JP5214056B1 - 差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル及び電気機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】差動信号の伝送損失を増加させずに、ペア内スキューを低減した差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル、及び電気機器を提供する。
【解決手段】差動伝送ケーブル1の接続方法は、差動信号を伝送する1対の導体2をトランシーバ101、201に接続し、1対の導体2の外周に誘電体層3を介して設けられた第1のシールド4を電気的にどこにも接続しない状態で前記第1のシールド4の外周に絶縁層5を介して設けられた第2のシールド6をフレームグランド103、203に接続する。
【選択図】図2

Description

本発明は、差動信号を伝送する差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル及び電気機器に関する。
1995年に短距離用のデジタル通信の規格として定められたLVDS(Low Voltage Differential Signaling)は、差動信号を伝送するインターフェイスに広く適用されている。LVDSによる差動信号の伝送は、少ない消費電力、優れた耐ノイズ性及び低電磁放射という特徴を有している。
従来、LVDSは、差動伝送ケーブルや半導体素子の性能を考慮して最大伝送速度が3.125Gbpsに規定されていた。しかし、微細化等による半導体素子の性能向上によって、28Gbps以上の伝送信号の出力が可能になり、28Gbps以上の差動信号の伝送を可能にするメタルによる差動伝送ケーブルが実用化されている。この差動伝送ケーブルの伝送距離は、極めて短い距離に限定されている。
一方、差動伝送ケーブルが伝送する差動信号の伝送波形の品質も求められており、差動伝送のシグナルコンディショニング技術も大幅に向上している。例えば、イコライザ(EQ)やクロックデータリカバリ(CDR)により、1.65Gbpsで−40dBの差動信号の損失補正が可能なものが市販されている(例えば、MAXIM社のMAX3815)。
差動信号にイコライザ及びクロックデータリカバリを用いることで、差動信号のシンボル間干渉(ISI)の補正が可能になり、差動信号のペア間スキュー(複数の導体対の間で生じる信号伝搬時間の差)の問題が解決された。しかし、ペア内スキュー(1対の導体間で生じる信号伝搬時間の差)の問題については、いまだ解決されていない。そのため、差動信号の伝送距離及び伝送速度の限界は、差動伝送ケーブルが有するペア内スキューによって定まる。
また、通信量の急激な増大と、それを可能にする半導体技術の向上により、差動伝送ケーブルには、さらなる伝送速度の向上が求められている。そのため、差動伝送ケーブルは、ペア内スキューの低減が望まれている。
ペア内スキューを低減させた差動伝送ケーブルとして、従来、平行に伸びる1対以上の内部導体を断面円形又は楕円型の発泡絶縁体で一括被覆すると共に、その発泡絶縁体の周囲に外部導体を備え、さらにその外部導体を発泡絶縁体と共に、絶縁ジャケットで隙間なく被覆した低スキュー平行型同軸ケーブルが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、平行に配置された1対の導体がその1対の導体の並び方向に対して直角な方向から1対の導体を挟んで互いに対向する平坦部を有する扁平な絶縁体で被覆され、その絶縁体の外周に金属箔テープからなるシールド導体が巻き付けられ、平坦部の箇所でシールド導体に接するようにドレイン線が添えられ、ドレイン線とシールド導体がジャケットにより被覆された構成により、導体間の距離を近づけることで導体間の電磁結合を強めて同相インピーダンスを増加させる差動信号伝送用ケーブルが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2001−35270号公報 特開2011−96574号公報
しかし、特許文献1に記載の低スキュー平行型同軸ケーブルは、発泡絶縁体の寸法精度や、発泡品質のばらつきにより、1対の内部導体相互の実効誘電率が非対称になり、ペア内スキューが発生する。また、1対の内部導体間の距離を保つためには、被覆する絶縁体の押し出し成型圧を正確に制御する必要がある。しかし、この成型圧を制御するのは困難であるため、1対の内部導体間の距離がばらつくことから、低スキュー平行型同軸ケーブルのペア内スキューを低減させることは、原理的に限界がある。
特許文献2に記載の差動信号伝送用ケーブルは、導体間の距離を近づけることによって、差動信号から同相信号への変換量が減少してペア内スキューが抑えられるが、同時に差動インピーダンスが低下する弊害がある。さらに、差動インピーダンスの低下を抑制するために導体のサイズを小さくすると、導体の抵抗や表皮効果によって差動信号の伝送損失が増加する。
