TWI612536B - 纜線 - Google Patents

Abstract

一種纜線，包括一第一絕緣層、一雙絞線、一接地結構及至少一導電元件。雙絞線配置於第一絕緣層內且包括兩訊號線，其中兩訊號線相互纏繞。接地結構配置於第一絕緣層。導電元件包括一主體部及至少一延伸部，其中主體部配置於雙絞線內而被兩訊號線圍繞，延伸部連接於主體部且接地至接地結構。

Description

纜線

本發明是有關於一種纜線，且特別是有關於一種具有雙絞線的纜線。

纜線(cable)是電子裝置中用以傳輸訊號的常用元件。舉例來說，電腦中的無線模組(wireless module)、影像擷取模組(camera module)、鍵盤(keyboard)、電池(battery)等各種功能模組可透過纜線而電性連接中央處理器(central processing unit，CPU)。

若纜線的訊號完整性(signal integrity)不佳，往往會造成電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)問題或射頻干擾(RFI，radio frequency interference)問題。為了解決纜線訊號品質不佳而產生的上述問題，一般會在電路板上增設濾波器，或是直接在纜線外層包覆更多、更厚的屏蔽層。此舉除了會增加電子裝置的製造成本及時間，更縮減了電子裝置內的可用空間。

本發明提供一種纜線，具有較佳的訊號品質。

本發明的纜線包括一第一絕緣層、一雙絞線(twisted pair)、一接地結構及至少一導電元件。雙絞線配置於第一絕緣層內且包括兩訊號線，其中兩訊號線相互纏繞。接地結構配置於第一絕緣層。導電元件包括一主體部及至少一延伸部，其中主體部配置於雙絞線內而被兩訊號線圍繞，延伸部連接於主體部且接地至接地結構。

在本發明的一實施例中，上述的接地結構包括一金屬層，金屬層配置於第一絕緣層內壁，延伸部延伸至雙絞線外而連接金屬層。

在本發明的一實施例中，上述的接地結構包括一金屬殼體，金屬殼體配置於第一絕緣層的末端，導電元件連接金屬殼體。

在本發明的一實施例中，上述的至少一延伸部的數量為多個，這些延伸部分別沿不同的方向延伸而連接接地結構。

在本發明的一實施例中，上述的至少一導電元件的數量為多個，一導電元件的主體部的長度、材質或形狀不同於另一導電元件的主體部的長度、材質或形狀。

在本發明的一實施例中，上述的兩訊號線對稱於主體部。

在本發明的一實施例中，上述的各訊號線包括一導電線材及一第二絕緣層，第二絕緣層包覆導電線材。

在本發明的一實施例中，上述的纜線更包括至少一第三絕緣層，其中第三絕緣層包覆導電元件的主體部。

基於上述，在本發明的纜線中，雙絞線的兩訊號線之間 配置了導電元件並將此導電元件接地。據此，可藉由導電元件來濾除雙絞線的共模(common mode)訊號，使雙絞線的差動(differential mode)訊號不致失真，進而提升纜線的訊號完整性(signal integrity)，以改善纜線的電磁干擾問題或射頻干擾問題。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、300、400、500‧‧‧纜線

110、210、310、410、510‧‧‧第一絕緣層

120、220、320、420、520‧‧‧雙絞線

122、222、322、422、522‧‧‧訊號線

122a、422a、522a‧‧‧導電線材

122b、422b、522b‧‧‧第二絕緣層

130、230、330‧‧‧接地結構

132、232、332、432、532‧‧‧金屬層

134、234、334‧‧‧金屬殼體

140、240、340、340’、440、540‧‧‧導電元件

142、242、342、442、542‧‧‧主體部

144、244、344、444、544‧‧‧延伸部

150、250、350、450、550‧‧‧第三絕緣層

a、b、c、d‧‧‧曲線

C‧‧‧電容

L122、L140‧‧‧電感

R140‧‧‧電阻

圖1是本發明一實施例的纜線的示意圖。

圖2是圖1的雙絞線與導電元件的電路圖。

圖3是圖1的纜線於一視角的局部立體圖。

圖4是圖1的纜線於另一視角的局部立體圖。

圖5是本發明另一實施例的纜線的示意圖。

圖6是圖1的導電元件與圖5的導電元件濾除共模訊號效果的比較圖。

圖7是本發明另一實施例的纜線的示意圖。

圖8是圖7的兩導電元件濾除共模訊號效果的比較圖。

圖9是本發明另一實施例的纜線的局部立體圖。

圖10是本發明另一實施例的纜線的局部立體圖。

圖1是本發明一實施例的纜線的示意圖。為使圖式較為清楚，圖1的第一絕緣層110及金屬層132以剖面方式繪示。本實施例的纜線100例如用以供電子裝置內的各種功能模組進行電性連接或用以供其他種類構件進行電性連接，本發明不對此加以限制。請參考圖1，纜線100包括一第一絕緣層110、一雙絞線120、一接地結構130及至少一導電元件140。雙絞線120配置於第一絕緣層110內且包括相互纏繞的兩訊號線122。接地結構130配置於第一絕緣層110。導電元件140包括一主體部142及至少一延伸部144，主體部142配置於雙絞線120內而被兩訊號線122圍繞，兩訊號線122例如對稱於主體部142，延伸部144連接於主體部142且接地至接地結構130。

