[实用新型]差动信号用电缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及从几m到几十m传输10Gbps以上的高速数字信号的信号波形劣化小的差动信号用电缆。 

背景技术

在处理几Gbps以上的高速数字信号的服务器、路由器、存储器产品中，设备之间或者设备内的基板之间的信号传输使用利用差动信号进行的传输，其电连接使用差动信号用电缆。 

在利用差动信号进行的传输中，用两条导线传输使相位反转180度的信号，在接收侧将接收的各信号的差分进行合成、输出。在两条导线流动的电流朝向互相相反的方向流动，因此能减小从传输线路辐射的电磁波，且从外部受到的噪音在两个导线相等地重叠，因此在接收侧将差分合成输出，从而能抵消噪音所产生的影响。基于这些理由，高速信号总会使用利用差动信号进行的传输。 

作为差动信号用电缆，有将用绝缘体覆盖导线的两个绝缘电线绞合而成对的双股扭绞电缆。双股扭绞电缆廉价且平衡性优良，弯曲也容易，因此在中距离的信号传输中被广泛使用。但是，该双股扭绞电缆一般没有相当于接地的导体，因此容易受到放置在电缆附近的金属的影响，存在电缆的特性阻抗不稳定的问题。因此，在几GHz的高频区域，信号波形容易变形，不太用于几Gbps以上的传输线路。 

另一方面，将两条绝缘电线不绞合地并排排列并将其用屏蔽层覆盖的电缆称为同轴（ツイナツクス）电缆。同轴电缆与双股扭绞电缆相比，两条导线之间的物理长度之差小，且屏蔽层设置成覆盖两条绝缘电线，因此即使在电缆附件放置金属，特性阻抗也不会变得不稳定，抗噪音性也高。同轴电缆用于以较高速来进行短距离的信号传输，在屏蔽层使用由附有金属箔的带或编组状的线材覆盖的部件。此外，还可以结合漏极线等。例如，图3所示的差动信号用 电缆31表示在专利文献1中公开的同轴电缆的一个实例。在该差动信号用电缆31中，在将信号用的导线32用绝缘体33进行绝缘后的两条绝缘电线34纵向添加漏极线35，并以螺旋状卷绕在塑料带（塑料薄膜）36上粘贴有金属箔37的附有金属箔的带38，并将其周围用封套39覆盖来保护内部。 

此外，如图4（a）、（b）所示的差动信号用电缆41与图3的差动信号用电缆31同样地表示在专利文献1公开的同轴电缆的一个实例。在该差动信号用电缆41中，将用绝缘体43使信号用的导线42绝缘后的两条绝缘电线44纵向添加（卷烟状）在塑料带45上粘贴金属箔46的附有金属箔的带47。在附有金属箔的带47和绝缘电线44之间配置漏极（ドレイン）线48，漏极线48与附有金属箔的带47的导电面（金属箔46）接触且接地。再有，在附有金属箔的带47的外侧由封套49覆盖，保护内部。 

专利文献1：特开2002-289047号公报 

如上所述，为了传输差动信号，通常使用同轴电缆。 

但是，如图3的差动信号用电缆31那样，在将附有金属箔的带38以螺旋状卷绕而形成屏蔽层的情况下，在电缆衰减量的频率特性中，产生如图5所示那样的急剧落入（衰减量的急剧增加）、即“下陷”（サツクアウト）。 

这起因于：如图6所示，附有金属箔的带38由金属箔37和塑料带36这两层构成，在将附有金属箔的带38以螺旋状卷绕时重合的部分中，位于卷绕内侧的附有金属箔的带38和位于卷绕外侧的附有金属箔的带38的金属箔37彼此成为由塑料带36绝缘的状态，且该结构周期地重复存在。 

通常，由于在以30mm左右的卷绕间距中，在12GHz附近出现衰减区域，因此在几Gbps的传输中，不需要到达这么高的频率区域所以没有问题，但是，在下一代的10Gbps以上的高速信号传输用途中，受其影响较大，例如，在25Gbps的信号中，其基本波为12.5GHz，因此因12GHz周边的下陷而会使信号较大地衰减。 

另一方面，如图4的差动信号用电缆那样，在纵向添加附有金属箔的带47的情况下，不存在金属箔46周期性重叠的部分，因此不会产生上述那样的“下陷”。但是，在纵向添加的情况下，在弯曲差动信号用电缆41时，在结构上不能吸收附有金属箔的带47的伸、缩，因此经常发生附有金属箔的带47 弯曲，或者起皱褶或者断裂。 

在发生弯曲，起皱褶等时，电缆的对称性破坏，因此出现作为两条导线42的传输时间差的“偏差”增加，或者从对称性破坏的部分漏出电磁场而使EMI（电磁干扰）量增加的问题。 

因此，纵向添加附有金属箔的带47后的差动信号用电缆41仅能用于几乎不弯曲的用途。此外，此类现象（附有金属箔的带47的弯曲、起皱褶等）不仅在电缆完成后发生，也在电缆制造工序中的“卷绕工序”、“扭绞工序”等中发生，还影响到产品的成品率下降，因此还存在稳定的生产非常难的问题。