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Die Erfindung betrifft den Bereich der Elektrotechnik und kann für die Übertragung der Audio-, Video- und Ziffernsignale, für den Anschluss der Lautsprecher an die Leistungsverstärker, in Radiotechnik, Elektrotechnik und in anderen Bereichen eingesetzt werden.
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Es ist ein abgeschirmtes Zweidrahtkabel bekannt, das über zwei stromführende Drähte verfügt, einer von denen ein Signalleiter ist, und der zweite ein Nullleiter ist. Die Drähte sind mit einer gemeinsamen Abschirmung aus elektrisch leitfähigem Material ummantelt. Die Abschirmung seitens des Eingangs, außerhalb des Kabels, kann mit dem stromleitenden Nullleiter des Kabels oder mit dem Gehäuse der Signalquelle verbunden sein. Die Kraftlinien des elektrischen Feldes sind zwischen den Signal- und Nullleitern und zwischen dem Signalleiter und der Abschirmung gerichtet. Das äußere elektrische Feld ist gleich Null. Dank dem elektrischen Feld, das der gesamten Kabellänge entlang zerstreut ist, entsteht die zerstreute elektrische Kapazität zwischen dem Signal- und dem Nullleiter und die elektrische Kapazität zwischen dem Signalleiter und der Abschirmung.
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Es ist auch ein abgeschirmtes Dreidrahtkabel bekannt, das über drei stromführende Drähte verfügt, zwei von denen Signalleiter sind, und einer von denen ein Nullleiter ist. Die Drähte sind mit einer gemeinsamen Abschirmung aus elektrisch leitfähigem Material ummantelt. Die Abschirmung seitens des Eingangs, außerhalb des Kabels, kann mit dem stromleitenden Nullleiter des Kabels oder mit dem Gehäuse der Signalquelle verbunden sein. Die Kraftlinien des elektrisches Feldes sind zwischen den Signalleitern, zwischen den Signalleitern und dem Nullleiter, zwischen den Signalleitern und der Abschirmung gerichtet. Das äußere elektrische Feld ist gleich Null. Dank dem elektrischen Feld, das der gesamten Kabellänge entlang zerstreut ist, entsteht die zerstreute elektrische Kapazität zwischen dem Signal- und dem Nullleiter und die elektrische Kapazität zwischen dem Signalleiter und der Abschirmung. [Elektrische Kabel, Leitungen und Leitungsschnüre: Nachschlagewerk/D. S. Batschelis, N. I. Belorussow, A. E. Saakjan: herausgegeben von N. I. Belorussow. – 2. überarbeitete Ausg, – Moskau/Leningrad: Gosenergoisdat, 1963. S. 58–118].
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Bei solchen Kabelaufbauten, dank dem Vorhandensein der zerstreuten elektrischen Kapazitäten zwischen den Signal- und Nullleitern und zwischen dem Signalleiter und der Abschirmung im abgeschirmten Zweidrahtkabel, zwischen den Signalleitern, zwischen den Signalleitern und dem Nullleiter, zwischen den Signalleitern und der Abschirmung im abgeschirmten Dreidrahtkabel, die mit dem Strom und der Spannung des Signals der gesamten Kabellänge entlang interagieren, mit Ausgangskreisen der Signalquelle interagieren, werden die Frequenzamplituden- und Phasenfrequenzkennlinien des Signals verzerrt, wird die Strom- und Spannungsform des Signals verzerrt, das ihre Amplitude reduziert. Der Vorgang des Ladungsumkehrs des zerstreuten Kapazitätsbelags bei der Signalumpolung erhöht die dielektrischen Verluste des Signals im Dielektrikum, indem das Signal auch verzerrt wird, reduziert die Ausbreitungsgeschwindigkeit und steigert die Gruppenlaufzeit des Signals. Außerdem werden zum Nutzsignal Rauschen hinzugefügt, die von Molekülen der dielektrischen Dipole bei der Änderung der Polarisationsrichtung des Dielektrikums erzeugt werden.
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Am ähnlichsten der angemeldeten Erfindung ist das abgeschirmte koaxiale Typenkabel, das über zwei koaxial angeordnete Drähte und eine dielektrische Beschichtung dazwischen verfügt. Dabei hat der Innenleiter mit kleinerem Durchmesser einen kreisförmigen Querschnitt, und der Außenleiter hat einen ringförmigen Querschnitt. Der Innenleiter ist ein stromführender Signalleiter, und der Außenleiter ist ein stromführender Nullleiter [Elektrische Kabel, Leitungen und Leitungsschnüre: Nachschlagewerk/D. S. Batschelis, N. I. Belorussow, A. E. Saakjan: herausgegeben von N. I. Belorussow. – 2. überarbeitete Ausg, – Moskau/Leningrad: Gosenergoisdat, 1963. S. 58–118].
