具有绞合线对的线缆制造技术

本发明专利技术涉及一种线缆(10)，特别是USB线缆，该线缆(10)包括至少两个线对(12、14、16)，其中每个线对均设计用于传输差分数据信号；沿线缆的纵向(L)，所述至少两个线对(12、14、16)围绕共同的绞合中心(20)呈螺旋线形状地延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有绞合线对的线缆
本专利技术涉及一种具有至少两个线对的线缆，其中线对被构造成用于传输差分数据信号。特别地，本专利技术涉及一种例如USB3.0线缆或USB3.1线缆的USB线缆。
技术介绍
USB信号的传输对于极其广泛的技术应用领域是必要的。例如，为了允许插接USB设备，在车辆的后部可能需要USB插座，这意味着需要将USB线缆从前部穿过车辆引到后部。在不同场所(办公室、公共机构、交通工具等)也可能需要用于连接USB设备的USB插座或USB连接，由此，为了该目的需要在这些场所设置USB线缆。传统的USB2接口(例如USB2.0接口)仅具有一个信号线对(D+和D-)和用于供电的线对(GND、VBUS)。数据传输经由信号线对对称地进行，数据信号(“信号部”)通过信号线对中的一根线传输、相应的反向数据信号(“参照部”)通过另一根线传输。为此，为了使传输干扰最小化，用于传输USB2信号的线缆使用两根捻合的和被遮蔽的线作为信号导体对。信号接收器决定了经由信号线对差分传输的数据信号的差分电压，使得作用在信号线对的两根线上的相同程度的信号干扰被消除。几年前引入了USB3标准。除了上述连接(D+、D-、GND、VBUS)之外，USB3接口(例如USB3.0接口)具有至少另外两个信号线对(SSTX+和SSTX-；SSRX+和SSRX-)。差分数据信号经由这两个信号线对中的各个信号线对传输。总体而言，这允许实现比传统的USB2标准更高的数据速率。图2示出了传统的USB3.0线缆。图2示出了三个捻合线对(捻合对112、114、116)，其中各个捻合线对均构造用于传输差分数据信号。漏极引线115形式的接地导体能够设置成邻近捻合线对。除此之外，设置两根(未加捻)的线122、124用于供电。单独的线对被箔屏蔽件包围，并且所有的线都被共用屏蔽件130和保护鞘150包围。此外，为了保证线缆截面为圆形，可以设置填料元件140。已经发现，在这种传统的线配置中，取决于线缆中的线对的路径和线对之间的距离，各单独线对之间可能发生不同强度的串扰。另外，传统的USB3.0线缆相对较厚，使得简单且节省空间的安装变得困难。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是使上述类型的线缆更加紧凑并且同时保证抵抗外部干扰和由相邻的线对引起的干扰的满意的保护。根据本专利技术，该目的通过根据方案1的线缆得以解决。本专利技术的有利的进一步发展描述在从属方案中。在根据本专利技术的线缆中，至少两个线对围绕共同的绞合中心呈螺旋线形状沿着线缆的纵向延伸。换言之，线对的各根线并非总是捻合在一起；而是线对围绕共同的绞合中心绞合在一起。另外，由于根据本专利技术的绞合，各线对的相互路径(mutualpath)和沿着线缆与相邻线对的距离都是预定的，使得能够预期每线缆单元长度的可预测的、恒定的串扰水平。此外，由于围绕绞合中心的各线对的有序的路径，能够使线缆更紧凑并因此比传统线缆更薄且更省空间，因此能够降低投入安装的努力和降低运输成本。与如图2所示的例如USB3.x线缆的具有可比较的内导体或线截面的传统线缆比较，根据本专利技术的线对配置使线缆直径降低约20％至约40％、特别地降低约30％。例如，具有可比较的线截面的传统USB3线缆的线缆直径在7mm至8mm之间。相比之下，根据本专利技术的USB3线缆具有5mm至6mm之间的线缆直径，特别地具有约5.5mm的线缆直径。优选地，根据本专利技术的线缆具有围绕共同的绞合中心呈螺旋线形状延伸的正好三个线对。如果线缆是USB3.x线缆，则三个线对代表上述的导体对SSTX+和SSTX-；SSRX+和SSRX-；D+和D-。可选地，也能够构造用于差分信号传输的四个和更多个线对。为了实现线缆的特别紧凑的设计，已经证实有利的是：共同的绞合中心包括一根附加的线，该附加的线优选地在线缆的中央延伸，该附加的线特别是USB线缆的载流线(VBUS)。通过具有沿线缆中央延伸的附加线的形式的绞合中心，其中线对围绕该绞合中心呈螺旋线形状延伸，也能够通过简单的方式，在不需要大量的填料元件的情况下，保证线缆的期望的圆度。优选地，附加线具有截面面积比差分线对的导体的截面面积大的导体。一方面，这能够有助于围绕附加线的绞合的制造。例如，附加线的截面面积能够根据待围绕附加线绞合的线对的数量增加。此外，更高的电流强度或更高的电功率能够经由具有更大导体截面的线来传导。线对中各线的导体直径优选地小于附加线的导体直径的一半。为了允许例如通过USB接口的移动设备的快速充电所需的可能必要的2A或者更高的高电流强度，已经证实有效的是：附加线的导体的截面面积是大于0.5mm2且小于1.5mm2、特别地大约为0.75mm2。特别是根据本专利技术的线缆用于汽车应用中时，由于已经能够经由根据本专利技术的线缆传导高电功率，所以在这种情况下可以免去除USB线缆之外的附加电缆的铺设。优选地，附加线的导体包括十根或更多的、特别地15根或更多的铜线，铜线具有小于0.5mm、特别地小于0.25mm的直径。