NL7905279A - Verbindingskabel in digitale systemen. - Google Patents

Description

r ·' ·· N.V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN- te EINDHOVEN PHN 9514

Verbindingskabel in digitale systemen.

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische verbindingskabel in digitale systemen, -welke een centrale koaxiaalader bevat, om welke meerdere koaxiaaladers zijn samengeslagen, waarbij iedere koaxiaal-5 ader voorzien is van een centrale geleider, een om de centrale geleider aangebracht dielektrikum en een om het dielektrikum gelegen buitengeleider, alsmede een omhulling die een uit isolatiemateriaal vervaardigde buitenmantel bevat.

10 Verbindingskabels van dit type zijn bedoeld om elektrische circuits in digitale systemen elektrisch te verbinden, waarbij via de verbindingskabels signalen van het ene naar het andere circuit worden overgebracht.

Voorbeelden van digitale systemen zijn 15 bijvoorbeeld computerinstallaties maar vooral ook telefooncentrales.

De door een verbindingskabel te overbruggen· afstand varieert globaal van één tot enkele tientallen meters. De totaal benodigde kabellengte in bijvoorbeeld 20 een moderne door computers bestuurde telefooncentrale ligt in de ordegrocfcte van enkele kilometers. Hierbij vormen de verschillende verbindingskabels ingewikkelde en volumineuze kabelbomen die in kabelgoten tussen en langs de grote hoeveelheid rekken lopen waarin de te verbinden elektrische componenten zoals printpanelen zijn 7905279 r 2 PHN 951^ ondergebracht.

Het is bekend om de verschillende componenten met behulp van enkelvoudige koaxiaalkabels, die een centrale geleider, een dielektrikum, een buitengelei -5 der en een isolatiemantel bevatten, te verbinden. Hiertoe wordt de centrale geleider ofwel signaalader van de koaxiaalkabel verbonden met een contactpunt van een steker die op zijn beurt elektrisch verbonden is met bijvoorbeeld een aan te sluiten paneel. De buitengeleider 10 ofwel aardgeleider van de koaxkabel wordt verbonden met een naastliggend contactpunt, ook wel aardcontact genoemd, van de steker. Indien meerdere signalen moeten worden overgebracht zijn evenzovele enkelvoudige koaxkabels nodig die alle op cle bovenaangegeven wijze verbonden 15 worden met naast elkaar liggende contactpunten van dezelfde steker.

De toepassing van afzonderlijke koaxkabel-tjes heeft verschillende bezwaren. In de eerste plaats moet de buitenmantel en het dielektrikum van iedere 20 koaxkabel gedeeltelijk worden verwijderd teneinde de centrale geleiders en de buitengeleiders te verbinden met de respectievelijke contactpunten van de aansluit-steker. Vooral de verbinding van de buitengeleiders met de aardcontacten van de steker is bewerkelijk omdat 25 iedere buitengeleider apart voorzien moet worden van een aardverbinding zoals een aan de buitengeleider vastgesoldeerd metaaldraadje dat verbonden wordt met het steker-contactpunt. Tengevolge van zelfinductie van deze aard-verbindingen die ieder afzonderlijk verbonden zijn met 30 een geïsoleerde koaxkabel, is het signaalgedrag van de verbindingskabel niet optimaal.

Een ander ernstig bezwaar is de ongunstige ruimtelijke ordening van de afzonderlijke koaxkabeltjes. Veelal worden de kabels door middel van klemringen 35 gebundeld tot relatief volumineuze bundels die nogal wat praktische problemen geven bij doorvoering in paneel-rekken.

Er zijn voorts verbindingskabels in de 7905279 PHN 951^ 3 handel waarbij meerdere niet geïsoleerde koaxiaaladers „ zijn samengeslagen om een centrale koaxiaalader en ge meenschappelijk zijn omgeven met een isolatiemantel.

De ruimtelijke ordening is verbeterd in vergelijk met 5 het bovenvermelde systeem van afzonderlijke coaxkabels.

De buigzaamheid en ook het signaalgedrag laten duidelijk te wensen over. De buitengeleiders van de bekende verbin-dingskabel worden gevormd door metaalfolies of gemetalliseerde kunststoffolies, zoals een polyesterfolie welke 10 voorzien is van een opgedampt laagje aluminium.

Gebleken is dat geen optimaal elektrisch contact tussen de buitengeleiders aanwezig is. Zo treedt tussen de folies een weerstand van ongeveer 5 Ohm op. Bovendien is de zelfinduetie van de folies te hoog 15 waardoor bij transmissie van hoogfrequente signalen de demping sterk toeneemt. Voorts moet worden bedacht dat om de centrale koaxiaalader slechts zes identieke koaxiaaladers, dat wil zeggen, aders met dezelfde afmetingen en impedantie, in één laag kunnen worden 20 samengeslagen zodat de éénlaagskabel in totaal zeven koaxiaaladers bevat. Nu worden vele installaties en centrales binair bestuurd waarbij het aantal verbindingslij-nen machten van twee zijn zoals 4, 8, 16 enzovoorts. In dit opzicht is een verbindingskabel met zeven koaxiaal-25 aders onrendabel;

De huidige uitvinding beoogt een elektrische verbindingskabel te verschaffen welke voornoemde bezwaren niet vertoont.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding 30 ten doel een verbindingskabel te verschaffen die weinig volumineus is in verhouding tot het aantal koaxiaaladers en voorts een goede buigzaamheid vertoont zodat de kabel gemakkelijk door rekken kan worden getrokken.