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Bei der Abgabe eines elektrischen Signals am Kabeleingang sind die darin liegenden Kraftlinien des elektrischen Felds radial vom internen Signalleiter zum äußeren Nullleiter, der gesamten Kabellänge entlang gerichtet. Das äußere elektrische Feld ist gleich Null. Dank dem elektrischen Feld, das der gesamten Kabellänge entlang zerstreut ist, entsteht die zerstreute elektrische Kapazität zwischen dem Signal- und dem Nullleiter.
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Bei diesem Kabelaufbau, sowie in vorhergehenden Analogen, dank dem Vorhandensein der zerstreuten elektrischen Kapazität zwischen den Signal- und Nullleitern, die mit dem Strom und der Spannung des Signals der gesamten Kabellänge entlang interagieren, werden die Frequenzamplituden- und Phasenfrequenzkennlinien des Signals verzerrt, wird die Strom- und Spannungsform des Signals verzerrt, das ihre Amplitude reduziert. Der Vorgang des Ladungsumkehrs des zerstreuten Kapazitätsbelags bei der Signalumpolung erhöht die dielektrischen Energieverluste des Signals im Dielektrikum, indem das Signal auch verzerrt wird, reduziert die Ausbreitungsgeschwindigkeit und steigert die Gruppenlaufzeit des Signals. Zum Nutzsignal werden auch Rauschen hinzugefügt, die von Molekülen der dielektrischen Dipole bei der Änderung der Polarisationsrichtung des Dielektrikums erzeugt werden. All dies reduziert die Übertragungsqualität der elektrischen Signale.
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Der angemeldeten Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines elektrischen Kabels zugrunde, das die Übertragungsqualität der elektrischen Signale durch Neutralisierung der zerstreuen Kapazität mit Unterdrückung der parasitären elektrischen Schwingungsvorgänge erhöhen würde.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die stromführenden Drähte im elektrischen Kabel, das mindestens zwei stromführende Drähte – einen Signal- und einen Nullleiter mit dielektrischen Beschichtungen dazwischen – enthält, gemäß der Erfindung mindestens mit drei dielektrischen Beschichtungen und mindestens mit zwei Abschirmungen aus stromführendem Material, die zwischen den dielektrischen Beschichtungen aufeinanderfolgend liegen, voneinander getrennt sind, wobei jede Abschirmung der gesamten Kabellänge entlang, vom Eingang bis zum Ausgang des Kabels, nur einen mit dem Kabel seitens des Eingangs verbundenen stromführenden Draht umgeht.
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Die gestellte Aufgabe wird folgenderweise gelöst: im elektrischen Kabel, das mindestens zwei stromführende Drähte – einen Signal- und einen Nullleiter mit dielektrischen Beschichtungen dazwischen – enthält, sind die stromführenden Drähte gemäß der Erfindung mindestens mit drei dielektrischen Beschichtungen und mindestens mit zwei Abschirmungen aus stromführendem Material, die zwischen den dielektrischen Beschichtungen aufeinanderfolgend liegen, voneinander getrennt; jede Abschirmung ist mit dem stromführenden Draht durch einen Resistor verbunden, und der gesamten Kabellänge entlang, vom Eingang bis zum Ausgang des Kabels, geht jede Abschirmung nur einen mit dem Kabel seitens des Eingangs verbundenen stromführenden Draht um.
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Die Abschirmungen bilden ein Hindernis auf dem Weg der Kraftlinien des elektrischen Felds zwischen den stromführenden Drähten und neutralisieren die elektrische Kapazität dazwischen dadurch, dass jede von der Abschirmung gebildete Oberfläche elektrisch leitfähig und unter derselben Spannung ist, wie der mit dieser Abschirmung getrennte, stromführende Draht. Die elektrische Kapazität zwischen den Abschirmungen beeinflusst den Strom und die Spannung des Signals auf dem Weg seiner Ausbreitung in den stromführenden Drähten nicht, weil sie nur am Eingang des Kabels konzentriert ist und ihr Einfluss nur auf die Signalquelle gerichtet ist. Demzufolge steigt die Übertragungsqualität der elektrischen Signale.
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Die Verbindung der Abschirmung mit dem stromführenden Draht durch den Resistor trägt der Unterdrückung der parasitären elektrischen Schwingungsvorgänge bei, die bei der Interaktion der Ausgangskreise der Signalquelle und der Kapazität zwischen den Abschirmungen entstehen können, was auch die Übertragungsqualität der elektrischen Signale bedeutend erhöht.
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Die Überbrückung des Resistors mit einem Kondensator verbreitet den Durchlaßbereich des Kabels. Falls der Kondensator fehlt, wird der Durchlaßbereich durch den RC-Filter beschränkt, der vom Resistor und der zwischen den Abschirmungen entstandenen Kapazität gebildet ist.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Skizzen näher erläutert.
