用于超高速数据传输的USB电缆制造技术

技术编号:14707187 阅读:58 留言:0更新日期:2017-02-25 18:21
本发明专利技术提供了一种用于在至少10GHz的频率下以超高速传输数据的USB电缆,所述电缆包括护套,以及位于在所述护套内的至少一条电力电缆和多个用于以最高达每通道10Gbps的速度传输所述数据的屏蔽绝缘导体,所述绝缘导体的绝缘体在10GHz下表现出不高于0.00035的耗散因数,并且包含可熔融制造的全氟聚合物,例如四氟乙烯/六氟丙烯共聚物或四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物。

【技术实现步骤摘要】
相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2015年7月22日提交的美国临时申请No.62/195593的权益。
技术介绍

本专利技术涉及用于操作以在至少10GHz以及甚至至少15GHz的频率下以超高速传输数据的USB电缆。相关领域的描述通用串行总线或“USB”电缆是包含用于在电子器件之间传输低压差分信号(数据)的多个绝缘导体的电缆,并且在这些器件外部用作互连装置。绝缘导体的屏蔽物将防止外部信号干扰。这与RF电缆(天线导线)相反,RF电缆由单个绝缘导体组成以用于接收和发送射频电磁波(外部信号),并且其被定位在电子器件内部。绝缘导体的屏蔽物将使天线导线无法工作。USB2.0电缆电子地表征为能够在0.4GHz的最大频率下以0.480Gbps(千兆位/秒)的最高速度传输数据。在该频率下传输数据的绝缘导线的信号损失(衰减)为-5.80dB/m。USB3.0电缆电子地表征为其32AWG绝缘绞合导体的屏蔽差分对能够在7.5GHz的最大频率下以每通道5Gbps的最高速度传输电缆,这对于利用32AWG绝缘绞合导体的典型构造导致-7.1dB/m的衰减。与用于USB2.0电缆的0.480Gbps的最高速度相比,用于USB3.0电缆的每通道5Gbps的最高速度已被USB开发者论坛(USBImplementersForum,USB-IF)定义为超高速(Gen1)。USB2.0和USB3.0电缆中的数据传输导体的绝缘体通常为聚烯烃,例如聚乙烯。然而,USB3.1电缆和USB3.1C型电缆可在10GHz的频率下达到每通道10Gbps的最高速度,并且这种信号传导速率被定义为SuperSpeedPlus(SuperSpeed+)或SuperSpeedGen2。尽管事实上随着频率增加,衰减也增加,但USB3.1C型电缆在10GHz下仅限于衰减至-7.2dB/m(使用32AWG绞合导体的双绞线对结构),这只是从USB3.0电缆衰减的较小增加。如果USB3.1电缆在USB3.0电缆的较低的7.5GHz频率下工作,则USB3.1电缆的衰减降至-5.9dB/m(使用32AWG绞合导体的双绞线对结构),这表明当频率从7.5GHz增加至10GHz时,衰减的增加相对较大。当AWG导线尺寸减小(即,导体直径变得更小)时,由增加电缆工作的数据信号频率而引起的衰减增加的问题加重。优选的较小直径导体为34AWG。32AWG绞合导体(7股捻在一起的导线,每股的直径为0.083mm)的直径为9.8密尔(0.249mm)。34AWG绞合导体的直径为仅7.9密尔(0.201mm)。伴随着导体直径的这种减小,34AWG绞合导体的衰减增加-1.2dB/m。问题是如何适配USB3.0电缆,使得其将会与USB3.1电缆性能一样。
技术实现思路
本专利技术通过以下所述解决了该问题:提供用于在至少10GHz的频率下超高速传输数据的USB电缆作为一个实施例,其包括护套,以及位于在所述护套内的至少一条电力电缆和用于以每通道10Gbps的速度传输所述数据的多个屏蔽绝缘导体,所述绝缘导体的绝缘体在10GHz下表现出不高于0.00035的耗散因数并且包含可熔融制造的全氟聚合物。当能够以最高达每通道10Gbps的速度传输数据时,所述多个绝缘导体也能够在15GHz下以最高达每通道10Gbps的速度传输数据。传输的数据是数字,而不是无线电波。以最高达每通道10Gbps的速度传输数据的绝缘导体是彼此串联工作以实现数据传输的绝缘导体的屏蔽差分对(SDP)。本专利技术的USB电缆(包括USB3.1电缆和USB3.1C型电缆)通过在10GHz下满足衰减(差分插入损耗)目标的屏蔽差分对而表现出如下可接受的衰减:按AWG导线尺寸计:来源:USB3.1C型电缆和连接器说明书(USB3.1typeCCableandConnectorSpecification),版本1.1,2015年4月3日,用于微型同轴电缆的绞合导线中心导体。本专利技术的USB电缆中的屏蔽差分对表现出比这些目标更低的衰减。相同说明书叙述了不同AWG尺寸的绝缘双绞线和双轴电缆对的绞合导线导体的衰减(差分插入损耗),将其以引用方式并人本文。优选地,在存在于本专利技术的USB电缆中的绝缘导体上确定的全氟聚合物的耗散因数不大于0.00035,更优选不大于以下耗散因数:0.00034、0.00033、0.00032、0.00031、0.00030、0.00029、0.00028、0.00027、0.00026或0.00025,这些耗散因素全部在10GHz下测定。除非另外指明,否则本文提及的本专利技术的USB电缆中的绝缘导体是指在10GHz下的超高速数据传输绝缘导体。这些绝缘导体作为屏蔽差分对进行将数据传输。令人惊奇的是,本文所述的全氟聚合物绝缘体使得绝缘导体能够表现出低的衰减,如将在具体实施方式中论述的。优选地,本专利技术的USB电缆的绝缘导体的绝缘体的共聚物具有总量不超过10个/106个碳原子的热不稳定端基,值得注意的是以下基团:-CONH2、-COF、-COOH、-CH2OH和-COOCH3。-COOH端基包括-COOH和-COOH二聚体两者。这些端基的热不稳定性本身表现为在熔融处理期间挥发物增加,并且在数据(信号)传输期间这些端基经受极化作用。在本专利技术的一个实施例中,本专利技术的USB电缆的绝缘导体为同轴电缆,所述同轴电缆中的每一者均包括屏蔽物,即所述绝缘导体中的每一者均被屏蔽。优选地,同轴电缆每一者中的导体的直径不超过9.8密尔(0.249mm),并且绝缘导体绝缘体的绝缘体厚度不超过8.2密尔(0.21mm)。更优选地,绝缘体厚度不超过7.3密尔(0.19mm),甚至更优选不超过6.4密尔(0.16mm)。另一种优选是,同轴电缆每一者中的导体的直径不超过7.9密尔(0.201mm),并且所述绝缘导体的绝缘体厚度不超过6.4密尔(0.16mm)。更优选地,绝缘体厚度不超过5.6密尔(0.14mm),甚至更优选不超过4.9密尔(0.12mm)。这些绝缘体厚度满足用于同轴电缆绝缘体的45欧姆±3欧姆的阻抗规格。对于绞合导体(由多股捻在一起的导线制成的导体),9.8密尔(0.249mm)和7.9密尔(0.201mm)直径分别是指32AWG导线尺寸和34AWG导线尺寸,该绞合导体是用于在本专利技术的USB电缆中的微型同轴电缆和双绞线对以及双轴电缆对的绝缘导体中使用的优选导体。绞合导线导体比导体为实心线时更柔韧。在本专利技术的另一个实施例中,本专利技术的USB电缆的绝缘导体为屏蔽双绞线对。优选地,本专利技术的USB电缆的双绞线对中的每个绝缘导体的导体具有不超过7.9密尔(0.201mm)的直径,并且绝缘导体的绝缘体厚度不超过5.6密尔(0.14mm),优选不超过5.1密尔(0.13mm),更优选不超过4.5密尔(012mm)。另一种优选是,双绞线对实施例中的绝缘导体的导体具有不超过9.8密尔(0.249mm)的直径,并且所述绝缘导体的绝缘体厚度不超过7.0密尔(0.18mm),优选不超过6.3密尔(0.16mm),更优选不超过5.6密尔(0.14mm)。在本专利技术的另一个变型中,本专利技术的USB电缆的绝缘导体为屏蔽双轴电缆(双股电缆)。在一个实施例中,本专利技术的USB电缆的双轴电缆对本文档来自技高网
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<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/59/201610586188.html" title="用于超高速数据传输的USB电缆原文来自X技术">用于超高速数据传输的USB电缆</a>

