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Folienverdrahtung
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Die Erfindung betrifft eineFolienverdrahtung zur Verbindung von Schaltieldern
oder Anschlußfeldern in Gestellen oder Gehäusen der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik,
bei denen eine Vielzahl von Leitern und Steckanschlüssen auf einer gemeinsamen Trägerfolie
aufgebracht sind. Derartige Folienverdrahtungen werden beispielsweise in mit Einschubbaugruppen
bestückten Gehäusen verwendet, die als Einsätze in Gestellen der Nachrichtenübertragungstechnik
verwendet werden. Dabei tragen diese Gehäuse Anschlußfelder mit Steckelementen,
die beim Einsatz des Gehäuses in entsprechende Aufnahmen des Gestelles mit dort
vorgesehenen Gegensteckelementen zum Eingriff kommen. In einem derartigen Gehäuse
dient die Folienverdrahtung zur Verbindung der Innenseite der Steckelemente mit
den Baugruppen, wobei an beiden Enden der Folien entsprechende Steckvorrichtungen
vorgesehen sind. Ebenso können in den senkrechten Gestellen, die übereinander und
nebeneinander eine Vielzahl von gleichartigen Baugruppen tragen, Folienverdrahtungen
zur Vielfachverbindung der Baugruppen untereinander in der Ge-
stellsenkrechten
und zur Anschaltung an gemeinsame Verdrahtungsfelder dienen.
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Die flächenartige Ausbildung der Leitungszüge auf der Folie, ihre
eng benachbarte Lage und ihre über weite Strecken parallele Führung haben insbesondere
bei hohen Frequenzen induktive und kapazitive Verkoppelungen zur Folge, die den
nachteiligen Effekt des sogenannten Neben- oder Ubersprechens mit sich bringen.
Bei unsymmetrisch geführten Leitungen kommt hierbei noch die galvanische Verkoppelung
durch gemeinsame Rückleitungswiderstände hinzu, bei der ebenfalls Nebensprechspannungen
auftreten.
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Zweck der Erfindung ist es, die Verkoppelung der Leitungen zu unterbinden
oder so niedrig zu halten, daß Folienve^drahtungen eine auch für hohe Frequenzen
ausreichende Nebensprechdämpfung erhalten.
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Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß die Folie beidseitig metallisiert
ist, wovon eine Seite eine strukturierte Metallisierung und die andere Seite eine
im wesentlichen volle Metallisierung trägt, wobei bestimmte Bahnen der strukturierten
Metallisierung mit Teilen der im wesentlichen vollen Metallisierung galvansich verbunden
sind und daß der Feldaufbau der Leitungen und Steckanschlüssen durch Leitungs- und/oder
Anschlußkreuzungen beeinflußt ist. Bei der erfindungsgemäßen Folienverdrahtung wirkt
die eine Seite mit im wesentlichen voller Metallisierung als Schirm. Dabei kann,
je nach Anforderung an die Leitung, diese Seite ganz metallisiert und somit nur
als Schirm ausgebildet sein oder aber es können bei gleicher Schikmwirkung auf dieser
Seite wenige Leitungszüge mit großer Breite und nur geringen Zwischenräumen vorgesehen
werden, die beispielsweise die Gleichstromversorg'=gsleitungen oder, bei unsymmetrisch
ausgeführten
Leitungen, die gemeinsame Rückleitung darstellen. Dabei genügt die große Breite
nach wie vor, um den auf der anderen Folienseite geführten Leitungen als Schirm
zu dienen. Erfindungsgemäß wird die Schirmwirkung noch verbessert durch Benutzung
von einzelnen, zwischen den als Verbindungsleitung benutzten Leitungszügen, auf
der Seite mit strukturisierter Metallisierung als zusätzlicher, die Leitungen gegeneinander
entkoppelnder Schirm, der mit dem Schirm auf der gegenüberliegenden Seite galvanisch
verbunden ist. Diese Maßnahmen beeinflussen in vorteilhafter Weise sowohl die kapazitve
als auch die induktive Verkoppelung, wobei das überwiegen der einen oder der anderen
Verkoppelung von dem Abschlußwiderstand der Leitung im Verhältnis zu ihrem Wellenwiderstand
abhängig ist. Ist der Abschlußwiderstand kleiner als der Wellen»iderstand, so überwiegt
die induktive Verkoppelung, im umgekehrten Fall der kapazitive Verkoppelung. Je
nach Aufbau, Anwendungsart, Belastung der Leitungen kann durch zusätzliche MaBnahmen,
wie Lage der Leitungen zueinander, Wechseln der Belegungen der Steckanschlüsse und
Auskreuzen der Verbindungsleitungen, der unvermeidbare Feldaufbau so ausgewertet
werden, daß entstehende Felder sich gegenseitig beeinflussen, möglicherweise sogar
kompensieren.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können symmetrisch
geführte Leitungen gegenüber einer gemeinsamen Metallschicht angeordnet sein. Vorteilhaft
kann diese Schirmschicht sowohl als Masse wie auch als Gleichstromversorgungsleitung
benutzt werden.
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Unsymmetrisch geführte Leitungen können zweckmäßig gegenüber ihrer
gemeinsamen Masseleitung angeordnet sein.
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Diese Anordnung der Leitungen gegenüber der Masseleitung, über die
der gemeinsame Rückstrom fließt, verkleinert die für die Verkoppelungen wirksame
Induktivität gegen über einer einfachen Leitung um ein Vielfaches0
Zweckmäßig
kann zwischen je zwei Leitungspaaren der symmetrisch geführten Leitungen eine Schirmleitung
vorgesehen sein. Diese Schirmleitung, die mit der auf der gegenüberliegenden Seite
angeordneten gemeinsamen Metallschicht galvanisch verbunden ist, entkoppelt in der
Ebene der Anordnung die Felder zweier benachbarter Leiterpaare. Bei unsymmetrisch
geführten Leitungen kann zweckmäßiger Weise eine derartige Schirmleitung zwischen
je zwei Leitungen vorgesehen sein, um eine gute Entkoppelung zu erreichen. Nach
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann jedes symmetrische Leitungspaar
von einem geschlossenen Ring umgeben sein, der mit einem Kupferschirm auf der gegenüberliegenden
Folienseite verbunden ist. Eine derartige Ausführung, die besonders für den Anschluß
von Koaxialbuchsen geeignet erscheint, verhindert einmal in vorteilhafter Weise
galvanische Verkoppelungen. Da außerdem bei hohen Frequenzen im Kurzschlußring und
im Kupferschirm Wirbelströme induziert werden, schwächt das dabei entstehende Feld
das Feld der Leitung. Damit werden die induktiven Verkoppelungen stark herabgesetzt.
Der mit Masse verbundene Kupferschirm bewirkt gleichzeitig eine gute kapazitive
Entkopplung.
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Zweckmäßig kann die gemeinsame Masseleitung geerdet sein.
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Die bei unsymmetrischen Leitungen störende galvanische Verkoppelung
der gemeinsamen Rückleitung wird auf diese Weise verkleinert. Insbesondere bei tiefen
Frequenzen, bei denen nur der ohmsche Anteil des Rückleitungswiderstandes fur die
Verkoppelung von Bedeutung ist, kann mit dieser Maßnahme der wirksame ohmsche Widerstand
der Rückleitung verkleinert werden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können an den Steckerleisten
und an den Verbindungsstellen zweier Gestelle die a- und b-Adern wechselweise belegt
werden.
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Diese als Auskreuzen der Leitungen bezeichnete Maßnahme kompensiert
induktiv und kapazitiv eingekoppelte Span nungen bzj. verteilt die Last unsymmetrischer
Signal eintastungen gleichmäßig auf die a- und b-Adern.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert0
In Fig. 1 ist eine Verdrahtungsfolie 1 be sonderer Form dargestellt9 die aus einem
symmetrischen Streifen gefaltet ist und an jeder Faltstelle 2 eine Steckerleiste
3 trägt, die mit der Folie und deren Verbindungs- bzw. Versorgungsleitungen im Schwallötverfahren
verbunden ist.
