WO2019223958A1 - Leiteranordnung und herstellverfahren - Google Patents

Leiteranordnung und herstellverfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2019223958A1
WO2019223958A1 PCT/EP2019/060904 EP2019060904W WO2019223958A1 WO 2019223958 A1 WO2019223958 A1 WO 2019223958A1 EP 2019060904 W EP2019060904 W EP 2019060904W WO 2019223958 A1 WO2019223958 A1 WO 2019223958A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
conductors
carrier
arrangement
pair
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/060904
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Wortberg
Original Assignee
Lisa Dräxlmaier GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Dräxlmaier GmbH filed Critical Lisa Dräxlmaier GmbH
Priority to CN201980033423.4A priority Critical patent/CN112154716B/zh
Priority to US17/058,341 priority patent/US11195639B2/en
Publication of WO2019223958A1 publication Critical patent/WO2019223958A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations
    • H05K1/0245—Lay-out of balanced signal pairs, e.g. differential lines or twisted lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08—Flat or ribbon cables
    • H01B7/0846—Parallel wires, fixed upon a support layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/32—Reducing cross-talk, e.g. by compensating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0228—Compensation of cross-talk by a mutually correlated lay-out of printed circuit traces, e.g. for compensation of cross-talk in mounted connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations
    • H05K1/025—Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0183—Dielectric layers
    • H05K2201/0191—Dielectric layers wherein the thickness of the dielectric plays an important role
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09672—Superposed layout, i.e. in different planes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/097—Alternating conductors, e.g. alternating different shaped pads, twisted pairs; Alternating components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/0979—Redundant conductors or connections, i.e. more than one current path between two points

