KR20020000885A - 평형 전송 쉴드케이블 - Google Patents

Abstract

평형 전송 쉴드케이블은 내측 도전성 쉴드(3)와 내측 도전성 쉴드를 포위하고 있는 외측 도전성 쉴드(5)를 포함한다. 양 쉴드(3,5) 사이의 환형의 영역(A)에 있어서, 신호전송용 비 쉴드 트위스트 쌍선과 쉴드 드레인 선(6)은 환형을 이루도록 교대로 배열되고 있다.이 쉴드 드레인 선(6)은 양쉴드(3.5)와 접촉하고 외부로 뻗어 그아운드된다. 트위스트 쌍선(4)을 둘러싼 양 쉴드(3,5)와 쉴드 드레인 선(6,6)은, 트위스트 쌍선을 구성하는 도선에 대하여 대략 균일한 거리를 유지할 수 있다.

Description

평형 전송 쉴드케이블{BALANCED TRANSMISSION SHIELDED CABLE}

쉴드케이블은, 전장에 걸쳐서 물리적으로 분리되고 또한 전자기적으로 절연된 복수개의 도선으로 신호를 전송하는 전송선로로서 사용되고 있고, 예컨대, Local Area Network(LAN)에 이용하는 케이블이나, PC의 내부배선이나 외부배선에 이용하는 케이블이 있다. 이 종류의 케이블로서는, 보다 고속인 데이터 전송속도(예컨대 10수Mbps∼650Mbps의 전송속도)를 달성할 수 있는 것이 요구되고 있다.

그래서, 비쉴드 트위스트 쌍선(unshield twisted pair wires)을 이용하여, 저전압 차동신호(Low voltage Differential Signaling, 이하에서는 LVDS라고 함)를 전송하는 방식이 제안되고 있다. LVDS 전송방식에서는, 신호의 소 진폭화에 의해, 고속스위칭이 가능하고, 전송속도를 빠르게 할 수 있다. 한편, 동축케블은 고가이면서, 비평형형 전송밖에 제공할 수 없기 때문에, LVDS 전송에 이용할 수 없다.

도 4는 종래의 평형 전송 쉴드케이블을 나타낸다. 도 4를 참조하여, 평형형의 6쌍의 신호전송용의 비쉴드 트위스트 쌍선(31)과 전원 쌍선(32)이 쉴드도체(33)내에 수용되고, 이 쉴드도체(33)는 절연성의 외부피복(34)에 의해 덮여져 있다. 전원 쌍선(32)은 케이블구조의 중심에 배치되어, 6개의 트위스트 쌍선(31)은 전원 쌍선(32)의 주위에 환형으로 배치되어 있다. 각 트위스트 쌍선(31)은, 절연체(35)에 의해 피복된 한 쌍의 도선을 꼬아서 형성되어 있다. 36은 트위스트 쌍선(31)의 외곽을 나타내는 파선으로 나타낸 원이고, 37은 전원 쌍선(32)의 외곽을 나타내는 파선으로 나타낸 원이다. 전기의 쉴드도체(33)는 예컨대 브레이드선(braid wire)에 의해 구성되고, 그 단부에 있어서 케이블로부터 도출되어 외부에 접지된다.

도4의 케이블에서는, 전원 쌍선(33)과 복수의 트위스트 쌍선(31)을 단일의 쉴드도체(33)에 의해 일괄하여 쉴드하기 때문에, 구조가 간단하다는 이점이 있다. 그러나, 각 트위스트 쌍선(31)의 도선으로부터 쉴드도체(33)까지의 거리나, 다른 트위스트 쌍선의 도선까지의 거리가 케이블의 길이 방향으로 불균일하게 되어 안정한 임피던스가 얻어지지 않는다. 따라서, 신호전송용의 트위스트 쌍선(31) 사이의 누화(cross talk)를 적게 하기 곤란하다.

한편, 각 트위스트 쌍선을 쉴드하여, 그 전기장 및 자기장을 봉입하는 방법도 고려되지만, 이 경우, 제조비용이 높아진다. 또한, 저항, 캐패시턴스 및 인덕턴스의 모두가 변화되고, 이들 모두는 전송 손실을 증가시키는 결점이 있다. 예컨대 동일한 비쉴드 쌍 보다도 3배 감쇠하게 되는 경우도 있다.