在HF技术方面，附加线的绝缘材料能够由“差”的材料、也就是说具有高耗散因子或高衰减的材料构成。例如，附加线的绝缘是聚氯乙烯(PVC)绝缘。这样，能够抑制线缆内的能够例如导致SSTX/SSRX-线对之间的耦合增加的干扰的传播。USB线缆通常具有屏蔽件，该屏蔽件为例如编织屏蔽件的形式。优选地，这种包围所有线对的共用屏蔽件也设置在根据本专利技术的线缆中。该屏蔽件优选地接地并且特别优选地形成线缆的接地导体(GND)。这意味着能够在线缆中去除以附加线形式出现在传统USB线缆中的接地导体(图2中的附图标记124)。换言之，存在的屏蔽件形成接地导体，因此能够进一步提高线缆的紧凑性，同时保持屏蔽效果。特别地，在这种情况下能够以单线即USB线缆的载流线的形式设计绞合中心，因为不存在其它产生干扰的线，所以这使得绞合线缆的制造变得更加简单。为了实现对于外部干扰的有效抑制，已经证实有效的是：各线对的螺旋线形状的节距大于40mm且小于120mm，优选地大于60mm且小于100mm，特别地为约80mm。节距是为了绕绞合中心缠绕360°，线对所需要的沿线缆的纵向的距离的长度。与此同时，优选地在贯穿线缆的(所有)截面平面中，线对中的线之间的距离小于相邻线对之间的距离。特别地，至少两个线对中的两根线彼此直接相邻，同时它们与相邻最近的线对保持一定距离。为此，能够在各线对之间设置分隔元件，其中分隔元件能够与线对一起围绕共同的绞合中心绞合。因此，各线对以特别有序和紧凑的排列方式贯穿所述线缆。在本专利技术的可选的实施方式中，至少两个线对中的两根线设置为彼此相邻，同时至少第三线对中的两根线设置为彼此间隔开一定距离。例如，第三线对中的两根线配置在绞合中心的相反两侧和/或相对于另外两个线对偏移约90°。优选地第三线对是USB线缆的高速线对(D+和D-)，其它两个线对是USB线缆的超高速线对(SSTX+和SSTX-；SSRX+和SSRX-)。重要的是至少一个第三线对的线也围绕共同的绞合中心绞合。优选地，至少两个线对具有独立的屏蔽件，该屏蔽件优选地为包住线对的箔屏蔽件的形式。为了实现紧凑的配置，各线对的箔屏蔽件由此能够相切地抵靠着形成绞合中心的附加线。在本专利技术的第一个可能的实施方式中，线缆的所有线对，在USB3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线缆(10)，其具有构造用于差分数据信号传输的至少两个线对(12、14、16)，所述线缆特别是USB线缆，其特征在于所述至少两个线对(12、14、16)围绕共同的绞合中心(20)呈螺旋线形状地沿线缆的纵向(L)延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.28 DE 202014009498.51.一种线缆(10)，其具有构造用于差分数据信号传输的至少两个线对(12、14、16)，所述线缆特别是USB线缆，其特征在于所述至少两个线对(12、14、16)围绕共同的绞合中心(20)呈螺旋线形状地沿线缆的纵向(L)延伸。2.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于围绕所述共同的绞合中心(20)呈螺旋线形状延伸的三个线对(12、14、16)，其中所述线缆(10)优选为USB3线缆。3.根据权利要求1或2所述的线缆，其特征在于，所述共同的绞合中心(20)包括附加线(22)，所述附加线(22)优选地在所述线缆的中央延伸，所述附加线(22)特别地为USB线缆的载流线。4.根据权利要求3所述的线缆，其特征在于，所述附加线具有导体(24)，该导体(24)具有比所述线对(12、14、16)的导体(25)的截面面积大的截面面积。5.根据权利要求3或4所述的线缆，其特征在于，所述附加线(22)的所述导体(24)的截面面积大于0.5mm2且小于1mm2，特别是约0.75mm2。6.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于包围所有线对(12、14、16)的共用接地屏蔽件(30)，所述共用接地屏蔽件优选地形成USB线缆的接地导体。7.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，所述线对(12、14、16)的螺旋线形状的节距大于40mm且小于120mm，优选地大于60mm且小于100mm，特别地为约80mm。8.根据前述权利要求中的至少一项所述的线缆，其特征在于，在通过所述线缆的截面平面中，线对(12)的线(13)之间的距离小于相邻的线对(12，14)之间的距离。9.根据前述权利要求中的至少一项所述的线缆，其特征在于，至少两个线对(12、14、16)，特别地所有的线对，均具有独立的屏蔽件(15)，所述屏蔽件优选地为包住线对的箔屏蔽件的形式。10.根据前述权利要求中任一项所述的线缆(10”)，其特征在于，至少一个附加线对(116)不具有独立的屏蔽件，其中所述附加线对(116)的线配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·昆茨，G·阿姆布雷希特，T·洛丁，
申请(专利权)人：罗森伯格高频技术有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE