差分信号电缆制造技术

一种差分信号电缆，包括绝缘芯线、屏蔽层，所述的绝缘芯线由一对并行放置的双导体和和覆盖在双导体上的绝缘介质以及在绝缘介质中间嵌入的中间部位气体空隙构成，中间部位气体空隙和双导体平行。本实用新型专利技术差分信号电缆具有外径小、重量轻、弯曲半径小、更柔软、低损耗的特点。

【技术实现步骤摘要】
差分信号电缆
本技术涉及高速数据传输，特别是一种差分信号电缆。
技术介绍
随着物联网IoT,LTE/LTE-A/5G通信技术的发展，个人计算机、云存储、云计算、服务器、超级计算机的增长，需要能够比以往更快的速度传输数据的差分信号电缆。光纤为远距离和高数据率传输提供了最佳的数据率和性能，这是因为光纤提供了具有低衰减和低误码率的传输。但是，由于昂贵的收发器以及光模块功耗问题，近距离仍需要能够进行高速数据传输的无源铜缆。在处理几Gbps以上的高速数字信号的服务器、路由器、存储器等产品中，设备之间或者设备内的基板之间的信号传输利用差分信号进行的传输，其电连接使用差分信号电缆。授予东京特殊电线株式会社日本特许第4685744号公报公开了一种中空芯体构成的高速数字信号传输电缆，可以减小有效相对介电常数、线缆体积等。然而要适用于25Gbps甚至更高数据率信号传输的时候，通常屏蔽层的金属箔要使用纵包工艺，而这种采用两根绝缘芯线的结构不利于使用纵包工艺：当电缆弯折的时候，金属箔往内部塌陷会使得电缆电气性能不稳定。授予东京特殊电线株式会社专利CN201280054854号公开了一种使用同轴线集合体来构成高速信号传输线缆的方法，描述了同轴构造成的高速信号传输线缆在编织、横向缠绕、CuPET等构成屏蔽层时候的特性。然而由于组成的一根差分信号电缆的两根同轴之间没有耦合，使得组装加工该类型同轴结构电缆需要精确切割长度，尤其是当信号对之间的偏斜(Skew)要求在10ps以内的时候，即使不考虑同轴线缆之间介质的不均匀性(介电常数，电缆线径，导体粗糙程度等)以及成缆长度的偏差，切割长度误差可能都要求小于2mm，这对于1m以上的组件加工相当具有挑战性。授予日立金属株式会社专利CN201320570309号公开了一种在表皮层的外周或屏蔽导体的内周形成微小的沟而形成空隙的电缆，然后差分信号的电磁场主要分布在两根导体之间以及周围，这种方式仍然不能减小有效相对介电常数从而减小电缆体积。授予日立电线株式会社专利CN201210137921号公开了一种绝缘介质构造的方法，该方法可以解决金属箔松弛的问题，然而由于绝缘介质为实体的绝缘介质因而不能有效地减小相对介电常数。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种差分信号电缆，该差分信号电缆具有比传统实心挤出工艺制造的差分信号电缆外径更小、体积更小、重量更轻、弯曲半径更小、更柔软、信号传播速度更快，批量生产时候电缆电气特性(比如SCD21差模到共模转换)一致性更好的特点，原材料成本更低的解决方案。本技术的技术解决方案如下：一种差分信号电缆，包括绝缘芯线和屏蔽层，所述绝缘芯线由一对并行放置的双导体和同时覆盖在所述双导体上的绝缘介质构成，所述绝缘芯线外包裹着屏蔽层，其特点在于所述绝缘介质为一个整体覆盖在所述双导体上，并在所述绝缘介质中有一个及以上的与所述双导体平行的中间部位气体空隙，所述中间部位气体空隙至少有一部分在以双导体的中心连线的中点形成的线为中轴线、1.5*R为半径形成的圆柱覆盖的范围内，并且所述中间部位气体空隙整体的重心在所述双导体的中心连线的中垂面上且距离双导体中心连线的距离D满足D≤1.5*R，其中R为导体的半径。所述绝缘介质中还有一个及以上的中垂面气体空隙，这些中垂面气体空隙各自的重心在所述双导体的中心连线的中垂面上且各自分别距离双导体的中心连线的距离D’满足D’>1.5*R，其中R为导体的半径。所述绝缘介质中还有两个及以上的中垂面对称气体空隙，所述中垂面对称气体空隙沿所述双导体的中心连线的中垂面对称分布。所述绝缘介质中还有两个及以上的中轴线对称气体空隙，所述中轴线对称气体空隙沿所述双导体的中心连线的中点对称分布。所述绝缘介质和双导体之间还分别包裹有第一绝缘介质带。所述绝缘介质和屏蔽层之间还有一根及以上的排流线。所述排流线部分置于绝缘介质中且部分表面不被绝缘介质覆盖，以和所述屏蔽层接触。所述屏蔽层外有第一稳定层，所述第一稳定层采用绕包、纵包、挤出、编织或缠绕工艺构造。本技术的技术效果如下：1、本技术的差分信号电缆，包括绝缘芯线和屏蔽层，所述绝缘芯线由一对并行放置的双导体和同时覆盖在所述双导体上的绝缘介质构成，所述绝缘芯线外包裹着屏蔽层，其特征在于所述绝缘介质为一个整体覆盖所述双导体，并在所述绝缘介质中有一个及以上的与所述双导体平行的中间部位气体空隙，所述中间部位气体空隙至少有一部分在以双导体的中心连线的中点形成的线为中轴线、1.5*R为半径形成的圆柱覆盖的范围内，并且这些中间部位气体空隙整体的重心在所述双导体的中心连线的中垂面上且距离双导体的中心连线的距离D满足D≤1.5*R，其中R为导体的半径。2、绝缘介质作为一个整体覆盖在双导体外周，相对于传统由两根绝缘导体构成一根差分信号电缆的方式，这种整体覆盖使得双导体之间的距离更加稳定，同时双导体外周的绝缘介质为同一时刻相同参数比如温度、挤压压力挤出构成，使得构成的绝缘芯线更加对称因而构造出的差分信号电缆具有更好的差模到共模(SCD21)抑制功能。3、重心在双导体的中心连线的中垂面上且距离双导体的中心连线的距离D>1.5*R(其中R为导体的半径)的中垂面气体空隙所在位置的共模信号具有比差模信号更强的电场，因而通过调整中垂面气体空隙的大小和位置来调整共模信号和差模信号的传播速度差，从而抑制差模共模转换(SCD21)。4、中间部位气体空隙中可以填充氮气、空气等气体，有部分差模电场分布在中间部位气体空隙中，由于这部分为气体介质，相对于传统实心挤出材料更加均匀，相对介电常数更小，因而这种结构构成的绝缘介质相对于传统实心介质可以减小有效相对介电常数，从而减小电缆体积，增加柔软度。5、可以在挤压绝缘介质的时候在绝缘介质外周挤压出凹槽，后续工序再将排流线置入凹槽中；或则可以在挤压绝缘介质的时候则将排流线一起挤出(排流线部分表面置于绝缘介质中)的方法来放置排流线，这样排流线被限位在绝缘介质中以稳固排流线的位置，避免生产过程中以及弯折电缆时候排流线的位置发生相对变动而影响电气性能。6、设置排流线在双导体的中心连线延长线斜上方或则斜下方可以有效减小差分信号电缆的尺寸。总之，本技术的差分信号电缆具有比传统实心挤出工艺制造的差分信号电缆外径更小、体积更小、重量更轻、弯曲半径更小、更柔软、信号传播速度更快，批量生产时候电缆电气特性(比如SCD21差模到共模转换)一致性更好的特点，原材料成本更低的解决方案。附图说明图1表示现有差分信号电缆结构示意图以及共模信号、差模信号电场分布示意图；图1(a)表示导体、绝缘介质、屏蔽层示意图；图1(b)表示差模信号电场分布示意图；图1(c)表示共模信号电场分布示意图；图2表示现有差分信号电缆的差模信号分布示意图；图3表示本技术差分信号电缆实施例1的横截面结构示意图；图4表示本技术差分信号电缆实施例2的横截面结构示意图；图5表示本技术差分信号电缆实施例3的横截面结构示意图；图6表示差分信号电缆1B1的横截面结构示意图；图7表示差分信号电缆1B2的横截面结构示意图；图8表示本技术差分信号电缆实施例4的横截面结构示意图；图9表示本技术差分信号电缆实施例5的横截面结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分信号电缆(1)，包括绝缘芯线(2)和屏蔽层(3)，所述绝缘芯线(2)由一对并行放置的双导体(211、212)和同时覆盖在所述双导体(211、212)上的绝缘介质(22)构成，所述绝缘芯线(2)外包裹着屏蔽层(3)，其特征在于所述绝缘介质(22)为一个整体覆盖在所述双导体(211、212)上，并在所述绝缘介质(22)中有一个及以上的与所述双导体(211、212)平行的中间部位气体空隙(241)，所述中间部位气体空隙(241)至少有一部分在以双导体(211、212)的中心连线的中点形成的线为中轴线、1.5*R为半径形成的圆柱覆盖的范围内，并且所述中间部位气体空隙(241)整体的重心在所述双导体(211、212)的中心连线的中垂面上且距离双导体(211、212)中心连线的距离D满足D≤1.5*R，其中R为导体(211、212)的半径。

