NO871432L - Overfoeringskabel. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av en elektrisk overføringsledning innbefattende en primærleder hvor den karakteristiske impedansen langs ledningens lengde er lav enda ledningen kan bli avsluttet ved å anvende standard til-koblingskontaktutstyr. Oppfinnelsen er spesielt nyttig for loddefri tvunnet forbindelse for trykte kretskort eller pane-ler og for tvunnede ledninger og enkeltledningsforbindelser.

Tidligere var overføringsledninger med en lav impedans (mindre enn 100 ohm) ikke tilgjengelig for bruk med standard tilkob-lingsutstyr. En primærleder med en diameter større enn 0,508 mm måtte typisk bli valgt for å tilveiebringe en lav karakteristisk impedans. Kun en tynn vegg med isolasjon kunne bli tvunnet rundt primærlederen uten å øke den karakteristiske impedansen. Siden kun en tynnvegget isolasjon kunne bli anvendt, var der en dårlig gjennomskjæringsmotstand til denne ytre veggen med isolasjon, og der ville være andre avrivnings- henholdsvis fjerningsvanskeligheter.

På grunn av den lave gjennomskjæringsmotstanden og avgnid-ningsmotstanden til disse tynne yter isolasjonsveggene har det ofte vært nødvendig å påføre en beskyttende mantel over ledningen. Dette øker ytterligere fjerneproblemet da mante-len først må bli fjernet i løpet av tilkoblingen. I løpet av fjerningen er primærelederen ofte ødelagt av fjernebladet. Disse vanskelighetene er blitt eliminert eller i det minste vesentlig redusert ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en elektrisk overføringsledning som innbefatter en primærleder med en diameter på mindre enn 0,508 mm tvunnet med i det minste et sjikt av et materiale kjennetegnet ved at materialet innbefatter et ledende sjikt i kontinuerlig kontakt med primærlederen, idet primærlederen og det tvunnede ledende sjiktet er ytterligere omhyllet av i det minste et sjikt med isolerende film, slik at den totale overføringsledningen opprettholder en karakteristisk impedanse under 100 ohm.

Siden siste sjiktet med ledende materiale, som kan være en ledende folie eller en ledende folie laminert med til et substratsjikt, er i kontkat med primærlederen, blir den effektive elektriske diameteren til primærlederen øket.

Et ytre sjikt med isolasjon kan bli påført over folien og primærlederen.

Folien eller folielamineringen kan bli påført enten ved spiralomhyllingen eller ved omvikling i lengderetningen og rundt primærlederen. Oppfinnelsen gir en ønsket karakteristisk impedanse langs ledningens lengde og tillater en lett fjerning for standardtilkobling og øker gjennomskjæringsmotstanden.

Oppfinnelsen skal nå bli beskrevet nærmere ved hjelp av eksempel med henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av et tverrsnitt av en enkel-isolert ledning i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av et tverrsnitt av et tvunnet par med isolerte ledninger i samsvar med oppfinnelsen . Fig. 3 viser en kurvemessig fremstilling og forholdet mellom impedansen og forholdet D/d hvor D er diameteren til den isolerte ledningen og d er den aaktuelle diameteren til lederen.

Den foreliggende oppfinnelse er den elektriske diameteren

til en primærleder på mindre enn 0,508 mm øket ved å vikle rundt en ledende folie eller en ledende folie laminert til et substrat på primærlederen, idet folien er i kontakt med lederen. Dette kan bli tilveiebragt ved konvensjonell tvinne-forbindelseteknikk og -utstyr.

Primærlederen med ledende folie eller laminert i kontakt med den er istand til å opprettholde en lav karakteristisk impedans og kan fremdeles være forenlig med standard tilkob-lingsutstyr og trykte kretskort.

Et tykt sjikt med ytre isolasjon kan bli påført over den tvunnede primærlederen og vil ikke påvirke den karakteristiske impedansen. Dette gir en øket gjennomskjæringsmotstand. Konvensjonelle fjerneutstyr kan bli anvendt med den tvinnings-omhyllede ledningen, og det tykkere sjikt til den ytre isolasjonen blir lett fjernet for tilkobling. Oppfinnelsen gir også fordeler for anvendelse ved vanlig elektronisk utstyr. Primærlederen med en diameter på mindre enn 0,508

mm er forenlig med tilkoblingen og gittermellomrom til et trykt kretskort på 0,16 cm 2 terminaler med gittermellomrom på 0,2 54 cm.

En utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt som en enkel-justert ledning eller en dobbeltisolert ledning kan bii tvunnet sammen og bli anvendt som et par med tvunnede ledninger.