したがって、本発明の目的は、差動信号の伝送損失を増加させずに、ペア内スキューを低減した差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル及び電気機器を提供することにある。
本発明の一態様は、上記課題を解決するため、以下の差動伝送ケーブルの接続方法、差動伝送ケーブル及び電気機器を提供する。
[1]差動信号を伝送する1対の導体を第1の接点に接続し、
前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドを電気的にどこにも接続しない状態で前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドを第2の接点に接続する、
差動伝送ケーブルの接続方法。
[2]差動信号を伝送する1対の導体を第1の接点に接続し、
前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールド及び前記第1のシールドと接触するドレイン線を電気的にどこにも接続しない状態で前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドを第2の接点に接続する、
差動伝送ケーブルの接続方法。
[3]差動信号を伝送する1対の導体と、
前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられ、電気的にどこにも接続しない第1のシールドと、
前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドと備え、
前記第1のシールドと前記第2のシールドとの間に設けられた前記絶縁層の材質又は前記絶縁層の厚みを選択することによって同相インピーダンスを制御する、
差動伝送ケーブル。
[4]差動信号を伝送する1対の導体と、前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドと、前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドとを有するケーブル本体と、
前記1対の導体に接続された信号用端子と、前記第2のシールドに接続するグランド端子を有し、前記第1のシールドが電気的にどこにも接続しないように、前記ケーブル本体の少なくとも一方の端部に設けられたコネクタと、を備えた
差動伝送ケーブル。
[5]差動信号を伝送する1対の導体と、前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドと、前記第1のシールドと接触するドレイン線と、前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドとを有するケーブル本体と、
前記1対の導体に接続された信号用端子と、前記第2のシールドに接続するグランド端子を有し、前記第1のシールド及び前記ドレイン線が電気的にどこにも接続しないように、前記ケーブル本体の少なくとも一方の端部に設けられたコネクタと、を備えた
差動伝送ケーブル。
[6]前記[3]から[5]のいずれかに記載の差動伝送ケーブルを備えた電気機器。
本発明によれば、差動信号の伝送損失を増加させずに、ペア内スキューを低減することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの断面図である。 図2は、第1の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。 図3は、本発明の第2の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの断面図である。 図4は、第2の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。 図5は、本発明の第3の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。 図6は、比較例1に係る差動伝送ケーブルの断面図である。 図7は、実施例1に係る差動伝送ケーブルの差動インピーダンスを示す特性図である。 図8は、比較例1の差動伝送ケーブルに係る差動インピーダンスを示す特性図である。 図9は、実施例1及び比較例1に係る差動伝送ケーブルの同相インピーダンスを示す特性図である。 図10は、実施例1に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失、及び差動信号から同相信号へのモード変換量を示す特性図である。 図11は、比較例1に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失、及び差動信号から同相信号への変換量を示す特性図である。 図12は、実施例1及び比較例1に係る差動伝送ケーブルの同相信号の伝送損失を示す特性図である。 図13は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルの同相インピーダンスを示す特性図である。 