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In 1 ist die erste Ausführungsvariante des koaxialen Kabels mit Abschirmung der Signal- und Nullleiter dargestellt;
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2 – die erste Ausführungsvariante des Zweidrahtkabels;
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3 – die erste Ausführungsvariante des Ausgleichskabels mit Abschirmung der drei Leiter;
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4 – die erste Ausführungsvariante des Ausgleichskabels mit Abschirmung zwei Signalleiter;
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5 – die zweite Ausführungsvariante des koaxialen Kabels mit Abschirmung der Signal- und Nullleiter mit Einsatz des Resistors für den Anschluss der Abschirmung des Signalleiters;
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6, 7 und 8 – die zweiten Ausführungsvarianten des Zweidrahtkabels mit Einsatz der Resistor für den Anschluss der Abschirmungen;
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9 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung aller Leiter und mit Einsatz der Resistor für den Anschluss der Abschirmungen der Signalleiter;
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10 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung aller Leiter und mit Einsatz der Resistor für den Anschluss der Abschirmungen aller Leiter;
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11 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung nur zwei Signalleiter und mit Einsatz der Resistor für den Anschluss der Abschirmungen der Signalleiter;
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12 – die zweite Ausführungsvariante des koaxialen Kabels mit Abschirmung des Signal- und des äußeren Nullleiters mit Einsatz des Resistors und des Kondensators für den Anschluss der Abschirmung des Signalleiters;
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13, 14 und 15 – die zweiten Ausführungsvarianten des Zweidrahtkabels mit Einsatz des Resistors und des Kondensators für den Anschluss der Abschirmungen;
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16 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung aller Leiter, mit Einsatz des Resistors und des Kondensators für den Anschluss der Abschirmungen der Signalleiter;
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17 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung aller Leiter, mit Einsatz des Resistors und des Kondensators für den Anschluss der Abschirmungen aller Leiter;
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18 – die zweite Ausführungsvariante des Dreidrahtausgleichskabels mit Abschirmung nur zwei Signalleiter, mit Einsatz des Resistors und des Kondensators für den Anschluss der Abschirmungen der Signalleiter.
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Das elektrische Kabel enthält einen stromführenden 1 Signalleiter, eine zylindrische Abschirmung 2, einen stromführenden 3 Nullleiter, ein Dielektrikum 4, einen Resistor 5 und eine Kondensator 6.
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An die Abschirmung 2, z. B. eine zylindrische Abschirmung, jedes Leiters wird eine Spannung von der Signalquelle abgegeben, die der Spannung am entsprechenden Signalleiter 1 oder Nullleiter 3 gleich ist, der von dieser Abschirmung 2 getrennt ist.
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Die Neutralisierung der zerstreuten elektrischen Kapazität zwischen dem Nullleiter 3 und dem Signalleiter 1 schließt den Vorgang ihres Ladungsumkehrs bei der Umpolung des Signals aus, der zur Ausschließung der dielektrischen Energieverluste des Signals führt, die die Form des Signals bei seinem Durchgang durch das Kabel verzerren, erhöht die Ausbreitungsgeschwindigkeit und reduziert die Gruppenlaufzeit des Signals. Die Hinzufügung von Rauschen zum Signal, die von Molekülen der dielektrischen Dipole bei der Änderung der Polarisationsrichtung des Dielektrikums erzeugt werden, wird auch ausgeschlossen.
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Der Anschluss der Resistor 5 trägt der Unterdrückung der parasitären elektrischen Schwingungsvorgänge bei, die bei der Interaktion der Ausgangskreise der Signalquelle und der Kapazität zwischen den Abschirmungen 2 entstehen können, was auch die Übertragungsqualität der elektrischen Signale bedeutend erhöht.
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Der Anschluss des Kondensators 6, der den Resistor 5 überbrückt, bildet einen Beschleunigungs-RC-Kreis und trägt der Verbreitung des Frequenzbands in den oberen Frequenzbereich bei.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Elektrische Kabel, Leitungen und Leitungsschnüre: Nachschlagewerk/D. S. Batschelis, N. I. Belorussow, A. E. Saakjan: herausgegeben von N. I. Belorussow. – 2. überarbeitete Ausg, – Moskau/Leningrad: Gosenergoisdat, 1963. S. 58–118 [0003]
- Elektrische Kabel, Leitungen und Leitungsschnüre: Nachschlagewerk/D. S. Batschelis, N. I. Belorussow, A. E. Saakjan: herausgegeben von N. I. Belorussow. – 2. überarbeitete Ausg, – Moskau/Leningrad: Gosenergoisdat, 1963. S. 58–118 [0005]
