DE9316302U1

DE9316302U1 - Active transmission cable for digital electronic data

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Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
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unser zeichen g_{3 175} essen. 20. September 1993our sign g _{3 175} essen. 20 September 1993

Dipl.-Ing. Michael Swoboda, Schwarzensteinweg 70, D-45289 EssenDipl.-Ing. Michael Swoboda, Schwarzensteinweg 70, D-45289 Essen

Active transmission cable for digital electronic data

Übertragungskabel für digitale, elektronische Daten von einem CD-Player oder CD-Laufwerk oder beliebigem digitalen Hifi-Speichermedium (DAT, Write Once oder ähnlichem) zu einem externen Wandler oder beliebigem digitalen Speichermedium sind bis heute "passive" Bausteine.Transmission cables for digital, electronic data from a CD player or CD drive or any digital hi-fi storage medium (DAT, Write Once or similar) to an external converter or any digital storage medium are still "passive" components.

Um bei der Übertragung von Musikdaten einen möglichst originalgetreuen Empfang und Wiedergabe der digital gespeicherten Musik zu ermöglichen, wird ein ganz erheblicher Aufwand mit dem Aufbau und bei der Herstellung der Übertragungskabel getrieben. Solche Kabel können viele 100 bis über 1000 OM pro Meter kosten.In order to enable the reception and playback of digitally stored music as faithfully as possible when transmitting music data, a considerable amount of effort is put into the construction and manufacture of the transmission cables. Such cables can cost many 100 to over 1000 OM per meter.

Es ist zum Beispiel bekannt, ein auf einem Kupferkern basierendes magnetisches Material zu verwenden und die signalübertragenden Leiter nach einer besonderen Methode zu verdrillen. Bei einem anderen Übertragungskabel wird ein massiver Silberleiter mit glattpolierter Oberfläche verwendet, um welchen 50 Lagen eines Teflonmaterials mit hervorragenden Isoliereigenschaften gewickelt wird. Um dieses wiederum rankt sich ein versilberter Schirm, der in zwei Schichten Störeinflüsse abwehren soll. Von außen ist nur der alles umhüllende Kunststoffmantel zu sehen.For example, it is known to use a magnetic material based on a copper core and to twist the signal-transmitting conductors using a special method. Another transmission cable uses a solid silver conductor with a smooth, polished surface, around which 50 layers of a Teflon material with excellent insulating properties are wound. This in turn is wrapped around a silver-plated shield, which is designed to ward off interference in two layers. From the outside, only the plastic sheath that encloses everything is visible.

Trotz dieses hohen Aufwandes gelingt es nur bei den ganz extrem aufwendigen Übertragungskabeln, die zwangsläufigen Qualitätsverluste so gering zu halten, daß sie den Klang kaum noch negativ beeinflussen. Überraschenderweise sind die Klangunterschiede bei der Verwendung verschiedener Übertragungskabeln zwar deutlich hörbar,Despite this high level of effort, only extremely complex transmission cables manage to keep the inevitable loss of quality so low that it hardly has a negative effect on the sound. Surprisingly, the differences in sound when using different transmission cables are clearly audible,

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meßtechnisch bisher aber nicht einem bestimmten Phänomen zuzuordnen .However, it has not yet been possible to assign this to a specific phenomenon using measurement technology.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung digitaler, elektronischer Daten mit einem Übertragungskabel grundlegend zu verbessern und eine möglichst noch bessere Datenübertragung zu gewährleisten als mit den aufwendigsten der bekannten passiven Kabelverbindungen derzeit realisierbar.The invention is based on the object of fundamentally improving the transmission of digital, electronic data using a transmission cable and of ensuring even better data transmission than is currently possible with the most complex of the known passive cable connections.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein aktives Übertragungs kabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.To solve this problem, an active transmission cable with the features of claim 1 is proposed.

