CN104252915A - 差分信号传送用电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制了绝缘体和屏蔽带之间产生的空隙所导致的传送特性劣化的差分信号传送用电缆，其具备2根信号线导体（2a、2b）、包覆这些信号线导体（2a、2b）的绝缘体（3）、以及纵向包围于绝缘体（3）的周围的屏蔽带（4），在屏蔽带（4）的向绝缘体（3）卷绕的方向的两端部存在相互重合的第1重复区域（11）以及第2重复区域（12），第1重复区域（11）被第2重复区域（12）覆盖。在将与通过信号线导体（2a、2b）的中心的直线（L1）正交的第1信号线导体（2a）的两个切线中位于该第1信号线导体（2a）的径向外侧的切线设为第1切线（T1）时，第1重复区域（11）的端部（11a）位于比该第1切线（T1）更靠外侧的位置。

Description

差分信号传送用电缆

技术领域

本发明涉及用于传送相位相互不同的两种以上的信号的差分信号传送用电缆。

背景技术

处理数Gbit/s以上的高速数字信号的服务器、路由器、存储器等设备中，采用差分接口规格（例如LVDS（Low Voltage Differential Signaling），在各设备间或设备内的各电路基板间利用差分信号传送用电缆来传送差分信号。差分信号具有实现系统电源的低电压化且对于外来噪声的耐受性高的优点。

一般的差分信号传送用电缆具备平行地排列的一对信号线导体、包覆这些信号线导体的绝缘体、卷绕在绝缘体的周围的屏蔽带、以及卷绕在屏蔽带的周围的按压带。向各个信号线导体分别传送使相位反转了180度的正侧（positive）信号以及负侧（negative）信号。这些两种信号（正侧信号以及负侧信号）的电位差成为信号电平，例如电位差为正则为“High”，负则为“Low”，在接收侧能够识别该信号电平。

在此，屏蔽带具有薄片状的基材和形成于基材的一面的金属导体层。屏蔽带以金属导体层朝向外侧的方式纵向包围于绝缘体的周围（专利文献1）。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开2012-169251号公报

发明内容

纵向包围于绝缘体的周围的屏蔽带的卷绕方向的两端部相互重合。因此，在绝缘体和屏蔽带之间产生屏蔽带的厚度所引起的空隙。具体而言，在屏蔽带的一方的端部的附近，在绝缘体的外周面和屏蔽带的内面之间产生空隙。该空隙导致偏差（skew）的增大、差分同相变换量增大这样的传送特性的劣化。

本发明的目的在于，抑制绝缘体和屏蔽带之间产生的空隙所导致的差分信号传送用电缆的传送特性的劣化。

本发明的差分信号传送用电缆具备具备2根信号线导体、包覆这些信号线导体的绝缘体、及纵向包围于该绝缘体的周围的屏蔽带，在所述屏蔽带的向所述绝缘体卷绕的方向的两端部存在相互重合的第1重复区域以及第2重复区域，所述屏蔽带的所述第1重复区域被所述第2重复区域覆盖。在将与通过所述2根信号线导体的中心的直线正交的第1信号线导体的两个切线中位于该第1信号线导体的径向外侧的位置的切线设为第1切线时，所述第1重复区域的端部位于比该第1切线更靠外侧的位置。

本发明的一个方式中，在将与通过所述2根信号线导体的中心的所述直线正交的第2信号线导体的两个切线中位于该第2信号线导体的径向外侧的位置的切线设为第2切线时，所述第2重复区域的端部位于比该第2切线更靠外侧的位置。

