动信号传输用电缆的外侧的方式配置上述差动信号传输用电缆。

［3］根据上述［2］所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

以上述多根差动信号传输用电缆的全部的上述重叠部朝向上述多对差动信号传输用电缆的外侧的方式配置上述差动信号传输用电缆。

［4］根据上述［1］至［3］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述第一屏蔽带导体以上述重叠部位于连结上述两根信号线导体的线的大致中间的垂直线上的方式纵向包围。

［5］根据上述［1］至［4］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述差动信号传输用电缆没有排扰线，上述两根信号线导体由在与上述第一屏蔽带导体之间不产生空隙的形状的上述绝缘体一并包覆。

［6］根据上述［1］至［5］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述两根信号线导体由具有扁平椭圆形的截面形状的上述绝缘体一并包覆，该扁平椭圆形具有与上述两根信号线导体的并列方向平行的平坦部。

［7］根据上述［1］至［5］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述两根信号线导体由具有在上述两根信号线导体的并列方向上较长的椭圆形的截面形状的上述绝缘体一并包覆。

［8］根据上述［1］至［7］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

在上述多对差动信号传输用电缆的截面中央配置有两根上述差动信号传输用电缆，隔着间隔件在上述间隔件的周围配置有六根上述差动信号传输用电缆。

［9］根据上述［1］至［7］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

在上述多对差动信号传输用电缆的截面中央配置有间隔件，在上述间隔件的周围配置有八根上述差动信号传输用电缆。

［10］根据上述［1］至［9］任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

具有：一并卷绕在上述多个差动信号传输用电缆的周围的第二屏蔽带导体、包覆上述第二屏蔽带导体的周围的编织线、以及包覆上述编织线的套管。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供对间的串音（串话）少的多对差动信号传输用电缆。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的多对差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

图2是表示本发明的第一实施方式的多对差动信号传输用电缆中所使用的差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

图3是表示图2的变形例的差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

图4是表示本发明的第二实施方式的多对差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

图5是表示差动信号传输用电缆的附近磁场强度的评价系统的示意图。

图6是表示将差动模式输入到差动信号传输用电缆时的附近磁场强度频谱的图。

图7是表示将同相模式输入到差动信号传输用电缆时的附近磁场强度频谱的图。

图中：

100、200－多对差动信号传输用电缆，10、20－差动信号传输用电缆，1－信号线导体，2－绝缘体，3－屏蔽带导体（第一屏蔽带导体），4－绝缘带，5－重叠部，11、15－间隔件，12－屏蔽带导体（第二屏蔽带导体），13－编织线，14－套管，21－网络分析器，22、23－电缆，24－SMA连接器，25－电缆末端处理夹具，26－终端器，27－磁场探测器，28－前置放大器，29－EM1测定器，30－测定系统的校准面。

具体实施方式

〔本发明的第一实施方式〕

（多对差动信号传输用电缆的结构）

图1是表示本发明的第一实施方式的多对差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。另外，图2是表示本发明的第一实施方式的多对差动信号传输用电缆中所使用的差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

第一实施方式的多对差动信号传输用电缆100通过束紧多根差动信号传输用电缆10并使其绞合而成，差动信号传输用电缆10在包覆构成为差动对的两根信号线导体1的绝缘体2的周围具备屏蔽带导体3。屏蔽带导体3以具有在电缆长度方向延伸的重叠部5的方式成为纵向卷（有时也称为烟卷式）。多对差动信号传输用电缆100还具有：一并卷绕在多个差动信号传输用电缆10的周围的屏蔽带导体12；包覆屏蔽带导体12的周围的编织线13；以及包覆编织线13的套管14。

