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GEBIET DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Kabelsignalübertragungssystem.
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HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
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Konventionell wird eine Technik im Zusammenhang mit einem Kabel für Differentialsignale offenbart, welche genutzt wird, um digitale Hochgeschwindigkeitssignals von mehreren Gbit/s oder mehr zu übertragen. Auf dem technischen Gebiet der Kabel für Differentialsignale wurden verschiedene Vorschläge, welche zum Ziel haben, eine Verbesserung der Signalübertragungsleistung und eine Verbesserung der Störungsresistenz beziehungsweise Störungsbeständigkeit bereitzustellen, vorgelegt (zum Beispiel Patentliteratur 1).
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REFERENZLISTE
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1:
JP 2011-86458 A -
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Bei der Kabelsignalübertragung mittels eines herkömmlichen Kabels für Differentialsignale wurde zur Verbesserung der Signalübertragungsleistung und der Verbesserung der Störungsresistenz ein Kabel mit einer Auslegung eingesetzt, die eine physische Erdungsleitung, wie etwa einen Leiter zur Abschirmung oder eine Drain-Leitung, enthält.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Kabelsignalübertragungssystem mit einer Kabelauslegung bereitzustellen, die den Bedarf an einer physischen Erdungsleitung, wie etwa einem Leiter zur Abschirmung oder einer Drain-Leitung, beseitigt.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen Differentialtreiber, um ein Differentialsignal zwischen einem positivphasigen Signal und einem negativphasigen Signal aus einem Signal, das in den Differentialtreiber eingegeben wird, zu erzeugen; einen Aufteiler beziehungsweise Splitter, um das positivphasige Signal in zwei oder mehr aufgeteilte positivphasige Signale aufzuteilen, und das negativphasige Signal Signals in zwei oder mehr aufgeteilte negativphasige Signale aufzuteilen; und ein mehradriges Kabel, aufweisend vier oder mehr Adern, das mit dem Aufteiler verbunden ist, um jedes der Signale nach der Aufteilung durch den Aufteiler getrennt zu übertragen. In dem mehradrigen Kabel ist jedes der folgenden Kabel: zwei oder mehr innere Kabel, über welche die aufgeteilten positivphasigen Signale übertragen werden, und zwei oder mehr innere Kabel, über welche die aufgeteilten negativphasigen Signale übertragen werden, aneinander angrenzend angeordnet.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Da das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die oben erwähnte Auslegung aufweist, wird eine virtuelle perfekte Leiterwand (im Folgenden als eine „elektrische Wand“ bezeichnet) an einer Grenze erzeugt, an der ein inneres Kabel für ein positivphasiges Signal und ein inneres Kabel für ein negativphasiges Signal zueinander benachbart sind, und funktioniert als eine Erdungsleitung. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Notwendigkeit eines Leiters für die Abschirmung und eines Drain-Drahtes, welche physische Erdungsleitungen sind, beseitigen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems unter Verwendung eines typischen zweiadrigen Kabels.
- 2 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 1;
- 3 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 2;
- 4 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 3; und
- 5 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 4.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1.
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2 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 1. Das Kabelübertragungssystem weist auf: einen Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel mit vier Adern umfasst, wobei das mehradrige Kabel zwei innere Kabel für positivphasigen Signale und zwei innere Kabel für negativphasige Signale umfasst; und einen Differentialtreiber 3a, welcher als eine Differentialsignalquelle dient. Die zwei inneren Kabel für die positivphasigen Signale umfassen die positivphasigen Signalleiter 2p1 und 2p2 an ihren jeweiligen Zentren, und die äußeren Peripheren der positivphasigen Signalleiter sind durch entsprechende Dielektrika 1a abgedeckt. In ähnlicher Weise umfassen die zwei inneren Kabel für die negativphasigen Signale die negativphasigen Signal Signalleiter 2n1 und 2n2 an ihren jeweiligen Zentren, und die äußeren Peripherien der negativphasigen Signal Signalleiter sind durch Dielektrika 1a abgedeckt. Der Differentialtreiber 3a erzeugt ein positivphasiges Signal und ein negativphasiges Signal aus einem digitalen Hochgeschwindigkeitssignal. Der Aufteiler 4 teilt das positivphasige Signal in zwei oder mehr aufgeteilte positivphasige Signale und das negativphasige Signal in zwei oder mehr aufgeteilte negativphasige Signale. Die aufgeteilten positivphasigen Signale werden nach der Aufteilung mit den jeweiligen positivphasigen Signalleitern 2p1 und 2p2 verbunden. In ähnlicher Weise werden die aufgeteilten negativphasigen Signale nach der Aufteilung mit den jeweiligen negativphasigen Signal Signalleitern 2n1 und 2n2 verbunden.