圖2是圖1的雙絞線與導電元件的電路圖。請參考圖1及圖2，各訊號線122具有電感L122，導電元件140具有電感L140與電阻R140，各訊號線122與主體部142之間具有寄生電容C。如上述般在雙絞線120的兩訊號線122之間配置導電元件140並將此導電元件140接地而構成圖2所示的電路架構，可藉由導電元件140來濾除雙絞線120的共模訊號，使雙絞線120的差動訊號不致失真，進而提升纜線100的訊號完整性，以改善纜線100的電磁干擾問題及射頻干擾問題。例如，當各訊號線122上產生共模訊號時，這些共模訊號將會受到寄生電容C以及電感L140的影響而相互抵銷，部分殘留的共模訊號也會因為電阻R140而導 引到接地端。

請參考圖1，詳細而言，本實施例的接地結構130包括彼此電性連接的一金屬層132及一金屬殼體134，其中金屬殼體134例如是纜線100末端之接頭的殼體。金屬層132配置於第一絕緣層110內壁，導電元件140的各延伸部144延伸至雙絞線120外而連接金屬層132以達到接地的效果。

在本實施例中，導電元件140之延伸部144的數量為多個(繪示為兩個)，兩延伸部144分別沿不同的方向延伸而連接至接地結構130，使導電元件140能夠穩固地被設置於第一絕緣層110內。在其他實施例中，延伸部144可為其他適當數量並依設計上的需求以其他適當方式延伸，本發明不對此加以限制。

圖3是圖1的纜線於一視角的局部立體圖。圖4是圖1的纜線於另一視角的局部立體圖。為使圖式較為清楚，圖4未繪示出圖3的雙絞線120。請參考圖3及圖4，在本實施例中，各訊號線122包括一導電線材122a及一第二絕緣層122b，第二絕緣層122b包覆導電線材122a。此外，纜線100更包括至少一第三絕緣層150，第三絕緣層150包覆導電元件140的主體部142。藉由第二絕緣層122b對導電線材122a之包覆以及第三絕緣層150對主體部142之包覆，可避免導電線材122a與主體部142產生非預期的電性連接而影響訊號的傳輸。

圖5是本發明另一實施例的纜線的示意圖。在圖5的纜線200中，第一絕緣層210、雙絞線220、訊號線222、接地結構 230、金屬層232、金屬殼體234、導電元件240、主體部242、延伸部244、第三絕緣層250的配置與作用方式類似圖1的第一絕緣層110、雙絞線120、訊號線122、接地結構130、金屬層132、金屬殼體134、導電元件140、主體部142、延伸部144、第三絕緣層150的配置與作用方式，於此不再贅述。纜線200與纜線100的不同處在於，導電元件240配置於纜線200的末端處以直接連接於接地結構230的金屬殼體234，而同樣可達到接地的效果。

圖6是圖1的導電元件與圖5的導電元件濾除共模訊號效果的比較圖，其中曲線a代表圖1的導電元件140在各操作頻率的共模抑制比(common mode rejection ration)，曲線b則代表圖5的導電元件240在各操作頻率的共模抑制比。如圖6所示，曲線a與曲線b在各操作頻率的共模抑制比差異不大，亦即，導電元件之濾除共模訊號的效果不因其配置位置改變而有明顯變化。因此，使用者可依製造組裝的便利性需求或其他需求來決定導電元件的配置位置，而不致影響其濾除共模訊號的能力。

圖7是本發明另一實施例的纜線的示意圖。在圖7的纜線300中，第一絕緣層310、雙絞線320、訊號線322、接地結構330、金屬層332、金屬殼體334、導電元件340、導電元件340’、主體部342、延伸部344、第三絕緣層350的配置與作用方式類似圖1的第一絕緣層110、雙絞線120、訊號線122、接地結構130、金屬層132、金屬殼體134、導電元件140、主體部142、延伸部144、第三絕緣層150的配置與作用方式，於此不再贅述。纜線300 與纜線100的不同處在於，導電元件的數量為多個(繪示為導電元件340及導電元件340’)，且一導電元件340的主體部342的長度不同於另一導電元件340’的主體部342的長度，以分別利用此兩導電元件340、340’在不同的操作頻率濾除雙絞線320的共模訊號，具體說明如下。