Definitions

  • the present invention relates to a conductor arrangement for transmitting differential communication signals and a corresponding manufacturing method.
  • Controllers, sensors and actuators in the vehicle causes the need for
  • Twisted-pair cables are used as the physical medium, eg for CAN or with modified lay length for CAN FD and 100BaseT Ethernet.
  • Communication medium Physical Layer
  • contact system for all bus systems to use.
  • twisted-pair cables are difficult or impossible to assemble automatically.
  • Communication signals include a conductor carrier, a number of pairs of first conductors, also called outgoers, wherein each two of the first conductors are electrically coupled together at their ends, and a number of pairs of second conductors, too
  • Called return conductor on, wherein in each case two of the second conductors are electrically coupled together at their ends. Furthermore, as a conductor bundle, one of the first conductors of a pair and one of the second conductors of a pair are arranged together on a first side of the conductor carrier and the further first conductor of the respective pair and the further second conductor of the respective pair on a second side of the conductor carrier.
  • An inventive manufacturing method for a conductor arrangement for transmitting differential communication signals comprises the following steps: providing a
  • Conductor carrier arranging a number of pairs of first conductors on the conductor carrier, arranging a number of pairs of second conductors on the conductor carrier, and electrically coupling each two of the first conductors at their ends and of each two of the second conductors at their ends.
  • a conductor bundle in each case one of the first conductor of a pair and one of the second conductor of a pair together on a first side of the
  • the present invention is based on the recognition that it is difficult to ensure the quality of twisted pair lines in a wiring harness of a vehicle.
  • the present invention therefore provides an alternative to
  • the present invention also provides the communication partners with pairs of conductors, as is the case with twisted pair leads. Consequently, the communication partners do not have to be adapted to use the conductor arrangement according to the invention but can be adopted unchanged.
  • the conductor arrangement according to the invention provides that in each case two conductors are provided for each conductor of a conductor pair of a conventional twisted pair line.
  • the conductor arrangement provides pairs of first conductors, which each replace one of the conductors of a pair of conductors of a conventional twisted pair conductor.
  • second conductors each replace the second conductor of a pair of conductors of a conventional twisted pair line.
  • the present invention thus uses sixteen conductors.
  • the individual conductors are arranged in pairs on the conductor carrier.
  • those conductors which together replaced one of the conductors of a pair of conductors of a conventional twisted-pair cable are arranged on opposite sides of the conductor carrier.
  • Ladder carrier arranged.
  • two mutually electrically coupled second conductors are arranged on opposite sides of the conductor carrier.
  • a first conductor and a second conductor form a pair on each side of the conductor carrier.
  • a single conductor pair is thus replaced by the present invention by a quadruple or conductor bundle of conductors, in which conductors in pairs on different sides of the
  • Ladder carrier are arranged.
  • the conductor arrangement Since the conductor arrangement has no twisted conductors, there is no lay length of the individual turns. As a result, the lay length can not vary and thus does not adversely affect data transmission. At the same time, the mechanical stability of the conductor arrangement is ensured by the conductor carrier.
  • the conductor arrangement e.g. may be formed as a so-called film conductor, in which the conductor carrier has a flexible, electrically insulating material on which the conductors can be arranged.
  • the first conductor and the second conductor may be arranged such that a first conductor overlaps a second conductor in each case.
  • Overlapping here means that the cross sections of the conductors on the opposite sides of the conductor support at least partially superimposed, so overlap at least partially. If the conductors are arranged such that a first conductor e.g. on the upper side of the conductor carrier facing a two conductor on the underside of the conductor carrier, a field of a first polarity arises orthogonal to the surface of the conductors
  • Conductor carrier and the first conductor on the bottom of a field of opposite polarity orthogonal to the surface of the conductor carrier The same applies to the fields which form the first conductor and the second conductor on the upper side of the conductor carrier and the second conductor and the first conductor on the underside of the conductor carrier laterally, ie parallel to the surface of the conductor carrier.
  • the thickness of the conductor carrier may be selected as a function of a characteristic impedance for the conductor arrangement.
  • the characteristic impedance of the conductor arrangement can consequently be adapted to the respective requirements by a suitable choice of the thickness or thickness of the conductor carrier.
  • the thickness of the conductor carrier may be between 200 gm and 1000 gm, in particular between 400 pm and 600 pm.
  • a thickness of the conductor carrier between 200 pm and 1000 pm is necessary.
  • the characteristic impedance and thus the necessary thickness of the conductor carrier can be determined e.g. be determined by a simulation of the conductor arrangement or a measurement on real prototypes.
  • the distance between the first conductor and the corresponding second conductor on one side of the conductor carrier may each be between 100 pm and 600 pm.
  • the lateral distance between the paired first and second conductors significantly influences the field effect.
  • the distance between the respective conductors can be adjusted accordingly.
  • the conductor arrangement may comprise four pairs of first conductors and four pairs of second conductors.
  • Twisted pair cable for the High-Speed Data Link has two shielded wire pairs.
  • a complete two-core HSD line can be formed by two pairs of first conductors and two Complete replacement of pairs of second ladders.
  • the conductor bundles may be arranged next to one another on the conductor carrier and / or arranged one above the other on different layers of the conductor carrier.
  • the arrangement of the conductor bundles on the conductor carrier can be different
  • ladder bundles stacked on top of each other can be narrow and higher
  • Ladder arrangement can be provided. Of course, two can each
  • Conductor bundles are arranged side by side and the two pairs of conductor bundles are arranged one above the other.
  • the conductor arrangement may have a jacket, which encloses the conductor carrier and the conductors.
  • the jacket serves to mechanically stabilize the conductor arrangement.
  • a jacket can e.g. Plastic or rubber, the conductor assembly from the outside
  • the jacket can e.g. be longitudinally mounted around the conductor assembly in an extrusion process. It is understood that any other way of attaching the jacket is also possible.
  • Figure 1 is a block diagram of an embodiment of a conductor arrangement according to the present invention
  • Figure 2 is a block diagram of another embodiment of a conductor arrangement according to the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of a conductor arrangement according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of a conductor arrangement according to the present invention.
  • Figure 5 is a block diagram of another embodiment of a conductor arrangement according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an embodiment of a manufacturing method according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a conductor arrangement 100 in a sectional view.
  • the conductor arrangement 100 has a conductor carrier 101. On the upper side of the conductor carrier 101, a first conductor 103 and a second conductor 105 are arranged side by side. On the underside of the conductor carrier 101, a second conductor 106 and a first conductor 104 are arranged. The four conductors 103, 104, 105, 106 together form a conductor bundle 102.
  • a solid line illustrates that the first conductor 103 and the first conductor 104 are electrically coupled together.
  • a dashed line illustrates that the second conductor 105 and the second conductor 106 are electrically
  • first conductor 103, 104 adjoins a second conductor 105, 106.
  • a first conductor 103, 104 and a second conductor 105, 106 are located on the upper side and the lower side of the Ladder carrier 101 opposite.
  • the conductor bundle 102 serves as a replacement for a conductor pair, e.g. a twisted wire pair of a twisted pair wire.
  • a conductor pair e.g. a twisted wire pair of a twisted pair wire.
  • a plurality of conductor bundles 102 can be arranged on a conductor carrier 101, so that the number of parallel conductor bundles 102 can be adapted to the respective application.
  • four fiber bundles can replace 102 twisted pair Ethernet cables with four wire pairs or eight wire pairs or conductors.
  • a jacket may surround the conductor carrier 101 with the first conductors 103, 104 and the second conductors 105, 106 for protection against mechanical or other environmental influences.
  • a jacket can e.g. Rubber or plastic.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a further exemplary embodiment of a conductor arrangement 200 with the resulting fields 210, 21 1, 212, 213, 214, 215.
  • the conductor arrangement 200 is based on the conductor arrangement 100. Consequently, the conductor arrangement 200 likewise has a conductor carrier 201 with two first conductors 203, 204 and two second conductors 205, 206.
  • the resulting dipole fields 210, 21 1, 212, 213, 214, 215 cancel each other out in the far field, as in a twisted pair line.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a further exemplary embodiment of a conductor arrangement 300 with three conductor bundles 302, 320, 321. Other conductor bundles are by three points indicated.
  • Each of the conductor bundles 302, 320, 321 has the same construction as the conductor bundle 102 of the conductor arrangement 100. Consequently, each conductor bundle 302, 320, 321 on the upper side of the conductor support 302 has a first conductor 303, 322, 326 adjacent to a second conductor 305 , 324, 328 on.
  • each conductor bundle 302, 320, 321 On the underside of the conductor carrier 302, each conductor bundle 302, 320, 321 has a second conductor 306, 325, 329 adjacent to a first conductor 304, 323, 327.
  • the individual conductor bundles 302, 320, 321 are arranged next to one another on a, e.g. strip-like conductor carrier 302 is arranged. It is understood that other arrangements are also possible.
  • the conductor bundles 302, 320, 321 may also be stacked to match the outer geometry of the conductor assembly, e.g. on
  • FIG. 4 shows a block diagram of a side view of another conductor arrangement 400 in an electronic system 430, in which the conductor arrangement 400 is coupled to a circuit 436.
  • the circuit 436 has, by way of example only, a circuit board 435 on which a
  • Transceiver 434 is arranged.
  • the transceiver 434 is coupled to a plug 431, which has two contact springs 432, 433, via which the circuit 436 is coupled to the conductor arrangement 400.
  • FIG. 4 illustrates how a conductor arrangement 400 according to the invention can be coupled to a circuit 436 without the need for separate plugs.
  • the conductors 403, 405 are used directly as contact surfaces.
  • the electrical contact is made via the contact springs 432, 433. Consequently, changes in the characteristic impedance due to changes in the symmetry are substantially less vacant than in the case of twisted-pair arrangements with conventional plugs and pins
  • the quality of the connection is thus significantly increased with the conductor arrangement 400 according to the invention. Furthermore, the compound is less susceptible to external influences. It is understood that the electrical connection of the first conductors of the conductor arrangement 400 and the second conductor of the conductor arrangement 400 in the electronic system 430 can also take place in the circuit 436.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a further conductor arrangement 500.
  • the conductor arrangement 500 has four conductor bundles 502, 520, 521, 535.
  • the conductor bundles 502, 520, 521, 535 in the conductor arrangement 500 are not all arranged next to one another.
  • two conductor bundles 502, 521 and 520, 535 are arranged next to one another.
  • the conductor bundles 520, 535 are further arranged above the conductor bundles 502, 521.
  • the conductor arrangement 500 thus has a stacked arrangement, in which two conductor bundles 502 in each plane
  • FIG. 6 shows a flow diagram of an embodiment of a manufacturing method for a conductor arrangement 100, 200, 300, 400, 500 for transmitting differential ones
  • a conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 is provided.
  • a second step S2 of arranging a number of pairs of first conductors 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536 are provided , 537 arranged on the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501.
  • a number of pairs of second conductors 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538 are provided , 539 arranged on the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501.
  • a fourth step S4 of the electrical coupling in each case two of the first conductors 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 are electrically coupled to one another at their ends and in each case two of the second conductors 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538 , 539 electrically coupled at their ends.
  • the further first conductor 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 of the respective pair and the further second conductor 105 , 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 of the respective pair are on the second side of the conductor support 101, 201,
  • 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 each have a second conductor 105, 106, 205, 206, 305, 306 , 324, 225, 328, 329, 405, 506,
  • the thickness of the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 can be selected as a function of a characteristic impedance for the conductor arrangement 100, 200, 300, 400, 500 .
  • the thickness of the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 may be e.g. be selected between 200 gm and 1000 gm.
  • 528, 529, 538, 539 on one side of the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 are each set between 100 pm and 600 pm.
  • the geometric arrangement of the conductor bundles 102, 302, 320, 321, 502, 520, 521, 535 can be selected depending on the geometric conditions in the respective application.
  • the conductor bundles 102, 302, 320, 321, 502, 520, 521, 535 can be arranged next to one another on the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 and / or on different layers of the conductor carrier 101, 201, 301, 401, 501 are arranged one above the other.

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) zur Übertragung differentieller Kommunikationssignale bereit, wobei die Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) aufweist einen Leiterträger (101, 201, 301, 401, 501), eine Anzahl von Paaren von ersten Leitern (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 22, 523, 526, 527, 536, 537) wobei jeweils zwei der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind, und eine Anzahl von Paaren von zweiten Leitern (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539), wobei jeweils zwei der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 06, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind, und wobei als Leiterbündel (102, 302, 320, 321, 502, 520, 521, 535) jeweils einer der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 26, 527, 536, 537) eines Paares und einer der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des Leiterträgers (101, 201, 301, 401, 501) und der weitere erste Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 36, 537) des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) des jeweiligen Paares auf einer zweiten Seite des Leiterträgers (101, 201, 301, 401, 501) angeordnet sind.

Description

LEITERANORDNUNG UND HERSTELLVERFAHREN
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiteranordnung zur Übertragung differentieller Kommunikationssignale und ein entsprechendes Herstellverfahren.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit
Datennetzwerken in Fahrzeugen beschrieben. Es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls in Verbindung mit anderen Datennetzwerken genutzt werden kann.
In modernen Fahrzeugen unterstützt eine Vielzahl von elektronischen Assistenzsystemen den Fahrer beim Bedienen bzw. Führen des Fahrzeugs. Die steigende Anzahl von
Steuergeräten, Sensoren und Aktoren im Fahrzeug führt dazu, dass der Bedarf an
Bandbreite für die Kommunikation im Fahrzeug stetig wächst.
Für niedrigere Datenraten bis zu einem Megabit pro Sekunde wird bisher z.B. das CAN- Bussystem eingesetzt. Für Datenraten bis zu 10 Megabit pro Sekunde kann z.B. der FlexRay Bus genutzt werden. Allerdings besteht bereits heute ein erhöhter Bedarf an Bandbreite für die Kommunikation der einzelnen Systeme im Fahrzeug.
Für hohe Datenraten werden daher für den Fahrzeugbereich neue Bussysteme in den Bordnetzarchitekturen Einzug finden. Insbesondere soll z.B. der 1000Base-T-Standard neben dem bereits eingeführten 100Base-T-Standard die Backbone-Kommunikation zwischen Integrationsrechnern bzw. Steuergeräten ermöglichen. Als physikalisches Medium werden Twisted-Pair-Leitungen verwendet, z.B. für CAN, oder mit modifizierter Schlaglänge für CAN FD und 100BaseT-Ethernet.
Für 1000Base-T ist die Verwendung einer Twisted-Pair-Leitung möglich. Allerdings kann eine kleine Variation der Schlaglänge bereits die Übertragungseigenschaften negativ beeinträchtigen. Folglich ist der Aufwand für die Produktion und die Prüfung entsprechender Leitungen sehr hoch.
Auf Basis der Twisted-Pair-Technologie ist es also nicht möglich ein einheitliches
Kommunikationsmedium (Physical Layer) incl. Kontaktsystem für alle Bussysteme zu verwenden. Des Weiteren sind Twisted-Pair-Leitungen nicht oder nur schwierig automatisiert zu konfektionieren.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel in Fahrzeugen eine Datenübertragung mit hohen Datenraten zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Insbesondere können die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein.
Eine erfindungsgemäße Leiteranordnung zur Übertragung differentieller
Kommunikationssignale weist einen Leiterträger, eine Anzahl von Paaren von ersten Leitern, auch Hinleiter genannt, wobei jeweils zwei der ersten Leiter an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind, und eine Anzahl von Paaren von zweiten Leitern, auch
Rückleiter genannt, auf, wobei jeweils zwei der zweiten Leiter an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind. Ferner sind als Leiterbündel jeweils einer der ersten Leiter eines Paares und einer der zweiten Leiter eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des Leiterträgers und der weitere erste Leiter des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter des jeweiligen Paares auf einer zweiten Seite des Leiterträgers angeordnet. Ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren für eine Leiteranordnung zur Übertragung differentieller Kommunikationssignale weist folgende Schritte auf: Bereitstellen eines
Leiterträgers, Anordnen einer Anzahl von Paaren von ersten Leitern an dem Leiterträger, Anordnen einer Anzahl von Paaren von zweiten Leitern an dem Leiterträger, und elektrisch Koppeln von jeweils zwei der ersten Leiter an ihren Enden und von jeweils zwei der zweiten Leiter an ihren Enden. Als Leiterbündel werden jeweils einer der ersten Leiter eines Paares und einer der zweiten Leiter eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des
Leiterträgers und der weitere erste Leiter des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter des jeweiligen Paares auf einer zweiten Seite des Leiterträgers angeordnet.
Bei Twisted-Pair-Leitungen wechseln sich aufgrund der Verdrillung positive und negative Feldanteile ab, sodass sich diese in der Fernwirkung aufheben. Dieses Verhalten ist auch positiv bezüglich der Sukzeptibilität (Störempfindlichkeit). Allerdings können, wie oben erwähnt, bereits kleine Variationen der Schlaglänge die Datenübertragung negativ beeinflussen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es schwer ist, die Qualität von Twisted-Pair-Leitungen in einem Leitungssatz eines Fahrzeugs sicherzustellen.
Um eine Übertragung von Daten mit hohen Datenraten z.B. gemäß 1000Base-T-Ethernet- Standard zu ermöglichen, sieht die vorliegende Erfindung daher eine alternative
Leiteranordnung vor.
Die vorliegende Erfindung stellt den Kommunikationspartnern ebenfalls Leiterpaare bereit, wie dies bei Twisted-Pair-Leitungen der Fall ist. Die Kommunikationspartner müssen folglich zur Verwendung der erfindungsgemäßen Leiteranordnung nicht angepasst werden sondern können unverändert übernommen werden.
Allerdings sieht die erfindungsgemäße Leiteranordnung vor, dass für jeden Leiter eines Leiterpaares einer herkömmlichen Twisted-Pair-Leitung jeweils zwei Leiter vorgesehen werden.