図14は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失を示す特性図である。 図15は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルのモード変換量を示す特性図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの断面図である。この差動伝送ケーブル1は、差動信号を伝送する1対の導体2と、1対の導体2を被覆する誘電体3と、誘電体3に巻きつけられて導体2の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールド4と、第1のシールド4の外周に巻きつけられる所定の厚みを有する絶縁層5と、絶縁層5の外周に設けられた第2のシールド6と、これらの外周を被覆するジャケット7とを備える。
差動伝送ケーブル1の1対の導体2は、差動信号の伝送のため、誘電体3により例えば0.55mmの間隔を保った状態で平行に配置される。導体2には、例えば銀めっきされた軟銅線等が用いられる。誘電体3には、例えばポリエチレン等が用いられる。なお、差動伝送ケーブル1には、1つの導体2を誘電体3で被覆したものを対撚にしたものを用いてもよい。
第1のシールド4には、例えば銅、アルミニウム等からなる金属箔テープが用いられる。第1のシールド4は、電気的にどこにも接続されずに1対の導体2と電磁結合する。
絶縁層5には、例えばポリエステルテープ等の絶縁体が用いられる。絶縁層5は、絶縁層5の材質、厚み等を選択することによって差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスを制御する。絶縁層5の厚さは、例えば10〜30μmである。なお、絶縁層5の厚みを10μm未満、又は30μmを超えたものにしてもよい。
第2のシールド6は、例えば編組された金属素線等の導電体により形成されている。第2のシールド6に用いられる金属素線には、例えば素線径が直径0.05mmの硬銅線、銀めっき軟銅線等が用いられる。第2のシールド6は、外部からの電磁ノイズが導体2に混入することを抑制する、いわゆる電磁シールドとして機能する。
ジャケット7には、例えばポリ塩化ビニル(PVC)等の絶縁体が用いられる。
(差動伝送ケーブル1の接続方法)
次に、差動伝送ケーブル1の接続方法の一例について図2を参照しながら説明する。
図2は、第1の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。差動伝送ケーブル1を第1のシールド4が電気的にどこにも接続しないように、電気機器100と電気機器200とを接続する。なお、電気機器100、200は、例えばサーバー、記憶装置、カメラ、映像機器、ネットワーク機器等である。
すなわち、差動伝送ケーブル1の1対の導体2の一端を電気機器100のトランシーバ101に接続し、差動伝送ケーブル1の1対の導体2の他端を電気機器200のレシーバ201に接続する。なお、トランシーバ101及びレシーバ201は、第1の接点の一例である。
第2のシールド6を電気機器100、200のフレームグランド103、203に接続する。なお、フレームグランド103、203は、第2の接点の一例である。また、第2のシールド6は、抵抗器等を介してシグナルグランド102、202等に接続させてもよい。
(差動伝送ケーブル1の動作)
差動伝送ケーブル1は、電気機器100のトランシーバ101から差動信号が出力され、電気機器100から出力された差動信号をレシーバ201に伝送する。
差動伝送ケーブル1の1対の導体2に電気機器100から差動信号が出力されると、差動信号として位相が逆方向の1対の電流が1対の導体2に流れる。この1対の電流は、第1のシールド4に1対のミラー電流を発生させるが、この1対のミラー電流は、位相が逆方向であるため、第1のシールド4の内部で打ち消される。また、第1のシールド4がフレームグランド103、203、又はシグナルグランド102、202に接続されていなくても、1対の導体2と第1のシールド4との間の電磁結合による差動伝送ケーブル1の差動インピーダンスが構成される。
また、差動伝送ケーブル1の1対の導体2に電気機器100から差動信号が出力されると、差動信号を伝送する1対の導体2間の距離の違いや、誘電体3の実効誘電率の不均一等により、出力された一部の差動信号が同相信号にモード変換される。
モード変換された同相信号は、第1のシールド4がどこにも電気的に接続されていないことから、同相信号に基づくミラー電流が第1のシールド4に発生しない。そのため、同相信号は、第2のシールド6のみに同相信号に基づくミラー電流を発生する。また、差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスは、1対の導体2と第2のシールド6との間の電磁結合によって構成される。