差动信号传输用电缆10的根数在本实施方式中为八根，但没有特别限定。优选为两根、八根、二十四根。在本实施方式中，如图1所示，在截面中央配置有两根，隔着间隔件11在其周围以大致等间隔配置有六根差动信号传输用电缆10。在使差动信号传输用电缆10的根数为两根的情况下，仅在截面中央配置两根即可。另外，在使差动信号传输用电缆10的根数为二十四根的情况下，在上述八根的情况下的六根差动信号传输用电缆10的周围隔着间隔件再以大致等间隔配置十六根差动信号传输用电缆10即可。因此，不论在哪种情况下，多根差动信号传输用电缆10都包含至少一组以上邻接的两根差动信号传输用电缆10。在此，邻接的两根差动信号传输用电缆10是指不隔着间隔件地邻接的两根差动信号传输用电缆10的意思。

多对差动信号传输用电缆100以邻接的两根差动信号传输用电缆10的重叠部5不相互朝向该邻接的差动信号传输用电缆10的方向的方式配置差动信号传输用电缆10。在图1中，以配置在中央部的两根差动信号传输用电缆10的重叠部5相互不朝向该邻接的差动信号传输用电缆10的方向的方式配置差动信号传输用电缆10。另外，其周围的六根差动信号传输用电缆10也分别以相邻的两根差动信号传输用电缆10的重叠部5相互不朝向该邻接的差动信号传输用电缆10的方向的方式配置差动信号传输用电缆10。也可以做成如下结构，即、以仅使邻接的两根差动信号传输用电缆10的任一方的重叠部5不朝向该邻接的差动信号传输用电缆10的方向的方式配置差动信号传输用电缆10。

差动信号传输用电缆10优选以如下方式配置：在多对差动信号传输用电缆100内，多根差动信号传输用电缆10的至少一根、最好至少两根的重叠部5不朝向多对差动信号传输用电缆100的中心侧而是朝向外侧。以重叠部5朝向外侧的方式配置的差动信号传输用电缆10既可以是配置在中央部的两根差动信号传输用电缆10的任一方或两方，也可以是配置在其周围的六根差动信号传输用电缆10的任一根或两根以上。由于即使隔着间隔件也难以完全防御源自重叠部5的不良影响，因此更优选为如图1所示，以多根差动信号传输用电缆10的全部重叠部5不朝向多对差动信号传输用电缆100的外侧的方式配置差动信号传输用电缆10。

作为屏蔽带导体12、编织线13、以及套管14的材料，能够使用电缆一般所使用的材料。间隔件11使用纸、线、发泡体等。作为发泡体，可列举例如、发泡聚丙烯或发泡乙烯等发泡聚烯烃。

差动信号传输用电缆10以屏蔽带导体3在电缆长度方向具有重叠部5的方式纵向包围，其周围由绝缘带4包覆。重叠部5的长度（宽度）没有特别限定，但优选比两根信号线导体1的间隔短。

屏蔽带导体3如图1及图2所示，优选以重叠部5位于连结两根信号线导体1的线的大致中间的垂直线上的方式纵向包围。

差动信号传输用电缆10优选没有排扰线，两根信号线导体1优选由与第一屏蔽带导体之间不产生空隙的形状的绝缘体2一并包覆。在本实施方式中，如图2（剖视图）所示，两根信号线导体1由具有扁平椭圆形的截面形状的绝缘体2一并包覆，该扁平椭圆形具有与两根信号线导体1的并列方向平行的平坦部。

图3是表示图2的变形例的差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。该变形例中的两根信号线导体1由具有在两根信号线导体的并列方向上较长的椭圆形的截面形状的绝缘体2一并包覆。

图2所示的结构相比而言，具有容易制造的优点，对此，图3所示的结构由于在屏蔽带的整面施加有朝向内侧（绝缘体侧）的力，因此具有在屏蔽带与绝缘体间更加不易产生空隙的优点。

作为信号线导体1、绝缘体2、屏蔽带导体3、以及绝缘带4的材料，能够使用电缆一般所使用的材料。信号线导体1也可以使用实施了电镀的铜线。绝缘体2既可以是固体、也可以是发泡体，例如，能够使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物FEP等特氟隆系材料（特氟隆注册商标）或发泡乙烯等发泡聚烯烃。