본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 누화가 적은 평형 전송 쉴드케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 복수의 신호전송용의 비쉴드 트위스트 쌍선을 포함하여, 예컨대 전자기기의 기판사이의 신호전송에 이용되는 평형 전송형의 쉴드케이블에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 평형 전송 쉴드케이블의 단면도;

도 2은 본 발명의 제2 실시형태의 평형 전송 쉴드케이블의 단면도;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3 실시형태의 쉴드 드레인 선의 단면도 및 쉴드케이블의 요부의 단면도; 및

도4은 종래의 쉴드케이블의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 바람직한 형태는, 내측 도전성 쉴드와, 내측 도전성 쉴드를 포위하는 외측 도전성 쉴드와, 내측 도전성 쉴드와 외측 도전성 쉴드의 사이에 구획되는 환형의 영역과, 절연체로 피복된 쌍형의 도선을 꼬아 합쳐서 구성되는 복수의 신호전송용의 비쉴드 트위스트 쌍선과, 내측 도전성 쉴드 및 외측 도전성 쉴드에 접촉하여 이들을 접지 시키기 위한 복수의 쉴드 드레인 선을 구비하고, 비쉴드 트위스트 쌍선과 쉴드 드레인 선은, 상기 환형의 영역에 수용되고, 또한 상기 환형의 영역에 따라 한 개 또는 복수개씩 상호로 평형하게 환형을 이루도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 형태에서는, 인접하는 트위스트 쌍선사이에 내측 및 외측의 도전성 쉴드에 접촉하는 쉴드 드레인 선을 개재시킴으로써, 각 트위스트 쌍선의 주위를, 접지된 도체(즉, 양도전성 쉴드 및 트위스트 쌍선을 끼운 양 쉴드 드레인 선)에 의해, 케이블의 전장에 걸쳐 포위하고, 또한 트위스트 쌍선을 구성하는 도선으로부터 쉴드까지의 거리를 케이블의 전장에 걸쳐 대략 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 케이블의 전장에 걸쳐 신호용 트위스트 쌍선에 관해서 안정한 임피던스를 확보할 수가 있고, 또한 누화를 적게 할 수 있다.

비쉴드 트위스트 쌍선과 쉴드 드레인 선을 환형을 이루도록 복수개씩 교대로 배열하는 경우에는, 동일 조 내에서의 신호용 트위스트 쌍선 끼리의 누화는 약간 남지만, 전체에서의 누화를 각별하게 적게 할 수 있다.

상기 쉴드 드레인 선은 성형된 수지로 이루어지는 코어와 코어의 표면에 형성된 도금층으로 이루어지는 도체층을 포함하면 좋다. 이 경우 쉴드 드레인 선의경량화를 통하여 쉴드 케이블의 경량화를 꾀할 수 있다.

여기에서, 예컨대 동선등으로 이루어지는 쉴드 드레인 선을 이용하는 경우에는, 이 쉴드 드레인 선을 낀 양측의 트위스트 쌍선의 단면 형상이 부분적으로 우묵하게 들어가도록 변형되어, 이에 의해, 트위스트 쌍선의 양도선의 전기적, 구조적인 평형이 무너지는 우려가 있다.

이에 대하여, 본 형태에서는, 쉴드 드레인 선의 수지성형품으로서 부드러운 것을 채용한 경우, 쉴드 드레인 선의 단면의 윤곽의 일부가 우묵하게 들어가도록 변형하여, 트위스트 쌍선은 변형하지 않는다. 그 결과, 트위스트 쌍선이 도선의 전기적, 구조적인 평형이 유지되고, 누화를 보다 적게 할 수 있다. 도체층을 구성하는 도금층으로서는, 니켈 또는 주석을 포함하는 것을 예시할 수가 있다. 또한, 금도 사용가능 하지만, 비용을 싸게 하기 위해서는, 층두께를 얇게 해야만 하고, 도전특성이 나빠지는 염려가 있다. 코어를 성형하는 수지로서는, 아라미드(alamide)수지를 예시할 수가 있다. 도금층으로 이루어지는 도체층의 형성은, 소위 MID(Molded Interconnection Device)를 이용하여 용이하게 형성할 수가 있다.