Die Erfindung beruht also auf dem Grundgedanken, das Übertragungskabel als eine funktioneile Einheit aus elektronischer Schaltung und Verbindungskabel zu gestalten. Dies geschieht bevorzugt dadurch, daß die elektronische Schaltung in die Kabelverbindung völlig integriert ist, das heißt, mit ihr als eine unlösbare Einheit mit je einer Steckverbindung an beiden Enden des Übertragungskabels gestaltet ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, daß erfindungsgemäße aktive Übertragungskabel zweiteilig aufzubauen, das heißt, daß außer den beiden Verbindungsenden des Übertragungskabels noch eine, zum beispiel steckbare, Verbindung zwischen dem Kabel und der elektronischen Schaltung vorgesehen ist. - In jedem Falle ist für eine elektrische Spannungsversorgung für den Betrieb der elektronischen Schaltung Sorge zu tragen.The invention is therefore based on the basic idea of designing the transmission cable as a functional unit consisting of an electronic circuit and a connecting cable. This is preferably done by completely integrating the electronic circuit into the cable connection, i.e. by designing it as an inseparable unit with a plug connection at each end of the transmission cable. In principle, however, it is also possible to construct the active transmission cable according to the invention in two parts, i.e. that in addition to the two connecting ends of the transmission cable, there is also a connection, for example a plug-in connection, between the cable and the electronic circuit. - In any case, an electrical power supply must be provided for the operation of the electronic circuit.

Eine besonders hochwertige Qualitätssicherung des Klanges von übertragenen Musikdaten, wird dadurch erreicht, daß die elektronische Schaltung auf die physikalischen Eigenschaften des Verbindungskabels abgestimmt wird, beispielsweise auf seine Kapazität und Induktivität, seine konkrete Länge und dergleichen.A particularly high quality assurance of the sound of transmitted music data is achieved by tuning the electronic circuit to the physical properties of the connecting cable, for example its capacitance and inductance, its specific length and the like.

Es versteht sich, daß ein erfindungsgemäßes Übertragungskabel auch zur Übertragung anderer digitaler Daten als Musik-It is understood that a transmission cable according to the invention can also be used to transmit other digital data than music

daten in besonderer Weise geeignet ist.data is particularly suitable.

Das Übertragungskabel verbindet die digitalen Ausgänge eines digitalen Speichermediums, wie eines CD-Laufwerkes und dergleichen mit einem externen Wandler, zu dem auch die binären Musikinformationen für Rhythmus, Takt und dergleichen mit übertragen werden. Die digitalen Ausgänge der digitalen Speichermedien verwenden in der Regel einen Übertrager im Ausgang, der eine Potentialtrennung ermöglicht. Hierzu dienen in der Regel Induktionsspulen. Dieser Übertrager muß das mit ihm verbundene Übertragungskabel mit den digitalen Informationen speisen. Dies stößt auf Schwierigkeiten, da Kabel mit unterschiedlichen Langen und Parametern, wie Kabelkapazität, Kabelinduktivität, Wellenwiderstand und dergleichen die digitalen Signale in sehr unterschiedlicher Art verformen.The transmission cable connects the digital outputs of a digital storage medium, such as a CD drive and the like, to an external converter, to which the binary music information for rhythm, beat and the like is also transmitted. The digital outputs of the digital storage media usually use a transformer in the output, which enables potential isolation. Induction coils are usually used for this purpose. This transformer must feed the transmission cable connected to it with the digital information. This encounters difficulties because cables with different lengths and parameters, such as cable capacitance, cable inductance, characteristic impedance and the like, deform the digital signals in very different ways.

Da der externe Wandler nicht nur die übertragenen binären Musikdaten auslesen muß, sondern auch noch aus der Datenübertragung seinen Takt zur Wandlung generieren muß, wundert es nicht, daß durch Falschinterpretation verformter digitaler Daten und durch Taktschwankungen (Jitter) hörbare Qualitätsverluste resultieren.Since the external converter not only has to read the transmitted binary music data, but also has to generate its own clock for conversion from the data transmission, it is not surprising that audible quality losses result from misinterpretation of distorted digital data and clock fluctuations (jitter).

Durch die Erfindung ist es nun gelungen, nicht nur die Parameter des verwendeten Verbindungskabels von vornherein zu berücksichtigen, sondern auch der Verformung der Digitalsignale entschieden entgegenzuwirken, so daß verschliffene Flanken oder Überschwinger an den Ja/-Nein-Übergangen der digitalen Daten so gut wie nicht mehr auftreten. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß hierdurch auch ohne großen Aufwand beim Aufbau und der Herstellung des eigentlichen Kabels - wahrnehmbare Qualitätsverminderungen bei der digitalen Übertragung von Musikdaten bzw. deren anschließenden analogen Wiedergabe nicht mehr feststellbar sind.The invention has now made it possible not only to take the parameters of the connecting cable used into account from the outset, but also to decisively counteract the deformation of the digital signals, so that smoothed edges or overshoots at the yes/no transitions of the digital data hardly ever occur. Surprisingly, it has been shown that this means that, even without great effort in the construction and manufacture of the actual cable, noticeable reductions in quality in the digital transmission of music data or its subsequent analog playback can no longer be detected.

Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The aforementioned components to be used according to the invention are not subject to any special exceptional conditions in terms of their size, shape, choice of material and technical conception, so that the selection criteria known in the respective field of application can be applied without restriction.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt worden ist. In der Zeichnung zeigen:Further details, features and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description of the accompanying drawing, in which a preferred embodiment of the invention is shown. In the drawing show:

Fig. 1 eine schematische Ansichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen aktiven Übertragungskabels für digitale Daten sowieFig. 1 is a schematic view of an active transmission cable for digital data according to the invention and

Fig. 2 das zugehörige Blockschaltbild.Fig. 2 shows the corresponding block diagram.

Gemäß Fig. 1 besteht das aktive Übertragungskabel 20 aus einer Steckverbindung 2 zur Verbindung des aktiven Übertragungskabels mit einem Digitalausgang eines digitalen Speichermediums, wie eines CD-Laufwerkes, einer elektronischen Schaltung 1, einem Verbindungskabel 3, einer Steckverbindung 4 zu einem externen Wandler und einer Spannungsversorgung für die elektronische Schaltung 1, welche in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Steckernetzteil 5 zur Spannungsversorgung ausgestaltet ist.According to Fig. 1, the active transmission cable 20 consists of a plug connection 2 for connecting the active transmission cable to a digital output of a digital storage medium, such as a CD drive, an electronic circuit 1, a connecting cable 3, a plug connection 4 to an external converter and a power supply for the electronic circuit 1, which in the illustrated and in this respect preferred embodiment is designed as a plug-in power supply 5 for the power supply.

Gemäß dem Blockschaltbild dieser Anordnung (Fig. 2) befindet sich in der Regel im CD-Spieler/Laufwerk ein Ausgangsübertrager 11, der die digitalen Daten an das aktive Übertragungskabel 20 liefert. Die elektronische Schaltung 1 aus Fig. 1 besteht aus einem Impulsformer 13, der am einfachsten mit einem handelsüblichen Schmitt-Trigger realisiert wird, undAccording to the block diagram of this arrangement (Fig. 2), there is usually an output transformer 11 in the CD player/drive, which supplies the digital data to the active transmission cable 20. The electronic circuit 1 from Fig. 1 consists of a pulse shaper 13, which is most easily implemented with a commercially available Schmitt trigger, and

einem Kabeltreiber 14, der, bevorzugt, mit seinen Daten (Anstiegsgeschwindigkeit, Stromlieferfähigkeit, Verhalten an kapazitiver Last) auf die Parameter des Verbindungskabels 3 so abgestimmt wird, daß am Ende des aktiven Übertragungskabels 20 die digitalen Daten mit möglichst hoher Flankensteilheit übertragen werden. Die Flankensteilheit des ankommenden digitalen Signals wird durch den Impulsformer 13 sichergestellt. - Es versteht sich, daß bei der besten Ausführungsform der Erfindung die elektronische Schaltung im Datenübertragungsweg dem Verbindungskabel 3 vorgeordnet ist.a cable driver 14, which, preferably, with its data (rise rate, current delivery capacity, behavior under capacitive load) is matched to the parameters of the connecting cable 3 so that at the end of the active transmission cable 20 the digital data is transmitted with the highest possible edge steepness. The edge steepness of the incoming digital signal is ensured by the pulse shaper 13. - It goes without saying that in the best embodiment of the invention the electronic circuit in the data transmission path is arranged upstream of the connecting cable 3.

Da der mit 6 symbolisierte Abschlußwiderstand der Anordnung bekannt und genormt ist (75 Ohm), läßt sich eine Optimierung des digitalen Übertragungskabels 20 sowohl mathematisch als auch experimentell durchführen.Since the termination resistance of the arrangement, symbolized by 6, is known and standardized (75 ohms), the digital transmission cable 20 can be optimized both mathematically and experimentally.

Claims

Anspruch:Claim:

Active transmission cable for digital electronic data from a CD player or CD drive or any digital hi-fi storage medium (DAT = digital audio tape, Write Once or similar) to an external converter or any digital storage medium, in which a voltage-supplied active electronic circuit (1), preferably consisting of at least one pulse shaper (13) and one driver (14), is provided to ensure the quality of the music data, in particular the sound, during digital data transmission, which enables steep-edged transmission of the digital yes/no transitions with the active transmission cable (20), and in which the electronic circuit (1) forms a functional unit with a connecting cable (3).