差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスは、第2のシールド6と第1のシールド4との間に設けられる絶縁層5の厚みを大きくすることで増加する。すなわち、1対の導体2と第2のシールド6との間隔が絶縁層5の厚みで大きくなることにより、1対の導体2と第2のシールド6との間の静電容量が小さくなり、差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスが増加する。
1対の導体2と第2のシールド6との間の間隔が大きくなると、同相信号のミラー電流が発生する位置が1対の導体2から遠くなることから、導体2の自己インダクタンスが増加する。また、1対の導体2で発生する磁気が第2のシールド6よりも1対の導体2相互に多く分配されるので、1対の導体2間の磁気結合が強くなる。1対の導体2間の磁気結合が強くなることでも、差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスが増加する。
差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスが増加することで、同相信号の伝送損失量が増加する。すなわち、差動信号から同相信号へのモード変換量が減少する。差動信号から同相信号へのモード変換量は、ペア内スキューを発生させる成分に相当するため、モード変換量の減少によって差動伝送ケーブル1のペア内スキューも低減する。
また、差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスが増加すると、差動伝送ケーブル1へ入力する同相信号の反射量も増加する。すなわち、ペア内スキューを有する差動信号を電気機器100から差動伝送ケーブル1に入力した場合、差動伝送ケーブル1は、入力された差動信号のペア内スキューを除去して電気機器200に出力する。
(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)1対の導体2の外周に設けられた第1のシールド4をどこにも電気的に接続しないで差動伝送ケーブル1を電気機器に接続することにより、差動信号の伝送損失を増加させずに差動伝送ケーブル1のペア内スキューを低減することができる。
(2)本差動伝送ケーブル1は、ドレイン線を有していないので、1対の導体2が第1のシールド4と均等に電磁結合することから、ペア内スキューをさらに低減することができる。
(3)第1のシールド4と第2のシールド6との間に設けた絶縁層5の厚みや材質を選択することによって差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスを任意に制御することができる。
(4)差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスを任意に増加させることができるので、入力した差動信号のペア内スキューを除去した差動信号を出力することができる。
(5)差動伝送ケーブル1のペア内スキューを低減することができるので、受信側の電気機器において差動信号の高周波特性が改善されて差動信号の伝送損失を減少することができる。また、差動伝送ケーブル1のペア内スキューを低減することで、差動伝送ケーブル1が差動信号を伝送できる距離を伸ばすことができる。
(6)差動伝送ケーブル1がドレイン線を有しない構成にすることができるので、差動伝送ケーブル1をより軽く、より細くすることが可能である。また、ドレイン線を有する差動伝送ケーブルと比較して差動伝送ケーブル1の製造工程を簡略化することができる。
(7)差動伝送ケーブル1の製造工程を簡略化できるので、差動伝送ケーブル1の導体2の間隔や、誘電体3の厚み等の物理的精度が向上し、製造によるばらつきが少ない高性能な差動伝送ケーブル1を製造することができる。
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの断面図である。第1の実施の形態の差動伝送ケーブル1は、1対の導体2を有する構成としたが、第2の実施の形態では、複数の対となる導体2を有する構成としている。また、第2の実施の形態では、第1のシールド4に接触し、第1のシールド4と同様にどこにも電気的に接続しないドレイン線8を有する。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
本実施の形態の差動伝送ケーブル1Aは、1対の導体2及びドレイン線8に巻きつけられ、電気的にどこにも接続しない第1のシールド4、及び第1のシールド4の外周に絶縁層5を有する複数(本実施の形態では、5つ)の差動信号線10と、集合撚りされた複数の差動信号線10の外周を絶縁層9を介して被覆するように設けられる第2のシールド6と、差動信号線10と絶縁層9との間に設けられる信号線11と、これらの外周を被覆するジャケット7とを備える。この差動伝送ケーブル1Aは、例えばディスプレイポートケーブル等に用いられる。