Dazu sieht die Leiteranordnung Paare von ersten Leitern vor, welche jeweils einen der Leiter eines Leiterpaares einer herkömmlichen Twisted-Pair-Leitung ersetzen. Die Paare von zweiten Leitern ersetzen folglich jeweils den zweiten Leiter eines Leiterpaares einer herkömmlichen Twisted-Pair-Leitung. Um eine Leitung mit vier Leiterpaaren, also acht Leitern, zu ersetzten nutzt die vorliegende Erfindung folglich sechzehn Leiter.
In der Leiteranordnung werden die einzelnen Leiter auf dem Leiterträger paarweise angeordnet. Dabei werden diejenigen Leiter, welche gemeinsam einen der Leiter eines Leiterpaares einer herkömmlichen Twisted-Pair-Leitung ersetzten, auf gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers angeordnet.
Um ein Leiterpaare einer herkömmlichen Twisted-Pair-Leitung zu ersetzen, werden also zwei miteinander elektrisch gekoppelte erste Leiter auf gegenüberliegenden Seiten des
Leiterträgers angeordnet. Zusätzlich werden zwei miteinander elektrisch gekoppelte zweite Leiter auf gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers angeordnet. Es bilden also auf jeder Seite des Leiterträgers jeweils ein erster Leiter und ein zweiter Leiter ein Paar. Ein einzelnes Leiterpaar wird durch die vorliegende Erfindung also durch ein Quadrupel bzw. Leiterbündel von Leitern ersetzt, bei welchem Leiter paarweise auf unterschiedlichen Seiten des
Leiterträgers angeordnet sind.
Durch die Anordnung von jeweils zwei Leitern auf jeder Seite des Leiterträgers, entstehen Feldanordnungen, welche sich ähnlich der Felder bei einer Twisted-Pair-Leitung im Fernfeld gegenseitig aufheben. Gleichzeig wird die Immunität der Leiteranordnung gegen externe Störungen erhöht.
Da die Leiteranordnung keine verdrillten Leiter aufweist, ist keine Schlaglänge der einzelnen Windungen vorhanden. Folglich kann die Schlaglänge nicht variieren und sich damit auch nicht negativ auf die Datenübertragung auswirken. Gleichzeitig wird die mechanische Stabilität der Leiteranordnung durch den Leiterträger sichergestellt.
Es versteht sich, dass die Leiteranordnung z.B. als sogenannter Folienleiter ausgebildet sein kann, bei welchem der Leiterträger ein flexibles, elektrisch isolierendes Material aufweist, auf welchem die Leiter angeordnet werden können.
Aus einem solchen flexiblen, elektrisch isolierendem Material werden üblicherweise flache Leiter hergestellt, welche üblicherweise keine Ausdehnung (sowohl in der Länge als auch der Breite) ermöglichen. Solche Leiter können aber geknickt bzw. verwunden oder gebogen werden, ohne dass die Leitungen beschädigt werden. Folglich können solche Leiter ähnlich flexibel eingesetzt werden wie Kabel.
Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform können auf den gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers die ersten Leiter und die zweiten Leiter derart angeordnet sein, dass ein erster Leiter jeweils einem zweiten Leiter überlappend gegenüberliegt.
Überlappend bedeutet hier, dass die Querschnitte der Leiter auf den gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers zumindest teilweise Übereinanderliegen, sich also zumindest teilweise überlappen. Werden die Leiter derart angeordnet, dass ein erster Leiter z.B. auf der Oberseite des Leiterträgers einem zweien Leiter auf der Unterseite des Leiterträgers gegenüberliegt, entsteht ein Feld einer ersten Polarität orthogonal zu der Fläche des
Leiterträgers. Gleichzeitig entsteht durch den zweiten Leiter auf der Oberseite des
Leiterträgers und dem ersten Leiter auf der Unterseite ein Feld entgegengesetzter Polarität orthogonal zu der Fläche des Leiterträgers. Gleiches gilt für die Felder, welche der erste Leiter und der zweite Leiter auf der Oberseite des Leiterträgers und der zweite Leiter und der erste Leiter auf der Unterseite des Leiterträgers seitlich, also parallel zu der Fläche des Leiterträgers, ausbilden.
Es überlagern sich folglich Felder unterschiedlicher Polaritäten sowohl in zur Fläche des Leiterträgers orthogonaler Richtung als auch in zur Fläche des Leiters paralleler Richtung. Folglich heben sich diese Felder im Fernfeld auf.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Dicke des Leiterträgers in Abhängigkeit eines für die Leiteranordnung vorgegebenen Wellenwiderstandes gewählt sein.
Üblicherweise werden in automobilen Anwendungen Leitungen mit einem Wellenwiderstand von 100 Ohm oder 120 Ohm eingesetzt. Der Wellenwiderstand der Leiteranordnung wird für ein Quadrupel aus zwei ersten und zwei zweiten Leitern vorrangig durch den Abstand zwischen den Leitern auf der Oberseite und der Unterseite des Leiterträgers, also die Dicke des Leiterträgers, bestimmt.
Der Wellenwiderstand der Leiteranordnung kann folglich durch eine geeignete Wahl der Dicke bzw. Stärke des Leiterträgers an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
In noch einer Ausführungsform kann die Dicke des Leiterträgers zwischen 200 gm und 1000 gm, insbesondere zwischen 400 pm bis 600 pm liegen.
Um einen Wellenwiderstand von 100 Ohm oder 120 Ohm zu erreichen ist eine Dicke des Leiterträgers zwischen 200 pm und 1000 pm nötig.
Für eine neu zu entwerfende Leiteranordnung kann der Wellenwiderstand und damit die notwendige Dicke des Leiterträgers dabei z.B. durch eine Simulation der Leiteranordnung bzw. eine Messung an realen Prototypen bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Abstand zwischen dem ersten Leiter und dem entsprechenden zweiten Leiter auf einer Seite des Leiterträgers jeweils zwischen 100 pm und 600 pm liegen.
Der seitliche Abstand zwischen den paarweise angeordneten ersten und zweiten Leitern beeinflusst maßgeblich die Feldwirkung. Um die gewünschte Feldwirkung einzustellen, kann der Abstand zwischen den jeweiligen Leitern entsprechend angepasst werden.
In noch einer Ausführungsform kann die Leiteranordnung vier Paare von ersten Leitern und vier Paare von zweiten Leitern aufweisen.
Twisted-Pair-Leitung für den High-Speed Data Link (HSD) weisen zwei geschirmte Aderpaare auf. Da bei der Leiteranordnung der vorliegenden Erfindung jeweils ein Paar von ersten Leitern und ein paar von zweiten Leitern, also einem Leiterbündel, ein solches herkömmliches Twisted-Pair-Leitungspaar ersetzt, kann eine vollständige HSD Leitung mit zwei Aderpaaren durch zwei Paare von ersten Leitern und zwei Paare von zweiten Leitern vollständig ersetzt werden. In einer Ausführungsform können die Leiterbündel auf dem Leiterträger nebeneinander angeordnet sein und/oder auf unterschiedlichen Schichten des Leiterträgers übereinander angeordnet sein.