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In dem Kabelabschnitt 1b, der das mehradrige Kabel enthält, des Kabelsignalübertragungssystems gemäß Ausführungsform 1 ist jedes der folgenden inneren Kabel: der zwei inneren Kabel, über welche die aufgeteilten positivphasigen Signale übertragen werden, und der zwei inneren Kabel, über welche die negativphasigen Signale übertragen werden, aneinander angrenzend angeordnet. Konkret sind die positivphasigen Signalleiter 2p1 und 2p2 diagonal angeordnet und die negativphasigen Signalleiter 2n1 und 2n2 sind diagonal angeordnet.
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In dem Kabelabschnitt 1b, welcher das mehradrige Kabel gemäß Ausführungsform 1 enthält, sind an einem Ende des Kabelabschnitts die positivphasigen Signalleiter 2p1 und 2p2 mit jeweiligen positivphasigen Signalausgangsstiften des Differentialtreibers 3a verbunden, der als die Differentialsignalquelle dient, und die negativphasigen Signalleiter 2n1 und 2n2 sind mit jeweiligen negativphasigen Signalausgangsstiften des Differentialtreibers 3a verbunden, der als die Differentialsignalquelle dient. Konkreter ausgedrückt, teilt das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung jedes der positivphasigen und negativphasigen Signale in aufgeteilte Signale auf und überträgt diese aufgeteilten Signale mit Hilfe verschiedener Signalleiter. Das Übertragungsziel weist eine Auslegung auf, welche die aufgeteilten Signale nach der Aufteilung zu einem Signal kombiniert und das kombinierte Signal nutzt.
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In dem Kabelsignalübertragungssystem nach Ausführungsform 1 wird eine Differentialleitung gebildet, über welche die positivphasigen Signale und die negativphasigen Signale übertragen werden. Da in dem Kabelsignalübertragungssystem der vorliegenden Offenbarung ferner die positivphasigen Signale in einer solchen Weise angeordnet sind, um zu den negativphasigen Signalen benachbart zu sein, werden zwischen den positivphasigen Signalen und den negativphasigen Signalen elektrische Wände 10a und 10b gebildet. Diese elektrischen Wände 10a und 10b funktionieren als virtuelle Erdungsleitungen.
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Ein vorteilhafter Effekt des Kabelsignalübertragungssystems gemäß Ausführungsform 1 wird deutlich, wenn man diese Ausführungsform mit dem Fall vergleicht, dass ein positivphasiges Signal und ein negativphasiges Signal übertragen wird, ohne jedes dieser Signale aufzuteilen. 1 ist eine schematische Darstellung des Falles der Übertragung eines positivphasigen Signals und eines negativphasigen Signals, ohne dass jedes dieser Signale aufgeteilt wird. Obwohl auch in diesem Fall eine elektrische Wand 10 zwischen dem positivphasigen Signal und dem negativphasigen Signal gebildet wird, ist die Menge an gebildeter elektrischer Wand im Vergleich zu derjenigen des Kabelsignalübertragungssystems gemäß Ausführungsform 1, die in 2 gezeigt ist, klein. Es zeigt sich, dass die Aufteilung jedes der positivphasigen und negativphasigen Signale in aufgeteilte Signale eine größere Menge an elektrischen Wänden bildet.
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Wie oben erwähnt, wird in dem Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung, während der Kabelabschnitt 1b selbst ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzt, der Kabelabschnitt 1b mit dem Differentialtreiber 3a, der als eine Differentialsignalquelle dient, aufgeteilt verbunden, und als ein Ergebnis wird eine Übertragungsform für Differentialsignale erzielt, in der viele virtuelle Erdungsleitungen erzeugt werden, so dass die Verbesserung der Resistenz des gesamten Kabelübertragungssystems gegenüber Störung bereitgestellt werden kann. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Notwendigkeit eines Leiters für die Abschirmung und einer Drain-Leitung, die physische Erdungsleitungen sind, beseitigen. Da ferner nicht ein Kabel mit einer speziellen Auslegung, sondern ein typisches Kabel mit geringen Kosten, das normalerweise genutzt wird, genutzt werden kann, ist eine Kostenreduzierung zu erwarten.
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Ausführungsform 2.
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3 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 2. In Ausführungsform 1 wurde der Modus erläutert, in dem der Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel umfasst, in dem vier Adern konzentrisch angeordnet sind, als Kabelabschnitt 1b des Kabelsignalübertragungssystems genutzt wird. In Ausführungsform 2 wird ein Modus erläutert, bei dem ein Kabelabschnitt 1b genutzt wird, der ein mehradriges Kabel umfasst, das ebenfalls vier Adern hat, bei dem die vier Adern jedoch in einer Reihe angeordnet sind.
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Zwischen Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 besteht kein Unterschied, mit Ausnahme der Auslegung des Kabelabschnitts 1b. Um eine wiederholte Erklärung zu vermeiden, wird daher auf eine Erläuterung zu dem gemeinsamen Abschnitt verzichtet. 3 zeigt, dass die elektrischen Wände 10a, 10b und 10c auch in einem Fall gebildet werden, in dem der Kabelabschnitt 1b ein mehradriges Kabel umfasst, bei dem vier Adern in einer Reihe angeordnet sind. Ebenso ist zu erkennen, dass in diesem Fall eine größere Menge an elektrischen Wänden gebildet wird als in dem in 1 dargestellten Fall, in dem ein positivphasiges Signal und ein negativphasiges Signal ohne Aufteilen jedes dieser Signale übertragen werden.
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Auch in dem Fall des in Ausführungsform 2 gezeigten Modus wird in dem Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung, während der Kabelabschnitt 1b selbst ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzt, der Kabelabschnitt mit einem Differentialtreiber 3a, der als eine Differentialsignalquelle dient, aufgeteilt verbunden, und als ein Ergebnis wird eine Übertragungsform für Differentialsignale erzielt, in der viele virtuelle Erdungsleitungen erzeugt werden, so dass die Verbesserung der Resistenz des gesamten Kabelübertragungssystems gegenüber Störung bereitgestellt werden kann. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Notwendigkeit eines Leiters für die Abschirmung und einer Drain-Leitung, die physische Erdungsleitungen sind, beseitigen. Da ferner nicht ein Kabel mit einer speziellen Auslegung, sondern ein typisches Kabel mit geringen Kosten, das normalerweise genutzt wird, genutzt werden kann, ist eine Kostenreduzierung zu erwarten.
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Ausführungsform 3.
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4 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 3. In Ausführungsform 1 und 2 wurde der Modus erläutert, in dem der Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel umfasst, das vier Adern aufweist, als der Kabelabschnitt 1b des Kabelsignalübertragungssystems genutzt wird. In Ausführungsform 3 wird ein Modus erläutert, in dem ein Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel mit fünf oder mehr Adern umfasst, als ein Kabelabschnitt 1b eines Kabelsignalübertragungssystems genutzt wird. 4 zeigt den Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel mit achtzehn Adern umfasst. In dem Kabelsignalübertragungssystem in Ausführungsform 3 werden von den fünf inneren Kabeln, die zueinander benachbart sind, aus den fünf oder mehr inneren Kabeln genutzt, und die Auslegung der vier inneren Kabel wird in einer solchen Weise bestimmt, dass jedes positivphasige Signal und jedes negativphasige Signal zueinander benachbart sind. Konkreter ausgedrückt, in dem Kabelsignalübertragungssystem in Ausführungsform 3 ist der Kabelabschnitt 1b ein mehradriges Kabel mit fünf oder mehr Adern, und vier innere Kabel werden aus den fünf oder mehr inneren Kabeln ausgewählt und so genutzt, dass jedes der vier inneren Kabel von: zwei inneren Kabeln, über welche aufgeteilte positivphasige Signale übertragen werden, und zwei inneren Kabeln, über welche aufgeteilte negativphasige Signale übertragen werden, aneinander angrenzend angeordnet ist.
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Auch in dem Fall des in Ausführungsform 3 dargestellten Modus wird in dem Kabelübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung, während der Kabelabschnitt 1b selbst ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzt, der Kabelabschnitt mit dem Differentialtreiber 3a, der als eine Differentialsignalquelle dient, aufgeteilt verbunden, und als ein Ergebnis wird eine Übertragungsform für Differentialsignale erzielt, in der viele virtuelle Erdungsleitungen erzeugt werden, so dass die Verbesserung der Resistenz des gesamten Kabelübertragungssystems gegenüber Störung bereitgestellt werden kann. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Notwendigkeit eines Leiters für die Abschirmung und einer Drain-Leitung, die physische Erdungsleitungen sind, beseitigen. Da ferner nicht ein Kabel mit einer speziellen Auslegung, sondern ein typisches Kabel mit geringen Kosten, das normalerweise genutzt wird, genutzt werden kann, ist eine Kostenreduzierung zu erwarten.
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Ausführungsform 4.