第2のシールド6は、絶縁層9の外周に巻きつけられる金属箔61と、この金属箔61をさらに被覆するように編組されて形成される金属素線62とを有する。なお、第2のシールド6は、金属箔61又は金属素線62のどちらかを有するものとしてもよい。また、金属箔61には、アルミ箔、銅箔などが用いられる。
(差動伝送ケーブルの接続)
図4は、第2の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。差動伝送ケーブル1Aは、第1のシールド4及びドレイン線8が電気的にどこにも接続しないように、電気機器100と電気機器200とを接続する。なお、図4では、一部の差動信号線10の1対の導体2の電気機器100、200への接続を示している。また、同図では、信号線11、絶縁層9の図示を省略している。
複数の差動信号線10の1対の導体2は、電気機器100、200のそれぞれの差動信号線10が対応するトランシーバ101、レシーバ201に接続される。第2のシールド6は、電気機器100、200のフレームグランド103、203に接続される。なお、第2のシールド6は、抵抗器等を介してシグナルグランド102、202に接続されてもよい。
(第2の実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、差動伝送ケーブルの接続方法を変えることで、差動信号のペア内スキューを容易に低減することができる。
[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る差動伝送ケーブルの接続図である。第1の実施の形態の差動伝送ケーブル1は、電気機器100に直接接続したが、本実施の形態では、コネクタ30、40を介して電気機器100に接続される構成としている。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、図5では、差動伝送ケーブル1Bの一方の端部側を図示している。
本実施の形態のコネクタ付差動伝送ケーブル1Bは、少なくとも一方の端部にコネクタ30を備える。コネクタ30は、1対の導体2と接続する端子31、32と、第2のシールド6と接続する端子33とを備える。
電気機器100に設けられるコネクタ40は、端子31、32に接続してトランシーバ101から出力される差動信号を伝送する端子41、42と、端子33に接続して第2のシールド6をフレームグランド103に接続させる端子43とを備え、コネクタ付差動伝送ケーブル1Bのコネクタ30と嵌合する。なお、端子31,32は、信号用端子の一例であり、端子33は、グランド端子の一例である。また、端子43は、抵抗器等を介してシグナルグランド102等に接続するものとしてもよい。
(第3の実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、差動伝送ケーブル1Bの少なくとも一方の端部にコネクタ30を設けることにより、ペア内スキューが低減する接続方法を容易に適用して電気機器間を接続することができる。
第1の実施の形態に対応する実施例1の差動伝送ケーブル1について、比較例1と比較しながら以下説明する。なお、実施例1の差動伝送ケーブル1の絶縁層5の材質はポリエステルであり、厚みは、18μmである。
(比較例1)
図6は、比較例1に係る差動伝送ケーブルの断面図である。比較例1の差動伝送ケーブル1aは、1対の導体2aと、1対の導体2aの外周を被覆する誘電体3aと、ドレイン線8aと、誘電体3aの外周に設けられ、ドレイン線8aと接触するように設けられるシールド4aと、これらの外周を被覆するジャケット7aとを備える。
実施例1の差動伝送ケーブル1及び比較例1の差動伝送ケーブル1aについて、以下の特性評価をした。なお、差動インピーダンス、同相インピーダンスは、TDR法(Time Domain Reflectometry:時間領域反射)によって測定した。ペア内スキューは、TDR法によるステップパルスを差動伝送ケーブルに入力し、差動伝送ケーブルを通過する波形から測定した。また、モード変換量及び差動信号の伝送損失は、ネットワークアナライザによって測定した。
(差動インピーダンスの評価)
図7は、実施例1に係る差動伝送ケーブルの差動インピーダンスを示す特性図であり、図8は、比較例1の差動伝送ケーブルに係る差動インピーダンスを示す特性図である。ここで、差動伝送ケーブルの一般的な仕様において、差動伝送ケーブルの製造ばらつきによって差動インピーダンスが10%程度ばらつくことが想定されている。図7、8から、実施例1の差動伝送ケーブル1と比較例1の差動伝送ケーブル1aとの差動インピーダンスの差は、製造ばらつきの範囲内に収まっている。
(同相インピーダンスの評価)
図9は、実施例1及び比較例1に係る差動伝送ケーブルの同相インピーダンスを示す特性図である。同相インピーダンスの値は、インピーダンス波形の立ち上がり直後の値に現れる。図9のA1で示すように、実施例1の差動伝送ケーブル1の同相インピーダンスの値は、約140Ωである。これに対し、図9のA2で示すように、比較例1の差動伝送ケーブル1aの同相インピーダンスの値は、約110Ωである。このことから、実施例1の同相インピーダンスが比較例1よりも増加していることが確認された。