（多对差动信号传输用电缆的用途）

第一实施方式的多对差动信号传输用电缆100适合于数Gbps以上的大容量的高速传输，也能够适合使用于10Gbps级以上的高速传输。能够适用于设置在数据中心等的路线程序、开关、服务器所使用的电缆组件。另外，能够适用于个人电脑（PC）或硬盘（HDD）等所使用的电缆组件。并且，能够适用于上述用途所使用的电缆设备（有源电缆）。

（本发明的第一实施方式的效果）

根据本实施方式，能够提供对间的串音（串话）少的多对差动信号传输用电缆，更具体地说，具有以下效果。

（1）为了降低对间的共模能量的转移，除了利用屏蔽带导体遮蔽各对以外，还需要确保两者之间的物理距离，以免来自侵入方（aggressor）的共模电场的扩展干扰受损方（victim）。以往，若要充分确保该距离，只有使用间隔件等来扩大对间的距离，导致电缆变粗。在本实施方式中，如实施例中后文所叙述的那样，确认到来自屏蔽带导体3的具有重叠部5的面的电磁能量泄漏（起因于共模电流）比来自其相反面的电磁能量泄漏大，基于这种情况，重叠部5配置成不朝向邻接的差动信号传输用电缆10的方向。优选配置成以朝向多对差动信号传输用电缆100的外侧的方式绞合。由此，共模电场朝向电缆100的外侧扩展，相对于邻接的电缆10的、特别是相对于位于电缆中央部的电缆10的电磁干扰的程度降低。另外，成为朝向多对差动信号传输用电缆100的外侧扩展的共模电场被位于外层的编织线（框架GND）13遮蔽的结构，扩展的共模电场也不会在相邻的多对差动信号传输用电缆100间产生干扰。因此，电缆也不会变粗，能够实现共模电场不从侵入方干扰受损方的多对差动信号传输用电缆。

（2）为了降低各对中的共模电流，在各差动信号传输用电缆中需要降低电流在屏蔽带导体中成为契机的同相模式成分。因此，需要引起从差动模式向同相模式的模式变换，消除构成为差动对的两根信号线间产生的电气的非平衡状态。在本实施方式中，通过使用去掉容易成为破坏电气平衡的主要原因的排扰线及空隙的结构、即图2及图3那样的结构的差动信号传输用电缆10、20，能够降低排扰线（drain wire）因空隙而产生的从差动模式向同相模式的模式转换以及伴随它的共模电流的发生量，从而能够降低从各差动信号传输用电缆产生的共模电场。由此，能够实现对间的串音少的多对差动信号传输用电缆。

〔本发明的第二实施方式〕

（多对差动信号传输用电缆的结构）

图4是表示本发明的第二实施方式的多对差动信号传输用电缆的剖面结构的剖视图。

第二实施方式的多对差动信号传输用电缆200在多对差动信号传输用电缆200的截面中央配置有间隔件15，在间隔件15的周围以大致等间隔配置有八根差动信号传输用电缆10。

其他方面与第一实施方式相同、因而省略说明。

（本发明的第二实施方式的效果）

根据本实施方式，与第一实施方式相比，除了电缆变粗这点以外，具有与第一实施方式同样的效果。

实施例

利用以下的方法，确认来自屏蔽带导体3的有重叠部5的面的电磁能量泄漏比来自其相反面的电磁能量泄漏大。

图5是表示差动信号传输用电缆的附近磁场强度的评价系统的示意图。

在以与网络分析器21连接的电缆22的端部成为校准面30的方式实施修正处理的测定系统中，通过电缆末端处理夹具25向作为被测定物的差动信号传输用电缆10输入混合模式（以差动模式和同相模式定义的信号传输模式）的信号。此时，为了降低在作为被测定物的差动信号传输用电缆10的开放端侧产生的不需要的反射信号，差动信号传输用电缆10的远端侧通过电缆末端处理夹具25和终端器26进行无反射处理。