Med henvisning til tverrsnittet vist på fig. 1, er et ledende metallfolielaminat, bestående av et metallfoliebelegg 2 på

en laminær bærer 1, spiralmessig viklet rundt en primærleder 3 med metallfolien 2 vendt inn mot og i kontinuerlig kontakt med primærlederen 3 og som danner elektrisk kontakt mellom primærlederen 3 og folien 2. Det foretrukne metallfolielami-natet innbefatter aluminiumfolie bundet med polyester eller polyimidbasis-film 1 eller aluminiumfolie bundet med en film av ekspandert polytetrafluoretylen 1. Primærlederen 3 kan ha en enkel vikling av metallfolie eller den kan være av flere vindinger avhengig av ønsket tykkelse på veggen, som vist på fig. 1. Ytterligere isolasjon 4, om nødvendig, er påført på toppen av den metallfolielaminerte omhyllingen.

Fig. 2 viser et tverrsnittriss av et tvunnet par med isolerte ledninger ved hvilke et ledende metallfolielaminat, som består av metallfolie 12 på en laminær bærer 10, er spiralt viklet rundt hver primærleder 13 med metallfolien 12 vendt mot led-ningene og i kontinuerlig kontakt med primærlederen 13 som danner elektrisk kontakt mellom primærlederen 13 og folien 12.

Ytterligere isolasjon 14, om nødvendig, er påført på toppen av metallfolielaminatomhyllingen.

Fig. 2 viser begynnelsesdiameteren til primærlederen 13

lik d-^. Når den ledende metallfolien er viklet rundt hver leder er den effektive elektriske diameteren øket og blir målt som d f^. Uten den ledende omhyllingen er den primære lederens viktige diameter d^også dens effektive elektriske diameter. Ytterligere isolasjon 14 kan bli påført over toppen av metallfolielaminatomhyIlingen. Den totale diameter til lederen 13 viklet rundt folien 12, bæreren 10 og den ytre isolasjonstildekningen 14 er målt som D. Den karakteristiske impedansen Z er logaritmisk i forhold til diameteren for den isolerte ledningen med forholdet D/d. Hvor oppfinnelsen anvendes, blir primærlederens diameter d erstattet av & eff Ved å anvende foreliggende oppfinnelse blir den karakteristiske impedansen redusert på grunn av den effektive elektriske diameteren til primærlederen øket.

Ved en foretrukket utførelsesform kan den ytterligere isolasjonen 14 være en polyesterfilm eller en polymidbasert film isolasjon. Denne ytterligere isolasjonen kan bli påført ved ekstrudering eller ved ytterligere omhylling til en ønsket utvendig diameter. Den gjennomgående motstanden blir øket ved tillegging av denne isolasjonen.

Eksempel 1.

Eksisterende loddefri tvinning på en primærleder og en primærleder tvunnet i samsvar med foreliggende oppfinnelse, for en enkel 50 ohm isolert ledning er satt mot hverandre. En endelig ytre diameter på ledningen lik 0,498 mm er ønskelig da dette er optimal størrelse for automatisk fjerningsutstyr.

Ved å anvende konvensjonell teknologi ble en enkel 28(1)

AWG (American Wire Gauge) primærleder med en diameter på

0,32 mm, delektrisk konstant E=3.1og en karakteristisk impedans på 50 ohm dekket av et ytre sjikt med polyesterfilmiso-

Den endelige diameteren var da 0,358 mm, som øker den karakteristiske impedansen. Et D/d forhold på 1,12 ble beregnet med henvisning til fig. 3.

Ved å anvende foreliggende oppfinnelse ble en enkel 28(1)

AWG primærleder med virkelig diameter 0,32 mm tvunnet med

3 sjikt aluminiumfolielaminert tape hvorved folien var i konstant fysisk kontakt med primærlederen. Et ytre sjikt med polyesterfilmisolasjon ble påført over primærlederfolie-kombinasjonen. Den endelige diameteren på denne utførelses-formen var 0,498 mm.

Ved å vikle folien rundt primærlederen ble diameteren på primærlederen på 0,32 mm øket til en effektiv elektrisk diameter på 0,445 mm. Den karakteristiske impedansen ble opprett-holdt på 50 ohm og den resulterende ledningen hadde en beregnet D/d forhold på 1.13.