本发明的其他方式中，所述第1重复区域以及所述第2重复区域跨过在连结所述2根信号线导体的中心的线段的中点与该线段正交的直线。

本发明的其他方式中，所述第1重复区域以及所述第2重复区域不跨过通过所述2根信号线导体的中心的所述直线。

发明的效果在于，根据本发明，抑制了绝缘体和屏蔽带之间产生的空隙所导致的差分信号传送用电缆的传送特性的劣化。

附图说明

图1（a）是表示应用了本发明的差分信号传送用电缆的一例的局部剖面的立体图，（b）是（a）的局部放大剖面图。

图2是示意性地表示图1所示的差分信号传送用电缆的剖面内的电场强度分布的说明图。

图3（a）是表示应用了本发明的差分信号传送用电缆的其他一例的局部剖面的立体图，（b）是（a）的局部放大剖面图。

图中：1—差分信号传送用电缆，2a、2b—信号线导体，3—绝缘体，4—屏蔽带，5—绝缘带，11—第1重复区域，11a—（第1重复区域的）端部，12—第2重复区域，12a—（第2重复区域的）端部。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的一例进行详细说明。如图1（a）所示，本实施方式的差分信号传送用电缆1A具备第1信号线导体2a以及第2信号线导体2b。即，差分信号传送用电缆1A具备一对信号线导体2a、2b。向一对信号线导体2a、2b的任意一方传送正侧（positive）信号，向一对信号线导体2a、2b的任意另一方传送负侧（negative）信号。各信号线导体2a、2b例如由其表面实施了镀银处理的圆形剖面的软铜线（Silver Plated Copper Wire）形成。通过共用的绝缘体3一并包覆一对信号线导体2a、2b。

绝缘体3例如由发泡聚乙烯（Expanded Polyethylene）形成，与差分信号传送用电缆1A的长度方向正交的剖面（横剖面）的形状是大致椭圆形。绝缘体3的剖面形状的详细将后述。

绝缘体3以第1信号线导体2a以及第2信号线导体2b按规定间隔平行地排列的方式保持这些信号线导体2a、2b。绝缘体3以这些信号线导体2a、2b的周围的厚度大致相等的方式形成。本实施方式中，作为绝缘体3的材料的发泡聚乙烯的熔化温度被设定为110℃～120℃。

在绝缘体3的周围卷绕有用于抑制外来噪声的影响的屏蔽带4。虽省略图示，然而屏蔽带4具有由薄片状的基材以及形成于该基材的一面的金属导体层构成的双重构造。金属导体层例如由铜箔形成。

屏蔽带4在绝缘体3的周围，以向绝缘体3卷绕的方向的两端部相互重合的方式纵向包围。以下，称为屏蔽带4的“端部”或者屏蔽带4的“两端部”时，在不特别指出的情况下，意味着向绝缘体3的卷绕方向的屏蔽带4的端部或者该方向的屏蔽带4的两端部。

如上述，屏蔽带4以其两端部相互重合的方式纵向包围于绝缘体3的周围。因此，如图1（b）所示，在屏蔽带4的两端部存在相互重合的第1重复区域11以及第2重复区域12。换言之，屏蔽带4的全部区域中，相互重合的两个区域的一方为第1重复区域11，另一方为第2重复区域12。

并且，屏蔽带4的第1重复区域11被第2重复区域12覆盖。换言之，屏蔽带4的第2重复区域12重叠于第1重复区域11之上。进一步，换言之，屏蔽带4的第2重复区域12跃上至第1重复区域11。其结果，在第1重复区域11的端部11a附近，屏蔽带4的内表面离开绝缘体3的外周面，在绝缘体3和屏蔽带4之间产生空隙6。如上述，该空隙6成为偏差增大、差分同相变换量增大这样的传送特性劣化的一个原因。

参照图2。图2是示意性地表示差分信号传送用电缆1A的横剖面内的电场强度分布的说明图。图2中，以颜色的浓度来表示电场强度。具体而言，图中颜色越浓电场强度越高，颜色越淡电场强度越低。

在此，将通过2根信号线导体2a、2b的中心的直线定义为“直线L1”，将在连结2根信号线导体2a、2b的中心的线段的中点与该线段正交的直线定义为直线“L2”。而且，将直线L1与直线L2的交点定义为“中心X”。另外，明确可知连结2根信号线导体2a、2b的中心的线段为直线L1的一部分。而且，在以下的说明中，有时将直线L1称为“长轴”，将直线L2称为“短轴”。

并且，将与直线L1正交的、在第1信号线导体2a的2根切线中位于该第1信号线导体2a的径向外侧的切线定义为“第1切线T1”。而且，将与直线L1正交的、在第2信号线导体2b的2根切线中位于该第2信号线导体2b的径向外侧的切线定义为“第2切线T2”。