成为串音（串话）的主要原因的共模电流在屏蔽带导体的表面流动，因此使磁场探测器27接近差动信号传输用电缆10的表面，对其进行检测。由磁场探测器27检测到的信号（共模电流成分）由前置放大器28放大，经由电缆23、SMA连接器24、电缆22，在网络分析器21中作为单端模式信号进行计测。

图6是表示将差动模式输入到差动信号传输用电缆时的附近磁场强度频谱的图，表示在图5的评价系统中，在将差动模式信号输入到差动信号传输用电缆10时从差动信号传输用电缆10产生的共模电流成分。

另外，图7是表示在将同相模式出入到差动信号传输用电缆时的附近磁场强度频谱的图，表示在图5的评价系统中，在将同相模式信号输入到差动信号传输用电缆10时从差动信号传输用电缆10产生的共模电流成分。

如图6所示，在输入了差动模式信号的情况下，通过使磁场探测器27接近具有重叠部5的面的表面的情况、和磁场探测器27接近与具有重叠部5的面正对的面情况，能够确认在共模电流成分中没有差异。

另一方面，如图7所示可知，在输入同相模式信号的情况下，具有重叠部5的面的表面的共模电流成分变得比与具有重叠部5的面正对的面的表面的共模电流成分大。这即表示来自具有重叠部5的面的电磁能量的泄漏比来自与具有重叠部5的面正对的面的泄漏大，表示有助于泄漏（串话）的电磁能量在具有重叠部5的面和与之正对的面不同。由图7可知，频率越高（在5GHz以上，特别是在8GHz以上）该倾向越明显。在以数Gbit/s的信号传输为对象的本发明的实施方式的多对差动信号传输用电缆的泄漏（串话）设计中，能够作为有意义的差来考虑。

Claims (10)

1.一种多对差动信号传输用电缆，是束紧多根差动信号传输用电缆而成的多对差动信号传输用电缆，该差动信号传输用电缆在包覆构成为差动对的两根信号线导体的绝缘体的周围具备第一屏蔽带导体，上述多对差动信号传输用电缆的特征在于，

上述第一屏蔽带导体以在电缆长度方向上具有重叠部的方式纵向包围，

上述多根差动信号传输用电缆包含至少一组邻接的两根差动信号传输用电缆，

以上述邻接的两根差动信号传输用电缆的至少一方的上述重叠部不朝向该邻接的差动信号传输用电缆的方向的方式配置上述差动信号传输用电缆。

2.根据权利要求1所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

以上述多根差动信号传输用电缆中的至少一根的上述重叠部朝向上述多对差动信号传输用电缆的外侧的方式配置上述差动信号传输用电缆。

3.根据权利要求2所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

以上述多根差动信号传输用电缆的全部的上述重叠部朝向上述多对差动信号传输用电缆的外侧的方式配置上述差动信号传输用电缆。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述第一屏蔽带导体以上述重叠部位于连结上述两根信号线导体的线的大致中间的垂直线上的方式纵向包围。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述差动信号传输用电缆没有排扰线，上述两根信号线导体由在与上述第一屏蔽带导体之间不产生空隙的形状的上述绝缘体一并包覆。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述两根信号线导体由具有扁平椭圆形的截面形状的上述绝缘体一并包覆，该扁平椭圆形具有与上述两根信号线导体的并列方向平行的平坦部。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

上述两根信号线导体由具有在上述两根信号线导体的并列方向上较长的椭圆形的截面形状的上述绝缘体一并包覆。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

在上述多对差动信号传输用电缆的截面中央配置有两根上述差动信号传输用电缆，隔着间隔件在上述间隔件的周围配置有六根上述差动信号传输用电缆。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

在上述多对差动信号传输用电缆的截面中央配置有间隔件，在上述间隔件的周围配置有八根上述差动信号传输用电缆。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的多对差动信号传输用电缆，其特征在于，

具有：一并卷绕在上述多个差动信号传输用电缆的周围的第二屏蔽带导体、包覆上述第二屏蔽带导体的周围的编织线、以及包覆上述编织线的套管。

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