圖8是圖7的兩導電元件濾除共模訊號效果的比較圖，其中曲線c代表圖7的導電元件340在各操作頻率的共模抑制比，曲線d則代表圖7的導電元件340’在各操作頻率的共模抑制比。如圖8所示，曲線c在操作頻率為1.4GHz、4.1GHz、6.8GHz、9.6GHz處產生響應，代表導電元件340可濾除位於這些操作頻率上的共模訊號。曲線d則在操作頻率為0.7GHz、2.1GHz、3.4GHz、4.8GHz、6.0GHz、7.2GHz、8.5GHz、9.9GHz處產生響應，代表導電元件340’可濾除位於這些操作頻率上的共模訊號，亦即，導電元件340與導電元件340’藉其長度的差異或其等效的電感與電阻差異而具有不同的電性特性，以濾除位在不同的操作頻率上的共模訊號。進一步而言，導電元件340’的主體部342的長度例如是導電元件340的主體部342的長度的兩倍，曲線d的頻率響應數量則相應地如圖8所示為曲線c的頻率響應數量的兩倍。使用者可透過導電元件之長度與頻率響應數量的上述關係而依實際需求設計導電元件之長度。此外，在其他實施例中，導電元件可分別為不同材質或形狀而具有不同的電性特性，以濾除位在不同的操作頻率上的共模訊號，本發明不對此加以限制。

圖9是本發明另一實施例的纜線的局部立體圖。在圖9的纜線400中，第一絕緣層410、雙絞線420、訊號線422、導電線材422a、第二絕緣層422b、金屬層432、導電元件440、主體部442、延伸部444、第三絕緣層450的配置與作用方式類似於圖3的第一絕緣層110、雙絞線120、訊號線122、導電線材122a、第二絕緣層122b、金屬層132、導電元件140、主體部142、延伸部144、第三絕緣層150的配置與作用方式，於此不再贅述。纜線400與纜線100的不同處在於，導電元件140的兩延伸部144分別沿相反的方向延伸，而導電元件440的兩延伸部444則分別沿相互垂直的方向延伸。在其他實施例中，導電元件的延伸部可沿其他適當方向延伸，或可延伸為彎曲狀，本發明不對此加以限制。

圖10是本發明另一實施例的纜線的局部立體圖。在圖10的纜線500中，第一絕緣層510、雙絞線520、訊號線522、導電線材522a、第二絕緣層522b、金屬層532、導電元件540、主體部542、延伸部544、第三絕緣層550的配置與作用方式類似於圖3的第一絕緣層110、雙絞線120、訊號線122、導電線材122a、第二絕緣層122b、金屬層132、導電元件140、主體部142、延伸部144、第三絕緣層150的配置與作用方式，於此不再贅述。纜線500與纜線100的不同處在於，導電元件140具有兩延伸部144，而導電元件540僅具有單一延伸部544。在其他實施例中，導電元件可具有其他適當數量的延伸部，本發明不對此加以限制。

綜上所述，本發明在雙絞線的兩訊號線之間配置了導電 元件並將此導電元件接地，而可藉由導電元件來濾除雙絞線的共模訊號，使雙絞線的差動訊號不致失真，進而提升纜線的訊號完整性，以改善纜線的電磁干擾問題或射頻干擾問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧纜線

110‧‧‧第一絕緣層

120‧‧‧雙絞線

122‧‧‧訊號線

130‧‧‧接地結構

132‧‧‧金屬層

134‧‧‧金屬殼體

140‧‧‧導電元件

142‧‧‧主體部

144‧‧‧延伸部

150‧‧‧第三絕緣層

Claims (7)

1. 一種纜線，包括：一第一絕緣層；一雙絞線，配置於該第一絕緣層內且包括兩訊號線，其中該兩訊號線相互纏繞；一接地結構，配置於該第一絕緣層；以及多個導電元件，各該導電元件包括一主體部及至少一延伸部，其中該主體部配置於該雙絞線內而被該兩訊號線圍繞，該延伸部連接於該主體部且接地至該接地結構，一該導電元件的該主體部的長度、材質或形狀不同於另一該導電元件的該主體部的長度、材質或形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，其中該接地結構包括一金屬層，該金屬層配置於該第一絕緣層內壁，該延伸部延伸至該雙絞線外而連接該金屬層。
3. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，其中該接地結構包括一金屬殼體，該金屬殼體配置於該第一絕緣層的末端，該導電元件連接該金屬殼體。
4. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，其中該至少一延伸部的數量為多個，該些延伸部分別沿不同的方向延伸而連接該接地結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，其中該兩訊號線對稱於該主體部。
6. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，其中各該訊號線包括一導電線材及一第二絕緣層，該第二絕緣層包覆該導電線材。
7. 如申請專利範圍第1項所述的纜線，更包括至少一第三絕緣層，其中該第三絕緣層包覆該導電元件的該主體部。