상기 내측 도전성 쉴드는, 절연피복된 전원 쌍선을 포위하고 있으면 바람직하다. 이 경우, 전원 쌍선과 복수의 신호용 트위스트 쌍선의 사이를 내측 도체 쉴드로 차폐하여, 양자사이의 간섭을 방지할 수가 있다. 또한, 전원과 신호를 공급하여 누화가 적은 하이브리드인 쉴드 케이블을 간단한 구조로서 저렴한 비용으로 실현할 수가 있다.

본 발명이 바람직한 실시형태를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 LVDS 전송에 이용되는 평형 전송형의 쉴드 케이블의 단면도이다. 도 1을 참조하여, 본 쉴드 케이블(1)은, 단면중앙에 배치되는 전원 쌍선(2)을 보유하고, 이 전원 쌍선(2)의 주위는 내측 도체쉴드(3)에 의해 포위되어 있다. 전원 쌍선(2)은, 각각에 절연체(2a)에 의해 피복된 한 쌍의 도선이 소정의 트위스트 피치로 꼬여지게 되고, 이와 같이 절연피복 처리된 전원 쌍선(2)의 외곽 형상은, 내측 도체쉴드(3)의 내주면에 겹치는 원으로 나타낸 꼬여진 단면형상으로서 표시된다.

내측 도체 쉴드(3)의 주위에는, 복수의 비쉴드 트위스트 쌍선(4)이 환형으로 배열되고, 그 주위가 다시 한번 외측 도체 쉴드(5)에 의해 포위되고, 이 외측 도체 쉴드(5)의 주위가 다시 절연성의 외피(7)에 의해 피막된다. 각 트위스트 쌍선(4)은 각각에 절연체(4a)에 의해 피복된 한 쌍의 도선이 소정의 트위스트 피치로 꼬여지게 된다. 도 중에서, 파선의 원(4b)은, 꼬여진 단면형상으로서 표시되는 트위스트 쌍선(4)의 외곽형상이다.

6은, 내측 도전성 쉴드(3) 및 외측 도전성 쉴드(5)에 접촉하여 이들을 외부로 접지시키기 위한 쉴드 드레인 선이다. 이 쉴드 드레인 선(6)과 트위스트 쌍선(4)이, 내측 도체 쉴드(3)와 외측 도체 쉴드(5)의 사이에 구획되는 환형의 영역(A)에, 하나씩 교대로 배열되어 있다.

내측 도전성 쉴드(3) 및 외측 도전성 쉴드(5)로서는, 예컨대, 주석도금 연동선에 의한 도전성망조나, 폴리에스테르에 알루미늄박을 오버랩한 것을 예시할 수가 있다.

쉴드 드레인 선(6)으로서는, 예컨대 AWG40(직경0.03mm의 심선의 7개 꼬임으로 직경이 0.09mm)의 도선을 예시할 수가 있다.

본 실시형태에 의하면, 인접하는 트위스트 쌍선(4, 4)사이에, 내측 및 외측의 도전성 쉴드(3, 5)의 쌍방에 접촉하는 쉴드 드레인 선(6)을 개재시키게 된다. 이에 의해, 각 트위스트 쌍선(4)의 사방을 쉴드 케이블(1)의 전장에 걸쳐 내측 도전성 쉴드(3), 외측 도전성 쉴드(5) 및 한쌍의 쉴드 드레인 선(6, 6)에 의해 포위할 수가 있고, 또한, 트위스트 쌍선(4)을 구성하는 도선으로부터 접지된 도체(양 쉴드(3, 5) 및 양 쉴드 드레인 선(6, 6)에 상당)까지의 거리를 대략 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 쉴드 케이블(1)의 전장에 걸쳐 트위스트 쌍선(4)에 관해서 안정한 임피던스를 확보할 수가 있고, 트위스트 쌍선(4)으로 이루어지는 신호선 사이의 누화를 적게 할 수 있다.

또한, 전원 쌍선(2)과 복수의 신호용 트위스트 쌍선(4)과의 사이를 내측 도체 쉴드(3)로 차폐하여, 양자 사이의 간섭을 방지할 수가 있다. 전원과 신호를 공급하여 누화가 적은 하이브리드인 쉴드 케이블(1)을 간단한 구조로 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.