(差動信号の伝送損失、同相信号の伝送損失の評価)
図10は、実施例1に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失、及び差動信号から同相信号へのモード変換量を示す特性図であり、図11は、比較例1に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失、及び差動信号から同相信号への変換量を示す特性図である。図12は、実施例1及び比較例1に係る差動伝送ケーブルの同相信号の伝送損失を示す特性図である。
図10と図11の差動信号の伝送損失の値から、実施例1の差動伝送ケーブル1の差動信号の伝送損失は、図示する0〜5GHzの領域で比較例1の差動伝送ケーブル1aと大きな差が見られない。そのため、実施例1の差動伝送ケーブル1は、差動信号の伝送損失を増加させないものであると確認された。
図12から、比較例1の差動伝送ケーブル1aよりも0〜2GHzの範囲で実施例1の差動伝送ケーブル1は、同相信号の伝送損失の絶対値が増加していることから、実施例1の差動伝送ケーブル1は、差動伝送ケーブル1aと比較して同相信号の伝送損失を増加させるものであると確認された。
(差動信号から同相信号へのモード変換量の評価)
図10と図11の差動信号から同相信号へのモード変換量の値から、差動伝送ケーブル1のモード変換量を示す絶対値は、比較例1の差動伝送ケーブル1aのモード変換量と比較して、特に0〜2GHzの差動信号の周波数領域でモード変換量の絶対値が増加している。すなわち、実施例1のモード変換量が比較例1と比較して減少することが確認された。
差動信号の周波数が2GHz以上の領域では、実施例1の差動伝送ケーブル1のモード変換量の絶対値の増加が見られないが、これは図12に示すように、差動伝送ケーブル1、1aの同相信号の伝送損失が2GHz以上の領域で大きくなるからである。そのため、2GHz以上の範囲でもモード変換量の値が減少していると予測される。
(ペア内スキューの評価)
表1に実施例1及び比較例1の差動伝送ケーブルのペア内スキューを測定した実測値及び換算値を示す。なお、表1の実測値及び換算値は、ペア内スキューを計測する計測治具の誤差5psを含むため、実測値及び換算値は、表1中の値よりも小さいことが予測される。
Figure 0005214056
表1から、実施例1の差動伝送ケーブル1は、比較例1の差動伝送ケーブル1aと比較して、ペア内スキューの実測値、換算値で比較例1を基準に84.8%低減することが確認された。
(入力信号に対する出力信号のペア内スキューの評価)
実施例1及び比較例1の差動伝送ケーブル1、1a(ケーブル長1.0m)にペア内スキューを生じさせた差動信号を入力し、入力した差動信号に対する出力信号のペア内スキュー量を測定した。表2に実施例1及び比較例1の差動伝送ケーブルに入力した差動信号のペア内スキューの値と、入力した差動信号に対する出力した差動信号のペア内スキューの実測値を示す。
Figure 0005214056
表2から、比較例1の差動伝送ケーブル1aでは、入力信号のペア内スキューが増加するにつれて、出力信号のペア内スキューの値が7〜91psに増加しているのに対し、実施例1の差動伝送ケーブル1では、入力信号のペア内スキューが増加しても出力信号のペア内スキューの値は、ほぼ一定である。すなわち、実施例1の差動伝送ケーブル1は、入力信号のペア内スキューを除去した差動信号を出力することが確認された。
第2の実施の形態の差動伝送ケーブル1Aに適用した接続方法の実施例2について、差動伝送ケーブル1Aに適用した接続方法の比較例2と比較しながら説明する。表3に実施例2と比較例2の接続の方法の相違について示す。なお、実施例2及び比較例2の差動伝送ケーブル1Aの絶縁層5、9の材質は、ポリエステルであり、その厚みは、それぞれ18μm、24μmである。
Figure 0005214056
表3に示すように、実施例2と比較例2は、第1のシールドがグランドに接続しているか否かで相違する。また、実施例2と比較例2は、ドレイン線8についても同様にグランドに接続しているか否かの相違を有する。
(同相インピーダンスの評価)
図13は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルの同相インピーダンスを示す特性図である。実施例2の差動伝送ケーブル1Aの同相インピーダンスは、図13のA3で示すように、約155Ωである。これに対し、比較例2の差動伝送ケーブル1Aの同相インピーダンスは、図13のA4で示すように、約120Ωである。このことから、実施例2は、比較例2と比較して同相インピーダンスが増加することが確認された。
(差動信号の伝送損失の評価)
