DE2327549C3

DE2327549C3 - Flexible ribbon cable

Info

Publication number: DE2327549C3
Application number: DE19732327549
Authority: DE
Inventors: William Bentley Atlanta Ga. Gandrud (V.StA.)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1972-06-01
Filing date: 1973-05-30
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flachbandkabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Ein derartiges Flachbandkaoel ist bekannt (FR-PS 14 02 897).The invention relates to a ribbon cable of the type specified in the preamble of claim 1. Such a Flachbandkaoel is known (FR-PS 14 02 897).

Bei dem bekannten Flachbandkabel besitzen die einzelnen, zu gekreuzten Leiterpaaren mit gegenseitig unterschiedlichen Abständen der Kreuzungsstellen zusammengefaßten Leiter über ihre gesamte Länge hinweg eine gleichbleibende Breite, wodurch eine rationelle Massenfertigung gewährleistet ist. Indessen sind der Wellenwiderstand und die Ausbreitungsgeschwindigkeit bei den einzelnen Leiterpaaren unterschiedlich groß, so daß bei der Verwendung des bekannten Flachbandkabels zur Nachrichtenübertragung in kürzeren Abständen Verstärker und Laufzeitentzerrer bzw. Verzögerungsleitungen in den Leitungszug eingeschaltet werden müssen. In the known ribbon cable, the individual pairs of conductors that are crossed over have one another different distances of the crossing points combined head over its entire length across a constant width, whereby an efficient mass production is guaranteed. Meanwhile the wave resistance and the speed of propagation are different for the individual pairs of conductors large, so that when using the known ribbon cable for message transmission Amplifier and delay equalizer or delay lines must be switched into the cable run at shorter intervals.

Aus der US-PS 31 04 363 ist bekannt. Änderungen des Wellenwiderstandes an Leiter-Kreuzungsstellen durch eine Verringerung der Leiterbreite im Kreuzungsbereich zu vermeiden; indessen bezieht sich diese bekannte Lehre auf eine Streifenübertragungsleitung mit einem einzigen Leiterpaar, bei der sich das Problem einer Änderung des Wellenwiderstandes und der Ausbreitungsgeschwindigkeit mehrerer Leiterpaare infolge der Änderung des Abstandes der Kreuzungsstellen von Leiterpaar zu Leiterpaar nicht stellt.From US-PS 31 04 363 is known. Changes in the wave resistance at conductor crossing points avoid reducing the width of the ladder in the crossing area; however, this relates known teaching on a strip transmission line with a single conductor pair, in which the problem a change in the wave resistance and the propagation speed of several pairs of conductors as a result the change in the distance between the crossing points from conductor pair to conductor pair does not provide.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Flachbandkabel der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß sämtliche Leiterpaare des Flachbandkabels im wesentlichen gleichen Wellenwiderstand und gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit aufweisen.The object of the invention is to provide a ribbon cable of the type mentioned at the beginning to improve that all conductor pairs of the ribbon cable have essentially the same characteristic impedance and have the same propagation speed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Flachbandkabels nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.Advantageous refinements and developments of the ribbon cable according to claim 1 are in the Claims 2 and 3 described.

Der durch das erfindungsgemäße Flachbandkabel erzielte technische Fortschritt beruht darauf, daß durch die Verringerung der Leiterbreite im Bereich der Kreuzungsstellen in ganz bestimmter Weise die Kreuzungskapazität sämtlicher Leiterpaare im wesentlichen konstant gehalten wird. Hinzu kommt, daß eine Änderung des Abstandes der Kreuzungsstellen von maximal 200 mm auf 12,5 mm nur zu einer Änderung der spezifischen Induktivität der Leiterpaare von weniger als 10% führt, so daß die Änderung vernachlässigbar ist Da somit der Wellenwiderstand und die Ausbreitungsgeschwindigkeit i.n wesentlichen nur von der Kreuzungskapazität abhängig sind, sind diese Leitungsparameter infolge der erfindungsgemäß erzielten Konstanthaltung der Kreuzungskapazität im wesentlichen konstant.The technical progress achieved by the ribbon cable according to the invention is based on the fact that by the reduction of the ladder width in the area of the crossing points in a very specific way Crossing capacity of all conductor pairs is kept essentially constant. In addition, there is one Change of the distance between the crossing points from a maximum of 200 mm to 12.5 mm only to change the specific inductance of the conductor pairs of less than 10%, so that the change is negligible Since the wave resistance and the propagation speed essentially depend only on the crossing capacity are dependent, these line parameters are due to the fact that they are kept constant according to the invention the crossing capacity is essentially constant.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is described below explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bekanntes Flachbandkabel, Fig. 1 is a plan view of a known ribbon cable,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf Kreuzungssielle .i des Flachbandkabels nach F i g. 1,Fig. 2 is a schematic plan view of crossing sill .i of the ribbon cable according to FIG. 1,

F i g. 3A und 3B schematische Draufsichten auf jeweils eine Kreuzungsstelle eines Leiterpaares bei einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flachbandkabels,F i g. 3A and 3B are schematic top views of a respective crossing point of a pair of conductors a first and second embodiment of a ribbon cable according to the invention,

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Kapazität pro Längeneinheit als Funktion des Kreuzungsstellenabstandesund F i g. 4 shows a graph of the capacity per unit length as a function of the intersection distance and

F i g. 5 eine Tabelle für einzelne Leiterbreitenabmessungen bei bestimmten Kreuzungsstellenabständen.F i g. 5 a table for individual conductor width dimensions at certain intersection distances.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Flachbandkabel 10 mit gekreuzten Leiterpaaren It bis 15. Die beiden jeweils ein Paar bildenden Leitungen sind mit a und b bezeichnet. Die Leitungen a sind jeweils auf der einen Seite eines ilexiblen, elektrisch isolierenden Trägers 16 und die Leitungen b auf der gegenüberliegenden Seite de* Trägers 16 angeordnet.Fig. 1 shows a known ribbon cable 10 with crossed pairs of conductors It to 15. The two lines, each forming a pair, are denoted by a and b. The lines a are each arranged on one side of an ilexible, electrically insulating carrier 16 and the lines b on the opposite side of the carrier 16.

Bei jedem Leiterpaar 11 bis 15 sind hintereinanderliegende Kreuzungsstellen 17 vorhanden. Die Abstände der Kreuzungssteüen verschiedener Leiterpaare sind unterschiedlich, wobei das Verhältnis dieser unterschiedlichen Kreuzungsstellenabs.ände so gewählt ist, daß das Nebensprechen zwischen einzelnen Leiterpaaren auf ein Minimum verringert ist. Die unterschiedlichen Kreuzungssteilenabslände werden dadurch erzielt, daß die Leitungen der Leiterpaare in von Leiterpaar zu Leiterpaar verschiedenen Perioden abwechselnd gegensinnig versetzt verlaufen, wobei die Leitungen und die Paare mit Ausnahme der Bereiche des Seitenwechsels im wesentlichen parallel verlaufen.In each pair of conductors 11 to 15 are one behind the other Crossing points 17 available. The distances between the crossing sections of different pairs of conductors are different, whereby the ratio of these different intersection distances is chosen so that the crosstalk between individual conductor pairs is reduced to a minimum. The different Crossing sections are achieved in that the lines of the conductor pairs in from conductor pair to Conductor pairs of different periods alternately offset in opposite directions, the lines and the pairs, with the exception of the areas of the page change, are essentially parallel.

F i g. 2 zeigt ein gekreuztes Leiterpaar, dessen Kreuzungsstellenabstand mit »I« bezeichnet ist. Die beiden Leitungen 18, 19 des Paares werden in geeigneter Weise auf die einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers 16 aufgebracht. Die beiden Kreuzungsstellen 17' sind Überlappungsbereiche der Leitungen 18 und 19.F i g. 2 shows a crossed pair of conductors, the crossing point spacing of which is denoted by "I". The two lines 18, 19 of the pair are applied in a suitable manner to the opposite sides of the carrier 16. The two crossing points 17 ′ are overlapping areas of the lines 18 and 19.

Bei Frequenzen im Megahertzbereich folgt bekanntlich der Wellenwiderstand Z₀ einer Doppelleitung der GleichungAs is known, at frequencies in the megahertz range, the characteristic impedance Z _{0 of} a double line follows the equation

und die Übertragungsgeschwindigkeit μ der Gleichungand the transmission speed μ of the equation

TcTc

(2)(2)

wobei in beiden Gleichungen (1) und (2) mit L die spezifische Induktivität und mit C die spezifische Kapazität bezeichnet ist.where in both equations (1) and (2), L denotes the specific inductance and C denotes the specific capacitance.

Bei gekreuzten Flachbandkabeln der in F i g. 1 und 2 dargestellten Art sind Z) und μ außerdem Funktionen des Kreuzungsstdlenabstandes /, und zwar wegen der an den Kreuzungsstellen 17' vorhandenen diskreten Kapazität C>. In erster Annäherung gilt die BeziehungIn the case of crossed ribbon cables, the one shown in FIG. 1 and 2, Z) and μ are also functions of the intersection location distance /, namely because of the discrete capacitance C> present at the intersection points 17 '. As a first approximation, the relationship applies

C₂ - d² ,C ₂ - d ² ,

(3)(3)

■5■ 5

wobei mit dd'ie Breite der Leiter bezeichnet ist (F i g. 2).where dd'ie width of the ladder is designated (Fig. 2).

F i g. 4 zeigt den graphischen Verlauf der gemessenen Kapazität in pF/cm bei unterschiedlichen Kreuzungsstellenabständen / von gekreuzten Leiterpaaren mit einer konstanten Leiterbreite d Die spezifische Induktivität Li und Kapazität Ci des in Fig.2 dargestellten Leiterpaares ist dabei im wesentlichen unabhängig von der Leiterbreite d. Außerdem erhöht eine Verringerung des Kreuzungsstellenabstandes beispielsweise um den Faktor Zwei den Einfluß der Kapazität Ci um den Faktor Zwei.F i g. 4 shows the graphical course of the measured capacitance in pF / cm at different intersection distances / of crossed conductor pairs with a constant conductor width d. The specific inductance Li and capacitance Ci of the conductor pair shown in FIG. 2 is essentially independent of the conductor width d. In addition, a reduction in the distance between the intersections, for example by a factor of two, increases the influence of the capacitance Ci by a factor of two.

Dieser Einfluß kann ziemlich genau dadurch kompensiert werden, daß im vorstehenden Beispielsfalle die Leiterbreite dum den Faktorl 2verringert wird.This influence can be compensated fairly precisely by the fact that in the previous example the The width of the conductor is reduced by a factor of 2.

Daraus folgt, daß Zo und μ durch diese Leiterbreitenverringerung unabhängig von dem Kreuzungsstellenabstand / werden. Im allgemeinen ist die Leiterbreite im Bereich der Kreuzungsstellen 17' für kürzere Kreuzungsstellenabstände kleiner und für größere Kreuzungsstellenabstände größer zu wählen.It follows from this that Zo and μ become independent of the crossing point spacing / as a result of this conductor width reduction. In general, the conductor width in the area of the crossing points 17 'should be selected smaller for shorter crossing point spacings and larger for larger crossing point spacings.

Die in F i g. 5 dargestellte Tabelle zeigt anhand eines Beispiels, welche Leiterbreite d zum Ausgleich der unterschiedlichen Kreuzungsstellenabstände / jeweils gewählt werden kann, so daß sämtliche ausgekreuzten Leiterpaare eines bestimmten Flachbandkabels denselben Wellenwiderstand Zi und dieselbe Übertragungsgeschwindigkeit μ besitzen. Wie bereits erwähnt, hat sich gezeigt, daß eine Änderung des Kreuzungsstellenabstandes / von 12,5 mm aui 200 mm zu einer Änderung der spezifischen Induktivität L von weniger als zehn Prozent führt. Zur Konstanthaltung des Wellenwiderstandes und der Ausbreitungsgeschwindigkeit genügt es daher, den Einfluß der Kreuzungskapazität C? zu berücksichtigen.The in F i g. The table shown in FIG. 5 shows, by way of an example, which conductor width d can be selected to compensate for the different crossing point spacings / so that all crossed-out conductor pairs of a certain ribbon cable have the same characteristic impedance Zi and the same transmission speed μ . As already mentioned, it has been shown that a change in the crossing point distance / from 12.5 mm to 200 mm leads to a change in the specific inductance L of less than ten percent. To keep the wave resistance and the speed of propagation constant, it is therefore sufficient to reduce the influence of the crossover capacitance C? to consider.

In F i g. 3A und 3B sind zwei Ausführungsbeispiele für die Kreuzungsstellen des Flachbandkabels dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3A ist die Leiterbreite von dem Wert d auf den erforderlichen d' verringert. Die Kreuzungsschenkel 20,21 haben bis zum Übergang in die Hauptleiter mit der Breite d eine konstante Breite d'. In Fig. 3B haben die Kreuzungsschenkel 20, 21 bis kurz vor der Kreuzungsstelle die gleiche Breite d wie die Hauptleiter. Dann verringert sich die Breite c/sprunghaft auf den Wert d'. In Fig. 3A and 3B show two exemplary embodiments for the crossing points of the ribbon cable. In the embodiment according to FIG. 3A, the conductor width is reduced from the value d to the required d '. The crossing legs 20, 21 have a constant width d ' up to the transition into the main ladder with the width d. In FIG. 3B, the crossing legs 20, 21 have the same width d as the main conductor until shortly before the crossing point. Then the width c / decreases abruptly to the value d '.

Bei der Herstellung des Flachbandkabels können alle Leiterpaare in ihren parallelen Abschnitten vorteilhaflerweise in derselben Standardbreite ausgeführt werden. Dann werden die Kreuzungsbereiche aller Leiterpaare bis auf ein Paar derart ausgebildet, daß die Leiterbreite in diesem Bereich um einen Faktor geringer ist, der von der Kreuzungshäufigkeit der Leiter des jeweiligen Paares abhängt.In the manufacture of the ribbon cable, all conductor pairs can advantageously be used in their parallel sections be made in the same standard width. Then the intersection areas become everyone Conductor pairs except for one pair designed in such a way that the conductor width in this area by a factor is lower, which depends on the crossing frequency of the ladder of the respective pair.

Bei mehradrigen Flachbandkabeln mit einer entsprechend großen Anzahl von unterschiedlichen Kreuzungsstellenabständen der Leiterpaare kann es zweckmäßig sein, die Leiterpaare an einigen Kreuzungsstellen größer und für andere Kreuzungsstellen kleine·· als die Standardbreite zu wählen, um Schwierigkeiten infolge zu schmaler oder zu kleiner Kreuzungsstellen /u vermeiden.In the case of multi-core ribbon cables with a correspondingly large number of different intersection points of the pairs of conductors, it may be useful to place the pairs of conductors at some crossing points larger and for other crossing points small ·· than that Choose standard width to avoid difficulties as a result of crossing points that are too narrow or too small / u avoid.

Zur Herstellung des Flachbandkabels eignet sich für den Träger 16 ein unter dem Warenzeichen »Mylar« im Handel erhältliches flexibles Isoliermaterial. Die Leiter können aus Kupfer gewählt werden und entweder durch Niederschlagen eines Metallbelages oder durch Abätzen einer Kupferkaschierung hergestellt werden. Selbstverständlich können auch feste, nichtflexible Leiterplatten oder Träger verwendet werden.For the production of the ribbon cable, a suitable for the carrier 16 is available under the trademark “Mylar” im Commercially available flexible insulating material. The conductors can be chosen from copper and either through Deposition of a metal coating or by etching away a copper cladding can be produced. Of course, solid, non-flexible printed circuit boards or supports can also be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Flexible ribbon cable, with several pairs of conductors held next to one another by an electrically insulating support, the conductors of which are crossed at periodic intervals, the distances between the crossing points being different from conductor pair to conductor pair, characterized in that in a manner known per se the width (d ' ) each conductor (a, b) in the area of the crossing points (17) compared to the width (<# outside the area of the crossing points (17) is reduced by a factor equal to the square root of the ratio of the distances between the crossing points of the The pair of conductors with the greatest distance between intersections and the relevant pair of conductors is

2. Flat ribbon cable according to claim 1, characterized in that the conductors (a, b) are provided with a reduced width essentially over the entire length of their crossing legs (20, 21) (FIG. 3A).

3. Ribbon cable according to claim 1, characterized in that the conductors (a. B) are verse.hen only over a part of the crossing legs (20, 21) comprising the crossing point in question with a reduced width, the reduction in the conductor width in for is known to be erratic (Fig. 3B).

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