【技术特征摘要】
1.一种差分信号电缆(1)，包括绝缘芯线(2)和屏蔽层(3)，所述绝缘芯线(2)由一对并行放置的双导体(211、212)和同时覆盖在所述双导体(211、212)上的绝缘介质(22)构成，所述绝缘芯线(2)外包裹着屏蔽层(3)，其特征在于所述绝缘介质(22)为一个整体覆盖在所述双导体(211、212)上，并在所述绝缘介质(22)中有一个及以上的与所述双导体(211、212)平行的中间部位气体空隙(241)，所述中间部位气体空隙(241)至少有一部分在以双导体(211、212)的中心连线的中点形成的线为中轴线、1.5*R为半径形成的圆柱覆盖的范围内，并且所述中间部位气体空隙(241)整体的重心在所述双导体(211、212)的中心连线的中垂面上且距离双导体(211、212)中心连线的距离D满足D≤1.5*R，其中R为导体(211、212)的半径。2.根据权利要求1所述的差分信号电缆，其特征在于所述绝缘介质(22)中还有一个及以上的中垂面气体空隙(240)，这些中垂面气体空隙(240)各自的重心在所述双导体(211、212)的中心连线的中垂面上且各自分别距离双导体(211、212)的中心连线的距离D’满足D’>1.5*R，其中R为导体(211、212)的半径。3.根据权利要求1所述的差分信号电缆，其特征在于所述绝缘介质(22)中还有两个及以上的中垂面对称气体空隙(242、243)，所述中垂面对称气体空隙(242、243)沿所述双导体(211、212)的中心连线的中垂面对称分布。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成，
申请(专利权)人：郑成，
类型：新型
国别省市：重庆,50