Die Anordnung der Leiterbündel auf dem Leiterträger kann an unterschiedliche
Anwendungen angepasst werden. Werden die Leiterbündel nebeneinander angeordnet, kann beispielswiese eine sehr flache Leiteranordnung erzeugt werden. Werden die
Leiterbündel dagegen übereinander gestapelt, kann eine schmale und dafür höhere
Leiteranordnung bereitgestellt werden. Selbstverständlich können auch jeweils zwei
Leiterbündel nebeneinander angeordnet werden und die zwei Paare von Leiterbündeln übereinander angeordnet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Leiteranordnung einen Mantel aufweisen, welcher den Leiterträger und die Leiter umschließt.
Der Mantel dient der mechanischen Stabilisierung der Leiteranordnung. Ein solcher Mantel kann z.B. Kunststoff bzw. Gummi aufweisen, der die Leiteranordnung vor äußeren
Einflüssen schützt und ihr mechanische Stabilität verleiht. Der Mantel kann z.B. in einem Extrudier-Verfahren in Längsrichtung um die Leiteranordnung angebracht werden. Es versteht sich, dass jede andere Art der Anbringung des Mantels ebenfalls möglich ist.
Es versteht sich, dass die Leiteranordnung an ihren Enden jeweils mit Steckern,
Kontaktflächen oder dergleichen versehen werden kann, welche ein elektrisches
Kontaktieren der einzelnen Leiter ermöglichen.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; Figur 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Figur 6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung 100 in einer Schnittansicht. Die Leiteranordnung 100 weist einen Leiterträger 101 auf. Auf der Oberseite des Leiterträgers 101 sind ein erster Leiter 103 und ein zweiter Leiter 105 nebeneinander angeordnet. Auf der Unterseite des Leiterträgers 101 sind ein zweiter Leiter 106 und ein erster Leiter 104 angeordnet. Die vier Leiter 103, 104, 105, 106 bilden gemeinsam ein Leiterbündel 102. Eine durchgezogene Linie verdeutlicht, dass der erste Leiter 103 und der erste Leiter 104 elektrisch miteinander gekoppelt sind. Eine gestrichelte Linie verdeutlicht, dass der zweite Leiter 105 und der zweite Leiter 106 elektrisch
miteinander gekoppelt sind. Bei einer Datenübertragung über das Leiterbündel 102 liegen also auf den ersten Leitern 103, 104 gleiche Signale an und auf den zweiten Leitern 105, 106 liegen ebenfalls gleiche Signale an. Bei der Leiteranordnung 100 bzw. bei dem Leiterbündel 102 liegt jeweils ein erster Leiter 103, 104 neben einem zweiten Leiter 105, 106. Gleichzeitig liegen sich jeweils ein erster Leiter 103, 104 und ein zweiter Leiter 105, 106 auf der Oberseite und der Unterseite des Leiterträgers 101 gegenüber.
Das Leiterbündel 102 dient als Ersatz für ein Leiterpaar, z.B. ein verdrilltes Leiterpaar einer Twisted-Pair-Leitung. Wie unten dargestellt, können auf einem Leiterträger 101 mehrere Leiterbündel 102 angeordnet werden, sodass die Anzahl paralleler Leiterbündel 102 an die jeweilige Anwendung angepasst werden kann. Beispielsweise können vier Leiterbündel 102 Twisted-Pair-Ethernetkabel mit vier Aderpaaren bzw. acht Aderpaaren oder Leitern ersetzen.
Obwohl nicht separat dargestellt, versteht sich, dass ein Mantel den Leiterträger 101 mit den ersten Leitern 103, 104 und den zweiten Leitern 105, 106 zum Schutz vor mechanischen Einflüssen oder anderen Umwelteinflüssen umgeben kann. Ein solcher Mantel kann z.B. Gummi oder Kunststoff aufweisen.
Wird ein Signal über das Leiterbündel 102 übertragen, ergibt sich die in Figur 2 gezeigte Feldausprägung.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eine Leiteranordnung 200 mit den entstehenden Feldern 210, 21 1 , 212, 213, 214, 215. Die Leiteranordnung 200 basiert auf der Leiteranordnung 100. Folglich weist die Leiteranordnung 200 ebenfalls einen Leiterträger 201 mit zwei ersten Leitern 203, 204 und zwei zweiten Leitern 205, 206 auf.
Dargestellt sind die Dipolfelder 210, 21 1 , 212, 213, 214, 215, welche sich in vertikaler und horizontaler Richtung ergeben, wenn Signale über die Leiter 203, 204, 205, 206 übertragen werden.
Da die nebeneinander liegenden Leiter immer gegensinnig angeordnet sind, also
unterschiedliche Polaritäten aufweisen, heben sich die entstehenden Dipolfelder 210, 21 1 , 212, 213, 214, 215 im Fernfeld gegenseitig auf, wie bei einer Twisted-Pair-Leitung.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leiteranordnung 300 mit drei Leiterbündeln 302, 320, 321 . Weitere Leiterbündel sind durch drei Punkte angedeutet. Jedes der Leiterbündel 302, 320, 321 weist den gleichen Aufbau auf, wie das Leiterbündel 102 der Leiteranordnung 100. Folglich weist jedes Leiterbündel 302, 320, 321 auf der Oberseite des Leiterträgers 302 einen ersten Leiter 303, 322, 326 neben einem zweiten Leiter 305, 324, 328 auf. Auf der Unterseite des Leiterträgers 302 weist jedes Leiterbündel 302, 320, 321 einen zweiten Leiter 306, 325, 329 neben einem ersten Leiter 304, 323, 327 auf.
In der Leiteranordnung 300 sind die einzelnen Leiterbündel 302, 320, 321 nebeneinander auf einem z.B. streifenartigen Leitungsträger 302 angeordnet. Es versteht sich, dass andere Anordnungen ebenfalls möglich sind. Beispielsweise können die Leiterbündel 302, 320, 321 auch gestapelt werden, um die äußere Geometrie der Leiteranordnung z.B. an
unterschiedliche Anwendungen anzupassen.
Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Seitenansicht einer weiteren Leiteranordnung 400 in einem elektronischen System 430, in dem die Leiteranordnung 400 mit einer Schaltung 436 gekoppelt ist.
Die Schaltung 436 weist lediglich beispielhaft eine Platine 435 auf, auf welcher ein
Transceiver 434 angeordnet ist. Der Transceiver 434 ist mit einem Stecker 431 gekoppelt, welcher zwei Kontaktfedern 432, 433 aufweist, über welche die Schaltung 436 mit der Leiteranordnung 400 gekoppelt ist.
Die Anordnung der Fig. 4 veranschaulicht, wie eine erfindungsgemäße Leiteranordnung 400 mit einer Schaltung 436 gekoppelt werden kann, ohne dass separate Stecker nötig wären.