将以上的定义作为前提再次参照图2，则可知越远离中心X，电场强度越低。更详细而言，在第1信号线导体2a和第2信号线导体2b之间以及这些信号线导体2a、2b的周围分布有较多的强电场。另一方面，在长轴方向两外侧存在电场强度低的区域，特别是比第1切线T1更靠长轴方向外侧以及比第2切线T2更靠长轴方向外侧分别存在电场强度低的区域。应予说明，“长轴方向外侧”是沿着长轴从中心X远离的方向，在图2的纸面中，在比短轴（直线L2）靠左侧的区域中，从中心X朝向左的方向为长轴方向外侧，比短轴（直线L2）靠右侧的区域中，从中心X朝向右的方向为长轴方向外侧。

在此，若如图1（b）所示的空隙6位于电场强度高的区域，则该空隙6给差分信号传送用电缆1A的传送特性带来的影响变大。即，若空隙6位于电场强度高的区域，则差分信号传送用电缆1A的传送特性的劣化变得显著。

因此，如图1（b）所示，本实施方式的差分信号传送用电缆1A中，以屏蔽带4的第1重复区域11的端部11a位于与第1切线T1相比更靠长轴方向外侧（左侧）的方式卷绕屏蔽带4。其结果，屏蔽带4的第2重复区域12跃上第1重复区域11而产生的空隙6也位于与第1切线T1相比靠长轴方向外侧（左侧）。即，空隙6位于在差分信号传送用电缆1A的横剖面内电场强度相对地低的区域。因此，空隙6给差分信号传送用电缆1A的传送特性带来的影响与该空隙6位于比第1切线T1靠长轴方向内侧（右侧），更具体而言位于第1切线T1和第2切线T2之间的情况相比减小。

在空隙6配置在比第2切线T2靠长轴方向外侧（右侧）的实施方式中也同样地得到上述作用效果。即，如图1（b）所示的屏蔽带4的第1重复区域11的端部11a位于比第2切线T2靠长轴方向外侧（右侧）的实施方式也包含于本发明的范围。为了使第1重复区域11的端部11a位于比第2切线T2更靠长轴方向外侧（右侧），使屏蔽带4的周方向（卷绕方向）的尺寸减小即可。即，使第1重复区域11和第2重复区域12的重合减少即可。

然而，使第1重复区域11的端部11a位于比第2切线T2更靠长轴方向外侧（右侧）的情况下，第1重复区域11的端部11a以及第2重复区域12的端部12a的双方位于比第2切线T2更靠长轴方向外侧（右侧），对称性下降。

另一方面，本实施方式的差分信号传送用电缆1A中，第1重复区域11的端部11a位于比第1切线T1更靠长轴方向外侧（左侧），第2重复区域12的端部12a位于比第2切线T2更靠长轴方向外侧（右侧）。因此，与两个端部11a、12a都偏置于一方的切线（第1切线T1或第2切线T2）的外侧（左侧或者右侧）的情况相比，对称性提高，能够期待传送特性的进一步的提高。

而且，如图1（b）所示，屏蔽带4的第1重复区域11超过短轴（直线L2）延伸至第1切线T1的长轴方向外侧（左侧）。另一方面，屏蔽带4的第2重复区域12超过短轴（直线L2）延伸至第2切线T2的长轴方向外侧（右侧）。即，第1重复区域11以及第2重复区域12跨过直线L2相互向相反的方向延伸。换言之，在第1重复区域11和第2重复区域12之间确保充分的重复量。因此，能够使第1重复区域11和第2重复区域12可靠地重叠（overlap），并且将屏蔽带4稳定地卷绕在绝缘体3的周围。

另一方面，超过短轴（直线L2）而延伸至第1切线T1的长轴方向外侧（左侧）的第1重复区域11的端部11a没有到达长轴（直线L1）。而且，超过短轴（直线L2）而延伸至第2切线T2的长轴方向外侧（右侧）的第2重复区域12的端部12a没有到达长轴（直线L1）。即，第1重复区域11以及第2重复区域12没有跨过长轴（直线L1）。由此，防止第1重复区域11的端部11a以及第2重复区域12的端部12a的卷起。