図14は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルの差動信号の伝送損失を示す特性図である。図14から、実施例2の差動信号の伝送損失は、図示する0〜5GHzの領域で比較例2と大きな差は見られないことから、実施例2でも差動信号の伝送損失が増加しないことが確認された。
(差動信号から同相信号への変換量の評価)
図15は、実施例2及び比較例2に係る差動伝送ケーブルのモード変換量を示す特性図である。図15から、実施例2は、比較例2と比較して、特に0〜2.5GHzの範囲でモード変換量の絶対値が増加していることが確認された。
(ペア内スキューの評価)
表4に実施例2及び比較例2の差動伝送ケーブルのペア内スキューを測定した実測値及び換算値を示す。
Figure 0005214056
表4から、実施例2は、比較例2と比較して、ペア内スキューの実測値、換算値でペア内スキューが比較例2を基準として53.7%低減できることが確認された。
[変形例]
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、複数の対となる導体2を、等間隔に誘電体3により配置し、その外周に第1、第2のシールド4、6を設ける構成としてもよい。
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素のうち一部を除くことも可能である。例えば、第2の実施の形態の差動伝送ケーブル1Aのドレイン線8、信号線11、及び絶縁層5又は絶縁層9のどちらかを有しない構成としても良い。
1、1a、1A、1B 差動伝送ケーブル
2、2a 導体
3,3a 誘電体
4 第1のシールド
4a シールド
5、9 絶縁層
6 第2のシールド
7、7a ジャケット
8、8a ドレイン線
10 差動信号線
11 信号線
30 コネクタ
31、32、33 端子
40 コネクタ
41、42、43 端子
61 金属箔
62 金属素線
100 電気機器
101 トランシーバ
102 シグナルグランド
103 フレームグランド
200 電気機器
201 レシーバ
202 シグナルグランド
203 フレームグランド


Claims (6)

  1. 差動信号を伝送する1対の導体を第1の接点に接続し、
    前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドを電気的にどこにも接続しない状態で前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドを第2の接点に接続する、
    差動伝送ケーブルの接続方法。
  2. 差動信号を伝送する1対の導体を第1の接点に接続し、
    前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールド及び前記第1のシールドと接触するドレイン線を電気的にどこにも接続しない状態で前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドを第2の接点に接続する、
    差動伝送ケーブルの接続方法。
  3. 差動信号を伝送する1対の導体と、
    前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられ、電気的にどこにも接続しない第1のシールドと、
    前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドとを備え、
    前記第1のシールドと前記第2のシールドとの間に設けられた前記絶縁層の材質又は前記絶縁層の厚みを選択することによって同相インピーダンスを制御する、
    差動伝送ケーブル。
  4. 差動信号を伝送する1対の導体と、前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドと、前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドとを有するケーブル本体と、
    前記1対の導体に接続された信号用端子と、前記第2のシールドに接続するグランド端子を有し、前記第1のシールドが電気的にどこにも接続しないように、前記ケーブル本体の少なくとも一方の端部に設けられたコネクタと、を備えた
    差動伝送ケーブル。
  5. 差動信号を伝送する1対の導体と、前記1対の導体の外周に誘電体層を介して設けられた第1のシールドと、前記第1のシールドと接触するドレイン線と、前記第1のシールドの外周に絶縁層を介して設けられた第2のシールドとを有するケーブル本体と、
    前記1対の導体に接続された信号用端子と、前記第2のシールドに接続するグランド端子を有し、前記第1のシールド及び前記ドレイン線が電気的にどこにも接続しないように、前記ケーブル本体の少なくとも一方の端部に設けられたコネクタと、を備えた
    差動伝送ケーブル。
  6. 請求項3から5の何れか1項に記載の差動伝送ケーブルを備えた電気機器。
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