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Der schichtweise Aufbau der Folie ist in Fig. 2 gezeigt Beiderseits
aus Trägerfolie 4, die beispielsweise aus Polyimid hergestellt sein kann und eine
Stärke von 25 µ hat, sind über Kleberschichten 5 von je 15/u zwei @upferschichten
6 von 35/u befestigt. Zur Abdeckung gegen äußere Einflüsse und zur Erhöhung der
Festigkeit sind über den Kupferschichten Isolierfolien 7 von je 50 1u Dicke, beispielsweise
aus Permacel, angeordnet0 Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine unsymmetrische
Leitungsführung einer derartigen Folie, wobei zur Ver einfachung sowohl der Kleb
als auch die äußeren Iso lierfolien weggelassen sind. Über der Trägerfolie 4 sind
drei Leiterbahnen 8, 9 und 10 unterhalb der Träger folie 4 eine breite Leiterbahn
11 zu erkennen. Die Leiterbahn 11 ist die gemeinsame Rückfübrung der unsymme trischen
Leitungen 8 und 10, deren Induktivität durch die Anordnung über der gemeinsamen
Rückleitung klein gehalten wird. Eine Verkoppelung zwischen den Leiterbah nen 8
und 10 wird dadurch vermieden, daß die Leiterbahn 9 galvanisch mit der Leiterbahn
11 verbunden ist und die beiden and eren Leiterbahnen in ihrer Ebene gegenein ander
abschirmt.
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Eine ähnliche Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt. Eine als Schirm verwendete
Leiterbahn 12 ist galvanisch mit der gegenüberliegenden Kupferschicht 13 verbunden,
die eine Gleichstromversorgungsleitung, ein Kupferschirm oder eine Masse- oder Erdleitung
sein kann. Beiderseits der Leiterbahn 12 sind zwei symmetrische Adernpaare 14 und
15 angeordnet, deren gegenseitige Verkoppelung durch diesen Aufbau klein gehalten
werden. Eine zusätzliche Schirmleitung rechts vom Leiterpaar 15 oder links vom Leiterpaar
14, die vor dem Anfang und nach dem Ende der Leiterbahnen 15 bzw. 14 kurzgeschlossen
sind, ergeben einen geschlossenen Ring, der mit dem Schirm 13 verbunden ist. Anfang
und Ende der Leiterbahnen sind in diesem Fall mit Koaxialbuchsen bestückt.
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Fig. 5 zeigt den Schnitt durch eine Verdrahtungsfolie mit einer Vielzahl
von Leiterbahnen. Dabe: ist, wie auch in den anderen Figuren, auf der Oberseite
die strukturierte Metallisierung und auf der Unterseite die im wesentlichen volle
Metallisierung zu erkennen. Im einzelnen sind dabei folgende Anordnungen getroffen.
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Drei symmetrische Adernpaare sind jeweils durch Schirmleitungen 19,
20 und 21 gegeneinander bzw. gegen andere ihnen benachbarte Leitungen entkoppelt.
Dabei ist die Schirmleitung 19 mit der als Kanalerde benutzten großflächigen Leiterbahn
22 galvanisch verbunden, die gleichzeitig der unsymmetrischen Leiterbahn 21 als
Rückleitung dient. In der Ebene der strukturierten Verdrahtung entkoppelt die Schirmleitung
19 das symmetrische Adernpaar 16 gegenüber der unsymmetrischen Ader 21. Ein weiterer,
ebenfalls mit der Kanalerde 22 verbundener Schirm 23 entkoppelt die unsymmetrische
Leitung nach der anderen Seite gegenüber einer Leiterbahn 24, die als Gleichstromleitung
verwendet wird. Nach einer Taktleitung 25 und einer Erdleitung 26 folgen die beiden
durch Schirme entkoppelten symmetrischen Leitungspaare 17 und 18, die
über
zwei weiteren Gleichstromversorgungsleitungen 27 und 28 angeordnet sind. Mit der
Gleichstromversorgungs leitung 27 ist der Schirm 20, mit der Versorgungsleitung
28 der Schirm 21 galvanisch verbunden.
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Fig. 6 zeigt den Anschluß der a- und b-Adern an die Steckerleitungen.
Dabei ist leicht erkennbar, daß an der unteren Steckerleiste der Anschluß der a-
und b-Adern vertauscht ist, was eine Verbesserung der kapazitiven Nebensprechdämpfung
zur Folge hat.
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6 Figuren 8 Patentansprüche