若再次参照图1（a），在如上述纵向包围于绝缘体3的周围的屏蔽带4的周围，螺旋卷绕有作为按压带的绝缘带5。本实施方式中，为了防止绝缘带5的松弛，相互对置的屏蔽带4的外表面和绝缘带5的内表面粘结。并且，为了根据需要要剥离绝缘带5的情况下使该剥离变得容易，使屏蔽带4的外表面和绝缘带5的内表面的一部分粘结。然而，存在屏蔽带4的外表面和绝缘带5的内表面全面粘结的实施方式，也存在屏蔽带4的外表面和绝缘带5的内表面没有粘结的实施方式。

如前面所说明，如图1（b）所示的绝缘体3的剖面形状为大致椭圆形，但不是完整的椭圆形。具体而言，绝缘体3的剖面形状由曲率不同的多个圆弧的组合构成。然而，并不是从本发明的范围排除具备剖面形状为完整椭圆形的绝缘体的差分信号传送用电缆。而且，也不从本发明的范围排除绝缘体的剖面形状为椭圆以及大致椭圆形以外的形状的差分信号传送用电缆。

图3（a）、（b）表示具有具备椭圆形及大致椭圆形以外的剖面形状的绝缘体的差分信号传送用电缆1B。图示的绝缘体3的剖面形状由曲率为恒定的两个圆弧和连接这些圆弧之间的2条直线构成。

在图3所示的差分信号传送用电缆1B中，屏蔽带4的第1重复区域11的端部11a位于比第1切线T1更靠长轴方向外侧（左侧），因此，空隙6也位于比第1切线T1更靠长轴方向外侧（左侧）。

而且，第1重复区域11的端部11a位于比第1切线T1更靠长轴方向外侧（左侧），第2重复区域12的端部12a位于比第2切线T2更靠长轴方向外侧（右侧），得到了良好的对称性。

并且，第1重复区域11以及第2重复区域12跨过直线L2相互向相反的方向延伸，另一方面，第1重复区域11的端部11a以及第2重复区域12的端部12a都没有到达长轴（直线L1）。

本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够进行各种变更。例如，也有代替发泡型的绝缘体利用固态型的绝缘体的实施方式。另外，内包有气泡的发泡型的绝缘体的介电常数比固态型的绝缘体的介电常数低。因此，通过利用发泡型的绝缘体能够抑制信号速度的下降等。另外，在使用发泡型的绝缘体的情况下，一般来说在绝缘体和屏蔽带之间设置绝缘体外皮层。绝缘体外皮层例如由聚四氟乙烯（PTFE）等绝缘体形成为大致筒状，起到防止在对绝缘体进行挤压成型等时，固化之前的柔软的绝缘体发生变形的作用。

另外，信号线导体不限于Silver Plated Copper Wire，也利用在表面实施镀锡处理的圆形剖面的软铜线（Tinned Annealed Copper Wire）。

另外，也有在图1（a）或图3（a）所示的绝缘带5的周围螺旋卷绕第2绝缘带的实施方式。此时，存在将第2绝缘带向与绝缘带5相反的方向螺旋卷绕的情况，也存在向与绝缘带5相同的方向螺旋卷绕的情况。

Claims (4)

1.一种差分信号传送用电缆，其具备2根信号线导体、包覆这些信号线导体的绝缘体、及纵向包围于该绝缘体的周围的屏蔽带，

在所述屏蔽带的向所述绝缘体卷绕的方向的两端部存在相互重合的第1重复区域以及第2重复区域，

所述屏蔽带的所述第1重复区域被所述第2重复区域覆盖，

在将与通过所述2根信号线导体的中心的直线正交的第1信号线导体的两个切线中位于该第1信号线导体的径向外侧的位置的切线设为第1切线时，所述第1重复区域的端部位于比该第1切线更靠外侧的位置。

2.根据权利要求1所述的差分信号传送用电缆，

在将与通过所述2根信号线导体的中心的所述直线正交的第2信号线导体的两个切线中位于该第2信号线导体的径向外侧的位置的切线设为第2切线时，所述第2重复区域的端部位于比该第2切线更靠外侧的位置。

3.根据权利要求1或2所述的差分信号传送用电缆，

所述第1重复区域以及所述第2重复区域跨过在连结所述2根信号线导体的中心的线段的中点与该线段正交的直线。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的差分信号传送用电缆，

所述第1重复区域以及所述第2重复区域不跨过通过所述2根信号线导体的中心的所述直线。