[发明专利]具有改进型屏蔽结构的电缆

说明书

本发明涉及一种电缆，它具有至少两根绝缘信号导线和一根与屏蔽层保持接触的漏电导线，屏蔽层沿电缆长度方向包裹信号导线。

现代信号传输电缆一般沿电缆长度方向用薄导电箔屏蔽，并且包含一根与箔保持接触的漏电导线用以端接箔屏蔽层。图1中的10表示这种传输电缆。电缆10包括一对绝缘信号导线12和14及一根非绝缘的漏电导线16，如图中所示，三根导线并排排列。导电屏蔽材料层18包裹三根导线组，以使屏蔽层与非绝缘的漏电导线保持电接触。该屏蔽层可防止电缆辐射，同时隔离附近的或杂散信号。这种具有平缓结构的电缆其优势在于便于线路敷设和其他某些应用中的电缆控制工作。当这种电缆用于具有相当快的上升时间和高比特率的差动逻辑信号传输时，沿两根信号导线12和14的信号传输时延就变得十分重要。图1中示出的气隙20导致屏蔽层与两根信号导线间的不对称电容耦合。由于气隙对导线12上信号的影响大于对导线14上信号的影响，使其具有不同的介电常数，因此引起两个信号的传输时延不同。在快速开关电路、高速时钟信号线路和长距离电缆结构中，这种传输时延差，会导致输出信号达不到阈值，即或是达到了阈值，也会由于信号脉冲太窄而使其缺乏足够的能量被识别为一个数据位，因而造成奇偶校验错误。解决这一问题的办法是在空间22中安置漏电导线，并贴着两根信号导线的绝缘层外侧。然而，这样又在原平面上增加了一个凸度，因此，不利用许多应用时的安装。此外，这种排列使得通过自动设备端接漏电导线变得困难。

因此，本发明的目的是提供一种传输电缆，其信号导线应具有基本相同的传输时延，同时通过将漏电导线布置在与两根信号导线具有同一中心线的位置使其保持理想的平缓轮廓。

本发明揭示的屏蔽电缆包含至少两根并排排列的绝缘导线，从而使得它们的轴限定一个平面，还包括一个屏蔽层，以及其轴线的位置与所述平面基本上平行的一条非绝缘漏电导线，其特征在于，所述的屏蔽层完全围绕所述的两条绝缘导线延伸，但并不在这两条导线之间，从而形成一个全屏蔽包裹层，而且，所述屏蔽层也部分在所述全屏蔽包裹层之上延伸，从而形成一个部分屏蔽包裹层，使得所述的非绝缘漏电导线位于所述全屏蔽包裹层和所述部分屏蔽包裹层之间。

以下将通过例示参照附图对本发明进行说明：

图1为工业中常见的传输电缆的截面图。

图2为图1中所示电缆的时延偏移的图形表示。

图3、4、5为由时延偏移所造成的输出信号的图形表示。

图6是对本发明进行图示讲解说明的传输电缆截面图。

图2为图1中一对绝缘导线12和14传输时延的图形表示，在工业中称其为“时延偏移”。以下对将其用于本发明时，造成时延偏移的原因之一做简短的讨论。

在电缆的输入端30处给两根信号导线施加一个信号，每根导线上用单脉冲32表示。注意，在差动模式中，这两个脉冲应有180度的相位差，但为说明清楚起见，以同相位示之。当信号到达电缆输出端34时，脉冲向右侧偏移，如图2所示，其偏移量与该特别类型和长度的电缆的传输时延相等。这些有了偏移的脉冲用36和38表示。值得注意的是，导线14的传输时延是tD₂，而导线12的时延比它小，为tD₁，这是由气隙20所致。工业中所称的时延偏移定义为tD₂-tD₁的

绝对值。这种时延偏移用图3、4、5做了进一步的图解说明。在图3中，用脉冲形式40和42表示的差动信号施加在导线12和14的输入端上。如果在该点取样输出信号，该信号看去和脉冲44一样，其峰值均在阈电压46之上，并具有一个全宽持续时间。若在距电缆输入端较远处的一点取样输出信号，脉冲42的位置相对脉冲40的位置会有所滞后，造成明显的时延偏移。这会造成类似于图4中脉冲48的输出信号。注意，脉冲48超出阈电压部分的宽度比图3中脉冲44的宽度要窄得多。同样，若在沿电缆方向更远处取样输出信号，则时延偏移更大，造成非常窄的脉冲宽度，如图5中的50所示。虽然脉冲50确实超出阈电压，但由于其超出部分太窄，以至于没有足够的能量作为一个有效数据位被接收。若时延偏移进一步增大，脉冲50可能达不到阈电压46，上述任何一种情况都会造成奇偶校验错误。例如，图1所示电缆的典型时延偏移是每英尺42微微秒，对于100英尺长的电缆，其时延偏移为4.2毫微秒。在高频应用中，如500兆赫兹及以上，其脉冲宽度只有1毫微秒或更少，4.2毫微秒的时延偏移是绝对无法工作的。