Een ander doel is een kabel van koaxiaal-35 aders te realiseren waarbij de buitengeleiders een onderling goed elektrisch contact vertonen en dientengevolge een optimale signaaltransmissie verwezenlijkt wordt.

7905279 PHN 9514 k

Nog een andere doelstelling is een kabel te verschaffen die op eenvoudige^wijze met een aansluit-steker kan worden verbonden en waarbij met name geen aparte op de buitengeleiders van de koaxiaaladers 5 te monteren (solderen) aardverbindingen benodigd zijn.

Deze doelstellingen worden volgens de uitvinding bereikt met een elektrische verbindingskabel van het in. de aanhef genoemde type welke hierdoor gekenmerkt is dat om de buitengeleider van de centrale koaxiaalader 10 een kring van samengeslagen draden van elektrisch geleidend materiaal is aangebracht.

De samengeslagen draden van geleidend materiaal zijn bij voorkeur vervaardigd uit metaal zoals bijvoorbeeld koper of vertind of verzilverd koper. De 15 kring van samengeslagen draden bewerkstelligt een goed elektrisch contact tussen de buitengeleiders van de koaxiaaladers en beïnvloeden de buigzaamheid van de verbindingskabel in een sterk positieve zin. Door één van de de samengeslagen draden te aarden zijn/gehele kring en 20 tevens alle buitengeleiders geaard. De zelfinduetie van de aardverbinding in de afwerking van de kabel kan .nog verkleind worden door meerdere van de samengeslagen draden te aarden.

De centrale geleider van iedere koaxiaal-25 ader is eveneens vervaardigd uit metaal zoals koper of vertind of verzilverd koper. Het verdient de voorkeur om de materiaalsoort van de kring van samengeslagen draden en die van de centrale geleiders zodanig te kiezen dat de samengeslagen draden visueel te onderscheiden zijn 30 van de centrale geleiders. Zo kan men bijvoorbeeld als centrale ^Leider een koperdraad kiezen en de samengeslagen draden vervaardigen uit vertind of verzilverd koper. Het omgekeerde kan natuurlijk ook. Het is vanzelfsprekend dat de kring van samengeslagen draden en de centrale 35 geleiders ook op basis van dikteverschillen onderscheiden kunnen worden.

Het dielektrikum van ieder koaxiaalader is van het gebruikelijke type en kan bijvoorbeeld be- 7905279 5 PHN 9514 staan uit een om de centrale geleider geëxtrudeerde mantel van kunststof* zoals polyethyleen of zijn samengesteld uit meerdere lagen zoals een binnenmantel van polyethyleen een een buitenmantel van polytetrafluorethyleen.

5 De buitengeleider is eveneens van een ge bruikelijk soort zoals een longitudinaal of transversaal gewikkelde metaalfolie, of gemetalliseerde kunststof-folie of bij voorkeur een vlechtwerk (braid) van metaal-draadjes in het bijzonder koperdraden.

10 De buitenmantel is uit kunststof zoals PVC

vervaardigd.

In een voorkeursvorm van de verbindings-kabel volgens de uitvinding bevat de kring van samengeslagen draden - tenminste evenveel draden als het totale 15 aantal koaxiaaladers. De draden kunnen bij het bevestigen van de kabel op een aansluitsteker direkt verbonden worden met de respectievelijke aardcontacten. Er zijn geen aparte op de buitengeleiders van de koaxiaaladers aan te sluiten aardverbindingen nodig.

20 Het is hierbij voordelig dat de samen geslagen draden visueel te onderscheiden .zijn van de eveneens op de steker aan te sluiten centrale geleiders (signaaladers).

In een verdere voorkeursvorm wordt de 25 diameter van de samengeslagen draden zodanig gekozen dat om de kring van de samengeslagen draden zeven koaxiaaladers die identiek zijn aan de centrale koaxiaalader in één laag zijn samengeslagen.

De kabel volgens deze voorkeursvorm 30 is een compacte, dat wil zeggen, weinig volumineuze kabel met acht identieke koaxiaaladers hetgeen vooral van belang is bij toepassing in de eerder genoemde binair gestuurde installaties of centrales. De gewenste diameter van de samengeslagen draden kan afhankelijk van de dikte 35 van de koaxiaaladers op eenvoudige wijze worden uitgerekend. Een getallenvoorbeeld is vermeld in de aan het eind van de beschrijving opgenomen figuurbeschrijving.