Bei der Leiteranordnung 400 werden die Leiter 403, 405 direkt als Kontaktflächen genutzt. Der elektrische Kontakt wird über die Kontaktfedern 432, 433 hergestellt. Folglich sind Änderungen des Wellenwiderstands auf Grund von Symmetrieänderungen wesentlich weniger vakant als bei Twisted-Pair-Anordnungen mit herkömmlichen Steckern und
Buchsen.
Die Qualität der Verbindung wird folglich mit der erfindungsgemäßen Leiteranordnung 400 deutlich erhöht. Ferner ist die Verbindung weniger anfällig für äußere Einflüsse. Es versteht sich, dass die elektrische Verbindung der ersten Leiter der Leiteranordnung 400 und der zweiten Leiter der Leiteranordnung 400 in dem elektronischen System 430 auch in der Schaltung 436 erfolgen kann.
Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Leiteranordnung 500. Die Leiteranordnung 500 weist vier Leiterbündel 502, 520, 521 , 535 auf. Im Gegensatz zu der Anordnung der Fig. 3, sind die Leiterbündel 502, 520, 521 , 535 bei der Leiteranordnung 500 nicht alle nebeneinander angeordnet. Bei der Leiteranordnung 500 sind vielmehr jeweils zwei Leiterbündel 502, 521 und 520, 535 nebeneinander angeordnet. Die Leiterbündel 520, 535 sind ferner über den Leiterbündeln 502, 521 angeordnet. Die Leiteranordnung 500 weist folglich eine gestapelte Anordnung auf, bei welcher in jeder Ebene zwei Leiterbündel 502,
521 , und 520, 535 liegen.
Es versteht sich, dass die oben gezeigten Leiteranordnungen lediglich beispielhafter Natur sind und dass das Leiterbündel in jeder möglichen Anordnung parallel zueinander angeordnet werden können.
Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Herstellverfahrens für eine Leiteranordnung 100, 200, 300, 400, 500 zur Übertragung differentieller
Kommunikationssignale. Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den Figuren 1 -5 als Referenz beibehalten.
In einem ersten Schritt S1 des Bereitstellens wird ein Leiterträger 101 , 201 , 301 , 401 , 501 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt S2 des Anordnens wird eine Anzahl von Paaren von ersten Leitern 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 an dem Leiterträger 101 , 201 , 301 , 401 , 501 angeordnet. In einem dritten Schritt S3 des Anordnens wird eine Anzahl von Paaren von zweiten Leitern 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 an dem Leiterträger 101 , 201 , 301 , 401 , 501 angeordnet. In einem vierten Schritt S4 des elektrischen Koppelns werden jeweils zwei der ersten Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt und es werden jeweils zwei der zweiten Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 an ihren Enden elektrisch gekoppelt. Bei den Schritten des Anordnens S2, S3, werden als Leiterbündel 102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535 jeweils einer der ersten Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 eines Paares und einer der zweiten Leiter
105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538,
539 eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 ,
501 angeordnet. Der weitere erste Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 des jeweiligen Paares werden auf der zweiten Seite des Leiterträgers 101 , 201 ,
301 , 401 , 501 angeordnet.
Auf den gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 , 501 können die ersten Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526,
527, 536, 537 und die zweiten Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405,
506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 derart angeordnet werden, dass ein erster Leiter 103,
104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 jeweils einem zweiten Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506,
507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 überlappend gegenüberliegt.
Um die Leiteranordnung 100, 200, 300, 400, 500 an unterschiedliche Anwendungen anzupassen, kann die Dicke des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 , 501 in Abhängigkeit eines für die Leiteranordnung 100, 200, 300, 400, 500 vorgegebenen Wellenwiderstandes gewählt werden. Die Dicke des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 , 501 kann z.B. zwischen 200 gm und 1000 gm gewählt werden.
Ebenso kann der Abstand zwischen dem ersten Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 und dem entsprechenden zweiten Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525,
528, 529, 538, 539 auf einer Seite des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 , 501 jeweils zwischen 100 pm und 600 pm eingestellt werden.
Um eine herkömmliche Twisted-Pair-Leitung für Ethernet zu ersetzen, können vier Paare von ersten Leitern 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 und vier Paare von zweiten Leitern 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324,
225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 an dem Leiterträger 101 , 201 ,
301 , 401 , 501 angeordnet werden. Die geometrische Anordnung der Leiterbündel 102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535 kann abhängig von den geometrischen Gegebenheiten in der jeweiligen Anwendung gewählt werden. Beispielsweise können die Leiterbündel 102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535 auf dem Leiterträger 101 , 201 , 301 , 401 , 501 nebeneinander angeordnet werden und/oder auf unterschiedlichen Schichten des Leiterträgers 101 , 201 , 301 , 401 , 501 übereinander angeordnet werden.
Als mechanischer Schutz kann ein Mantel um den Leiterträger 101 , 201 , 301 , 401 , 501 und die Leiter 103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526,
527, 536, 537, 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 angeordnet werden.
Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft
BEZUGSZEICHENLISTE
100, 200, 300, 400, 500 Leiteranordnung 101, 201, 301, 401, 501 Leiterträger 102,302,320,321 Leiterbündel
103, 104, 203, 204, 303, 304 erster Leiter 105, 106, 205, 206, 305, 306 zweiter Leiter
210, 211, 212, 213, 214, 215 Feld
322, 323, 326, 327, 403 erster Leiter 324, 225, 328, 329, 405 zweiter Leiter
430 System
431 Steckergehäuse
432, 433 Kontaktfedern
434 T ransceiver
435 Platine
436 Schaltung
502, 520, 521, 535 Leiterbündel
503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537 erster Leiter 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539 zweiter Leiter S1,S2, S3,S4 Verfahrensschritte