【技术保护点】
一种USB电缆,用于在至少10GHz的频率下以超高速传输数据,所述电缆包括护套,以及位于在所述护套内的至少一条电力电缆和多个用于以最高达每通道10Gbps的速度传输所述数据的屏蔽绝缘导体,所述绝缘导体的绝缘体在10GHz下表现出不高于0.00035的耗散因数并且包含可熔融制造的全氟聚合物。

【技术特征摘要】
2015.07.22 US 62/1955931.一种USB电缆,用于在至少10GHz的频率下以超高速传输数据,所述电缆包括护套,以及位于在所述护套内的至少一条电力电缆和多个用于以最高达每通道10Gbps的速度传输所述数据的屏蔽绝缘导体,所述绝缘导体的绝缘体在10GHz下表现出不高于0.00035的耗散因数并且包含可熔融制造的全氟聚合物。2.根据权利要求1所述的电缆,其中所述耗散因数不超过0.00031。3.根据权利要求1所述的USB电缆,其中所述绝缘导体为同轴电缆,所述绝缘导体中的每一者均被屏蔽。4.根据权利要求3所述的USB电缆,其中每个所述同轴电缆中的导体的直径不超过9.8密尔(0.249mm),并且所述绝缘导体绝缘体的绝缘体的厚度不超过8.2密尔(0.21mm)。5.根据权利要求4所述的USB电缆,其中所述绝缘体的所述厚度不超过6.4密尔(0.16mm)。6.根据权利要求3所述的USB电缆,其中每个所述同轴电缆中的导体的直径不超过7.9密尔(0.201mm),并且所述绝缘导体的绝缘体的厚度不超过6.4密尔(0.16mm)。7.根据权利要求6所述的USB电缆,其中所述绝缘体的所述厚度不超过4.9密尔(0.12mm)。8.根据权利要求1所述的USB电缆,其中所述绝缘导体为双绞线对或双轴电缆对中的任一者,所述对中的每一者均被屏蔽。9.根据权利要求8所述的USB电缆,其中所述双绞线对中的所述绝缘导体的导体具有不超过7.9密尔(0.201mm)的直径,并且所述绝缘导体的绝缘体的厚度不超过5.6密尔(0.14mm)。10.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员:GA查普曼SK文卡塔拉曼RT杨肖咸江张雷鸣
申请(专利权)人:科慕埃弗西有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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