Een zeer goede verbindingskabel volgens de 7905279 sr PHN 9514 r 6 uitvinding wordt verkregen indien de kring van samengeslagen draden begrensd wordt door uit een vlechtwerk van metaaldraden samengestelde buitengeleiders van de koaxiaaladers.

g Een dergelijke combinatie van samengeslagen draden en buitengeleiders leidt tot een kabel met zowel goede elektrische als mechanische (buigzaamheid) eigenschappen. Zonder de kring van samengeslagen draden zou met name de buigzaamheid van de kabel sterk verminderd 10 zijn vanwege de grote wrijving tussen de uit een vlechtwerk bestaande buitengeleiders. Indien de buitengeleider een vlechtwerk van metaaldraden is, verdient het aanbeveling een gelaagde omhulling aan te brengen zoals een gewikkelde folie van bijvoorbeeld polyester met een 15 daaromheen geëxtrudeerde buitenmantel van bijvoorbeeld PVC. De polyesterfolie zoals bijvoorbeeld een Mylarfolie drukt de eventueel uitstekencb metaaldraadjes van het vlechtwerk naar binnen zodat deze de buitenmantel niet kunnen beschadigen.

20 De uitvinding wordt aan de hand van de tekening als volgt toegelicht waarbij de figuur een dwarsdoorsnede is van een verbindingskabel volgens de uitvinding.

In de figuur is met het verwijzingscijfer 1 25 een centrale koaxiaalader weergegeven die bestaat uit een centrale geleider 2 van verzilverd koper met een diameter van 0,25 mm. Om de centrale geleider 2 is een eerste dielektrisch laagje 3 van gekleurd polytetrafluor-ethyleen aangebracht, en een tweede laagje k van trans-30 parant polyethyleen. Laagje 4 is omgeven door een vlechtwerk 5 van koperdraadjes welke de buitengeleider van koaxiaalader 1 vormt. De diameter van koaxiaalader 1 over de buitengeleider is 1,6 mm. Rondom de centrale koaxiaalader 1 is een kring van 16 samengeslagen vertinde 35 koperdraden 6 aangebracht. De diameter van vertinde koperdraden 6 is 0,25 mm. De diameter van koaxiaalader 1 en de kring van vertinde koperdraden 6 is 2,1 mm. Om vertinde koperdraden 6 zijn zeven koaxiaaladers samengeslagen 790 5 2 79 PHN 9514 7 die weergegeven zijn met de verwijzingscijfers 7-13· ... De aders 7-13 zijn identiek aan de centrale koaxiaalader 1 met dit verschil dat de kleur van het polytetrafluorethy-leenlaagje van iedere ader verschillend is. De centrale 5 geleider, dielektrische laagjes en buitengeleiders van de koaxiaaladers 7-13 zijn met dezelfde verwijzingscijfers 2-5 aangeduid als toegepast bij de centrale koaxiaalader 1. Over het geheel van koaxiaaladers 7-13 is een isolerende omhulling 14 aangebracht welke bestaat uit een gewikkel-10 de polyesterfolie 15 en een buitenmantel 16 van PVC. Opgemerkt wordt dat tussen koaxiaaladers 7 en 8 een litze van staaldraden 17 is aangebracht welke bij automat erische verwerking van de kabel als herkenningsteken voor de volgorde van de koaxiaaladers 7-13 dient. De 15 buitendiameter van de verbindingskabel volgens de figuur is 0,6 mm. De impedantie bedraagt 73+5 Ohm bij 1 MHz.

De capaciteit van de kabel bij 800 Hz is 73 + 5 pF/m.

De demping bij 10 MHz is kleiner dan 10 dB per 100 m.

20 25 30 35 7905279

Claims (3)

1. Elektrische verbindingskabel in digitale systemen, welke een centrale koaxiaalader bevat, om welke meerden® koaxiaaladers zijn samengeslagen, waarbij iedere koaxiaalader voorzien is van een centrale geleider, 5 een om de centrale geleider aangebracht dielektrikum en een bm het dielektrikum gelegen buitengeleider, . alsmede een omhulling die een uit isolatiemateriaal vervaardigde buitenmantel bevat, met het kenmerk, dat om de buitengeleider van de centrale koaxiaalader een 10 kring van samengeslagen draden van elektrisch geleidend materiaal is aangebracht.

2. Elektrische verbindingskabel volgens conclusie 1 , met het kenmerk, dat de kring tenminste evenveel draden bevat als het totale aantal koaxiaaladers. 15

3· Elektrische verbindingskabel volgens con clusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de diameter van de ’*£ samengeslagen draden zodanig gekozen is dat om de kring van samengeslagen draden zeven koaxiaaladers die identiek zijn aan de centrale koaxiaalader in één laag 20 zijn samengeslagen. k. Elektrische verbindingskabel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de kring van samengeslagen draden begrensd wordt door uit een vlechtwerk van metaaldraden samengestelde buitengeleiders van de koaxiaaladers. 7905279