다음으로, 도 2는 본 발명의 제2 실시형태의 쉴드 케이블의 단면도이다. 도 2을 참조하여, 본 제2 실시형태가 제1 실시형태와 다른 것은, 제1 실시형태에서는 트위스트 쌍선(4)과 쉴드 드레인 선(6)을 하나씩 교대로 배열한 데 대하여, 본 제2 실시형태에서는, 복수개씩(예컨대 2개씩) 교대로 배열하도록 한 점이다. 이 경우, 동일조내에서의 트위스트 쌍선(4, 4) 끼리의 누화는 조금 남지만, 전체에서의 누화를 도 4에 나타낸 종래예와 비교하여 각별하게 적게 할 수 있다.

다음으로, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3 실시형태의 쉴드 드레인 선의 단면도 및 쉴드 케이블의 요부의 단면도를 각각 나타낸다. 본 제3 실시형태는, 제1 실시형태에 대해서 쉴드 드레인 선만을 변경하고 있다.

도 3a에 나타내는 바와 같이, 본 제3의 실시의 형태의 쉴드 드레인 선(8)은, 사출 성형된 합성수지로 이루어지는 코어(9)의 표면에 도금층으로 이루어지는 도체층(10)이 형성된 것으로 이루어진다. 도체층(10)을 구성하는 도금층으로서는, 니켈, 주석 또는 금을 포함하는 것을 예시할 수가 있다. 코어(9)를 성형하는 수지로서는, 아라미드 수지를 예시할 수가 있다. 도금층으로 이루어지는 도체층(10)의 형성은, 소위 MID(Molded Interconnection Device)기술을 이용하여 쉽게 형성할 수가 있다.

본 제3 실시형태에 의하면, 수지를 이용하는 쉴드 드레인 선(8)의 경량화를 통하여 쉴드 케이블의 경량화를 꾀할 수 있다. 또한, 쉴드 드레인 선(8)의 수지 성형품으로 이루어지는 코어(9)로서 부드러운 것을 채용한 경우, 쉴드 드레인 선(8)과 트위스트 쌍선(4)의 사이에 압압력이 발생했을 때에, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 쉴드 드레인 선(8)의 단면의 윤곽의 일부가 우묵하게 들어가도록 변형되고, 트위스트 쌍선(4)은 변형되지 않는다. 그 결과, 트위스트 쌍선(4)의 도선의 전기적, 구조적인 평형이 유지되고, 누화를 보다 적게 할 수 있다.

본 발명은 상기 각 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 제3 실시형태의 쉴드 드레인 선을 제2 실시의 형태에 적용할 수도 있다. 기타, 본 발명의 범위에서 여러가지의 변형이 가능하다.

본 발명에 따른 쉴드케이블은, LAN에 이용하는 케이블이나, PC의 내부배선이나 외부배선에 이용하는 케이블로 사용되어, 고속의 데이터 전송속도를 달성할 수 있다.

Claims (5)

1. 내측 도전성 쉴드와,

   내측 도전성 쉴드를 포위하는 외측 도전성 쉴드와,

   내측 도전성 쉴드와 외측 도전성 쉴드 사이에 구획되는 환형의 영역과,

   절연체로 피복된 쌍형의 도선을 꼬아 합쳐서 구성되는 복수의 신호 전송용의 비 쉴드 트위스트 쌍선과,

   내측 도전성 쉴드 및 외측 도전성 쉴드에 접촉하여 이들을 접지시키기 위한 복수의 쉴드 드레인 선을 구비하고,

   비 쉴드 트위스트 쌍선과 쉴드 드레인 선은, 상기 환형의 영역에 수용되며, 또한 상기 환형의 영역에 따라 1개 또는 복수개씩 교대로 나열되어 환형을 이루도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 평형 전송 쉴드케이블.
2. 제 1항에 있어서, 상기 쉴드 드레인 선은 성형된 합성 수지로 이루어지는 코어와, 코어의 표면에 형성된 도금층으로 이루어지는 도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 전송 쉴드케이블.
3. 제 2항에 있어서, 상기 쉴드 드레인 선의 단면의 윤곽의 일부는 인접하는 비 쉴드 트위스트 쌍선에 압압되어서 우묵하게 들어가는 것을 특징으로 하는 평형 전송 쉴드케이블.
4. 제 1항에 있어서, 상기 내측 도전성 쉴드는 절연 피복된 전원쌍선을 포위하고 있는 것을 특징으로 하는 평형 전송 쉴드케이블.
5. 제 1항에 있어서, 상기 비쉴드 트위스트 쌍선에는 저전압 작동신호가 흐르는 것을 특징으로 하는 평형 전송 쉴드케이블.