Claims

ANSPRÜCHE
1. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) zur Übertragung differentieller
Kommunikationssignale, wobei die Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) aufweist: einen Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ), eine Anzahl von Paaren von ersten Leitern (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326,
327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) wobei jeweils zwei der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind, und eine Anzahl von Paaren von zweiten Leitern (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539), wobei jeweils zwei der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) an ihren Enden elektrisch miteinander gekoppelt sind, und wobei als Leiterbündel (102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535) jeweils einer der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) eines Paares und einer der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225,
328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) und der weitere erste Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) des jeweiligen Paares auf einer zweiten Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) angeordnet sind.
2. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 1 , wobei auf den gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) die ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) und die zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506,
507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) derart angeordnet sind, dass ein erster Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) jeweils einem zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) überlappend gegenüberliegt.
3. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dicke des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) in Abhängigkeit eines für die Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) vorgegebenen Wellenwiderstandes gewählt ist.
4. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 3, wobei die Dicke des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) zwischen 200 gm und 1000 gm liegt, insbesondere bei 400 pm bis 600 pm.
5. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Abstand zwischen dem ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) und dem entsprechenden zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) auf einer Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) jeweils zwischen 100 pm und 600 pm liegt.
6. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) vier Paare von ersten Leitern (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) und vier Paare von zweiten Leitern (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506,
507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) aufweist.
7. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leiterbündel (102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535) auf dem Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) nebeneinander angeordnet sind und/oder auf unterschiedlichen Schichten des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) übereinander angeordnet sind.
8. Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend einen Mantel, welcher den Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) und die Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536,
537, 105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529,
538, 539) umschließt.
9. Herstellverfahren für eine Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) zur Übertragung differentieller Kommunikationssignale, wobei das Herstellverfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen (S1 ) eines Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ),
Anordnen (S2) einer Anzahl von Paaren von ersten Leitern (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) an dem Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ),
Anordnen (S3) einer Anzahl von Paaren von zweiten Leitern (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) an dem Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ), und elektrisch Koppeln (S4) von jeweils zwei der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304,
322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) an ihren Enden und von jeweils zwei der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) an ihren Enden, wobei als Leiterbündel (102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535) jeweils einer der ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) eines Paares und einer der zweiten Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) eines Paares gemeinsam auf einer ersten Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) und der weitere erste Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) des jeweiligen Paares und der weitere zweite Leiter (105, 106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) des jeweiligen Paares auf einer zweiten Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) angeordnet werden.
10. Herstellverfahren nach Anspruch 9, wobei auf den gegenüberliegenden Seiten des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) die ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322,
323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) und die zweiten Leiter (105,
106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) derart angeordnet werden, dass ein erster Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) jeweils einem zweiten Leiter (105,
106, 205, 206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) überlappend gegenüberliegt.
1 1. Herstellverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 9 und 10, wobei die Dicke des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) in Abhängigkeit eines für die Leiteranordnung (100, 200, 300, 400, 500) vorgegebenen Wellenwiderstandes gewählt wird, insbesondere wobei die Dicke des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) zwischen 200 gm und 1000 gm gewählt wird, insbesondere zwischen 400 pm bis 600 pm.
12. Herstellverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei der Abstand zwischen dem ersten Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503,
504, 522, 523, 526, 527, 536, 537) und dem entsprechenden zweiten Leiter (105, 106, 205,
206, 305, 306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) auf einer
Seite des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) jeweils zwischen 100 pm und 600 pm eingestellt wird.
13. Herstellverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 12, wobei vier Paare von ersten Leitern (103, 104, 203, 204, 303, 304, 322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522,
523, 526, 527, 536, 537) und vier Paare von zweiten Leitern (105, 106, 205, 206, 305, 306,
324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) an dem Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) angeordnet werden.
14. Herstellverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 13, wobei die Leiterbündel (102, 302, 320, 321 , 502, 520, 521 , 535) auf dem Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) nebeneinander angeordnet werden und/oder auf unterschiedlichen Schichten des Leiterträgers (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) übereinander angeordnet werden.
15. Herstellverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 14, wobei ein Mantel um den Leiterträger (101 , 201 , 301 , 401 , 501 ) und die Leiter (103, 104, 203, 204, 303, 304,
322, 323, 326, 327, 403, 503, 504, 522, 523, 526, 527, 536, 537, 105, 106, 205, 206, 305,
306, 324, 225, 328, 329, 405, 506, 507, 524, 525, 528, 529, 538, 539) angeordnet wird.
PCT/EP2019/060904 2018-05-24 2019-04-29 Leiteranordnung und herstellverfahren WO2019223958A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980033423.4A CN112154716B (zh) 2018-05-24 2019-04-29 导体装置和制造方法
US17/058,341 US11195639B2 (en) 2018-05-24 2019-04-29 Conductor arrangement and production method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018112478.3 2018-05-24
DE102018112478.3A DE102018112478B3 (de) 2018-05-24 2018-05-24 Leiteranordnung und herstellverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019223958A1 true WO2019223958A1 (de) 2019-11-28