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5 ist eine schematische Darstellung eines Kabelsignalübertragungssystems in Ausführungsform 4. Eine Gemeinsamkeit zwischen Ausführungsform 3 und Ausführungsform 4 besteht darin, dass ein Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel mit fünf oder mehr Adern umfasst, genutzt wird. In dem Kabelsignalübertragungssystem gemäß Ausführungsform 4 ist jedoch ein positivphasiges Signal eines Differentialtreibers 3a mit drei oder mehr Signalleitern verbunden und ein negativphasiges Signal des Differentialtreibers 3a ist mit drei oder mehr anderen Signalleitern verbunden. 5 zeigt den Kabelabschnitt 1b, der ein mehradriges Kabel mit achtzehn Adern umfasst. Bei dem Kabelsignalübertragungssystem in Ausführungsform 4 wird die Auslegung der genutzten inneren Kabel so bestimmt, dass ein positivphasiges Signal und ein negativphasiges Signal zueinander benachbart sind. In einem typischen Beispiel sind innerhalb des Kabelabschnitts 1b, der ein mehradriges Kabel umfasst, mehrere Gruppen von vierphasigen Signalen: zwei positivphasige Signale, die diagonal zueinander angeordnet sind, und zwei negativphasige Signale, die diagonal zueinander angeordnet sind, wie in Ausführungsform 1 gezeigt, angeordnet.
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Es kann davon ausgegangen werden, dass die Auswahl der inneren Kabel für positivphasige Signale und der inneren Kabel für negativphasige Signale wie folgt erfolgt. Zunächst wird eines der inneren Kabel so eingestellt, dass das innere Kabel und irgendein anderes inneres Kabel, das zu dem inneren Kabel benachbart ist, nicht für phasengleiche Signale genutzt werden. Dies liegt daran, dass eine elektrische Wand, die als eine virtuelle Erdungsleitung funktioniert, auch dann nicht erzeugt wird, wenn phasengleiche Signale zueinander benachbart sind. Außerdem ist es wünschenswert, die Anzahl der positivphasigen Signale nach der Aufteilung und die Anzahl der negativphasigen Signale nach der Aufteilung zueinander gleich zu machen. Dies liegt daran, dass die Amplitude der aufgeteilten positivphasigen Signale und die der aufgeteilten negativphasigen Signale einander zueinander gleich gemacht werden. In einem weiteren typischen Beispiel wird eine Anordnung verwendet, bei der jedes der inneren Kabel für positivphasige Signale und ein entsprechendes mindestens eines der inneren Kabel für negativphasige Signale geometrisch symmetrisch zueinander sind.
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Auch in dem Fall des in Ausführungsform 4 gezeigte Modus wird in dem Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung, während der Kabelabschnitt 1b selbst ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzt, der Kabelabschnitt mit dem Differentialtreiber 3a, der als eine Differentialsignalquelle dient, aufgeteilt verbunden, und als ein Ergebnis wird eine Übertragungsform für Differentialsignale erzielt, in der viele virtuelle Erdungsleitungen erzeugt werden, so dass die Verbesserung der Resistenz des gesamten Kabelübertragungssystems gegenüber Störung bereitgestellt werden kann. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Notwendigkeit eines Leiters für die Abschirmung und einer Drain-Leitung, die physische Erdungsleitungen sind, beseitigen. Da ferner nicht ein Kabel mit einer speziellen Auslegung, sondern ein typisches Kabel mit geringen Kosten, das normalerweise genutzt wird, genutzt werden kann, ist eine Kostenreduzierung zu erwarten.
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Ausführungsform 5.
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Ein Modus, bei dem ein Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Kabelsystem einsetzt, das in einem Gebäude verkabelt ist, wird ebenfalls in Betracht gezogen. In der Regel ist in einem Gebäude, z. B. einem Bürogebäude, in vielen Fällen ein Kabelsystem bzw. eine Kabelanlage angeordnet. Außerdem kann ein solches Kabelsystem einen ungenutzten Signalleiter haben. Da ein Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzen kann, ist es möglich, ein Kabelsignalübertragungssystem unter Verwendung eines ungenutzten Signalleiters eines in einem Gebäude verkabelten Kabelsystems zu konfigurieren.
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In dem Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie der in Ausführungsform 5 gezeigte Modus, während ein Kabelabschnitt 1b selbst ein mehradriges Kabel mit einer typischen Auslegung nutzt, ist der Kabelabschnitt mit einem Differentialtreiber 3a, der als eine Differentialsignalquelle dient, aufgeteilt verbunden, und als ein Ergebnis wird eine Übertragungsform für Differentialsignale erzielt, in der viele virtuelle Erdungsleitungen erzeugt werden, so dass die Verbesserung der Resistenz des gesamten Kabelübertragungssystems gegenüber Störung bereitgestellt werden kann. Daher kann das Kabelsignalübertragungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung eines ungenutzten Signalleiters eines in einem Gebäude verkabelten Kabelsystems konfiguriert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1a
- Dielektrikum,
- 1b
- Kabelabschnitt,
- 2p, 2p1, 2p2
- positivphasiger Signalleiter,
- 2n, 2n1, 2n2
- negativphasiger Signalleiter,
- 3a
- Differentialsignalquelleoder Differentialtreiber,
- 4
- Aufteiler und
- 10, 10a, 10b, 10c
- elektrische Wand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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