Følgende sammenfattede resultater av de beregnede ytre vegg-tykkelsene og gjennomskjæringsradiusen til buen for både en konvensjonell loddefri tvunnet kobling på en primærleder og foreliggende oppfinnelse er vist på tabellen. En isolert ledning med en ytre veggtykkelse på 0,019 mm passer ikke standard automatiserte fjernemaskiner. Standard-ledningenkutteutstyret er ikke istand til å kutte inni, gripe og trekke ut den ytre omhyllingen uten å skade primærlederen. En radius på buen på 0,179 møter heller ikke konvensjonelie ledningsgjennomskjæringskrav.

Foreliggende oppfinnelse gir derimot en primærleder med

en øket elektrisk diameter og øket ytre veggdiameter og gjennomskjæringsradius til buen slik at standardautomati-serte fjernemaskiner kan bli anvendt.

Eksempel 2.

En sammenligning lignende den beskrevet ved eksempel 1

ble også gjort" med en 28(i) AWG primærleder med en aktuell diameter på 0,32 mm, dielektrisk konstant E=3.1 og en karakteristisk impedans på 55 ohm. Her ble D/d forholdet funnet å være 1.15 med henvisning til fig. 3.

Test-data ble akkumulert og beregninger gjort, hvor lignende de beskrevet i eksempel 1 fremkom. Testresultatene er sammenfattet i tabell 2 En fagmann på området vil her se at oppfinnelsen i sin helhet tillater impedansen å forbli 55 ohm, men yter vegg og gjen-nomskjæringsradiuser er øket med 39% og kan bli anvendt med eksisterende lednings-avisoleringsutstyr.

Eksempel 3.

Eksisterende loddefri tilkobling av primærledere og foreliggende oppfinnelse for et 75 ohm tvunnet par isolerte ledninger blir sammenlignet. En ytre diameter på 0,495

mm er ønskelig ved at dette er optimal størrelse for den automatiske lednings-avisoleringsmaskinen.

Ved å anvende konvensjonell teknologi ble et par med 30(1) AWG primærledere med begynnelsesdiameter på 0,257, dielektrisk kontakt på 3.12, karakteristisk impedanse på 75 ohm ekstrapolert fra fig. 3 til å ha et D/d forhold på 1.36.

Et par med 30(1) AWG primærledere ble likeledes individuelt viklet med aluminiumfolielaminert tape slik at folien er i konstant fysisk kontakt med hver primærleder. Den ytre diameter D er 0,495 mm, den effektive elektriske diameteren de££er 0,366 mm og forholdet D/def£er funnet å være 1.31.

Følgende tabell viser sammenfattet fysiske karakteristikker for 30(1) AWG tvunnet par ved å anvende eksisterende teknikk og et tvunnet par konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. I dette eksemplet ble det tilveiebragt den ønskede kombina-sjonen av 30(1) AWG tvunnet par med ledninger med en ytre diameter på 0,459 mm og opprettholdelse av den ønskede impedansen på 75 ohm. Dersom man isolerer 30(1) AWG med polyes-terf ilmisolasj on for å gjøre en ytre diameter lik 0,495

mm, ville den karakteristiske impedansen bli 100 ohm.

For en 75 ohm tvunnet par 30(1) AWG, har veggtykkelsen såle-des blitt øket for å gi en ytterligere gjennomskjæringsmotstand uten å øke den karakteristiske impedansen. Gjennomskjæringsradiusen til buen er dessuten øket med 43% og er lett forenlig med eksisterende avisolasjonsutstyr.

Claims (8)

1. Elektrisk overføringsledning innbefattende primærleder med en diameter på mindre enn 0,508 mm viklet med i det minste et sjikt av materialet, karakterisert ved at materialet innbefatter et ledende sjikt i kontinuerlig takt med primærlederen, at primærlederen og det omviklede ledende sjiktet er dessuten ytterligere omviklet med i det minste ett sjikt av en isolerende film, slik at den totale overføringsledningen opprettholder en karakteristisk impedanse på under 100 ohm.

2. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at en andre primærleder med en diameter på minst 0,508 mm viklet med det ledende sjiktet i kontinuerlig kontakt dermed, og ytterligere viklet med minst et sjikt av isolerende film, idet de to viklede lederne er tvunnet sammen.

3. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at ledningen opprettholder en karakteristisk impedanse på mindre enn 75 ohm.

4. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsarealet er alu-miniumlaminert med polyesterfilm.

5. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er aluminium laminert med en ekspandert PTFE film.

6. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er aluminium laminert med en polyimidfilm.

7. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er omviklet spiralt rundt primærlederen.

8. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklede materialet er viklet i lengderetningen rundt primærlederen. I 5 0 ! 5 10 35