Family

ID=66349539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/060904 WO2019223958A1 (de) 2018-05-24 2019-04-29 Leiteranordnung und herstellverfahren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11195639B2 (de)
CN (1) CN112154716B (de)
DE (1) DE102018112478B3 (de)
WO (1) WO2019223958A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018112478B3 (de) 2018-05-24 2019-11-14 Lisa Dräxlmaier GmbH Leiteranordnung und herstellverfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445534A1 (de) * 1974-09-20 1976-04-01 Siemens Ag Nachrichtenuebertragungsstrecke mit flachbandleitung
US5764489A (en) * 1996-07-18 1998-06-09 Compaq Computer Corporation Apparatus for controlling the impedance of high speed signals on a printed circuit board
US20030230807A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Intel Corporation Circuit board with trace configuration for high-speed digital differential signaling

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5003260A (en) * 1987-05-28 1991-03-26 Auchterlonie Richard C Inductive position sensor having plural phase windings on a support and a displaceable phase sensing element returning a phase indicating signal by electromagnetic induction to eliminate wire connections
US5646368A (en) * 1995-11-30 1997-07-08 International Business Machines Corporation Printed circuit board with an integrated twisted pair conductor
DE10331710B4 (de) * 2003-07-11 2008-05-08 W. L. Gore & Associates Gmbh Bandkabel
US8308509B2 (en) * 2009-11-03 2012-11-13 Cisco Technology, Inc. Multiple-position modular connector employing shielded or filtered signal conductors for reducing electrical noise
DE102012206330B4 (de) * 2012-04-17 2015-11-12 Lisa Dräxlmaier GmbH Verdrillte Leitungen durch Drucktechnologie
TWI503848B (zh) * 2012-07-11 2015-10-11 Adv Flexible Circuits Co Ltd Differential mode signal transmission module
JP2017079197A (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 信号伝送路及び信号処理装置
DE102018112478B3 (de) 2018-05-24 2019-11-14 Lisa Dräxlmaier GmbH Leiteranordnung und herstellverfahren

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445534A1 (de) * 1974-09-20 1976-04-01 Siemens Ag Nachrichtenuebertragungsstrecke mit flachbandleitung
US5764489A (en) * 1996-07-18 1998-06-09 Compaq Computer Corporation Apparatus for controlling the impedance of high speed signals on a printed circuit board
US20030230807A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Intel Corporation Circuit board with trace configuration for high-speed digital differential signaling

Also Published As

Publication number Publication date
CN112154716A (zh) 2020-12-29
CN112154716B (zh) 2024-02-27
DE102018112478B3 (de) 2019-11-14
US20210202130A1 (en) 2021-07-01
US11195639B2 (en) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60012107T2 (de) Kapazitive Übersprechkompensation für einen Nachrichtensteckverbinder
WO2009138168A1 (de) Leiterplatte für elektrischen verbinder und elektrischer verbinder
EP2375501B1 (de) Steckverbinder zur Aufnahme eines mehradrigen Kabels
EP2684253B1 (de) Anschlussvorrichtung und anschlussverfahren für hochfrequente digitalsignale
DE10200858A1 (de) Hochdichtes Hochgeschwindigkeits-Anschlusssystem für asymmetrische Differenzialübertragungs-Anwendungen
EP2805335A1 (de) Datenkabel
DE112015005676B4 (de) Verbinder und Elektrokabeleinheit
EP2979333B1 (de) Steckverbinder mit übersprechkompensation
DE102010061188A1 (de) Abschlussschaltung für einen aktiven Bus eines Controller Area Networks
DE60115141T2 (de) Doppelwendel-Flachbandleitungen
DE102014223119B4 (de) Datenkabel sowie Verfahren zur Herstellung eines Datenkabels
DE102018112478B3 (de) Leiteranordnung und herstellverfahren
EP3163688B1 (de) Anordnung mit zwei über ein verbindungselement miteinander verbundenen datenkabeln
WO2020048890A1 (de) Elektrische verteilervorrichtung, montageverfahren und signalübertragungssystem
EP3485540B1 (de) Kabel mit adapter
DE102018215495A1 (de) Leiterverbindungsstruktur für plattenartige Leitweglenkungselemente
DE102020119282B4 (de) Kontaktvorrichtung
DE102019116333A1 (de) Elektrische leitungsanordnung mit einer art verdrillung und herstellungsverfahren
DE102020115922A1 (de) Steckverbinder und Steckverbinderadapter zur mehrfachen symmetrischen Signalübertragung
EP2068391A2 (de) Einrichtung mit überkreutzter Streifenleitung
DE60031937T2 (de) Vorrichtung und Verbindungsgehäuse für lokales Netz
DE102013005340A1 (de) Elektrische Verbindung mit kapazitiver Kopplung
DE102016224963A1 (de) Steuereinrichtung für ein Bussystem und Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem
EP3236480A1 (de) Kabel und verfahren zur herstellung eines kabels sowie bandleitungselement und verfahren zur herstellung eines bandleitungselements
DE102020105012A1 (de) Folienleiter sowie Kraftfahrzeug mit einem Folienleiter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19720846

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19720846

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1