CN1185630A - 旨在减小串扰的多芯电缆的多导线和双导线的接点对的布局 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旨在减小串扰的多芯电缆的各导线和双导线(1,2;3,4,5,6;7,8)的接点对的布局,其中双导线(1,2;3,4;5,6;7,8)的接点对或导线对形成彼此平行不重叠的部位F_1,2;F_3,4;F_5,6;F_7,8,且双导线(1,2;3,4;5,6;7,8)或导线对都配置在其毗邻的双导线(1,2;3,4;5,6;7,8)的等电位线上。

Description

旨在减小串扰的多芯电缆的 多导线和双导线的接点对的布局

本发明涉及旨在减小串扰的多芯电缆的多导线和双导线的接点对的布局。

毗邻的两个接点对之间存在着磁和电耦合，因而一个接点对会在毗邻的各接点对中感应出电流，影响着电荷，从而产生串扰。

一般减小串扰的解决办法有好几种，例如将各接点对彼此屏蔽起来。这种解决办法的缺点是生产开支和有关成本提高了。场强的绝对值是随着两接点之间间距的增大而减小的，因而另一种可能的解决办法是令各接点对彼此间隔很大的间距配置，同时将接点对两接点之间的间距选得非常小。这种布局的缺点是体积庞大，违反了紧凑设计的要求。此外，还可以设法补偿现有的串扰，但这在技术上非常复杂，而且受到实际条件的限制。

另一种可能的解决办法是将接点对布置成使串扰因电磁场的状况而减小。为达到此目的，有人提出将双导线的接点对配置成使各双导线的接点对所界定的部位彼此垂直。在这种情况下，若电磁场的分布遵守一定的对称条件，则可以把接点对配置在其毗邻接点对的等电位表面上，从而使各接点对处于电和磁去耦状态。在这种情况下，各接点对可配置得使各接点对界定的部位相交。这样做的效果是各导线在连接到传输线路的部位彼此交错，从而产生另一串扰。因此，最好使接点对既定的部位不相交。公知的没有交叉部位的布局有这样的缺点：需要的空间大，而且连接平面是变化的。原理相同因串扰引起的问题也发生在多芯电缆的情况。

因此，本发明的目的是提出一种将多芯电缆的多导线和双导线的接点对配置得既紧凑、易于触及，又使串扰最小的布局。

解决上述问题的办法如下：

令双导线的接点对彼此平行且没有形成叠合的部位，各双导线都配置在其毗邻的各双导线的等电位线上。

双导线各接点对的间距在各情况下都相同。

所有正向导线和所有返回导线在各情况下都配置在一个平面上。

多芯电缆的导线对则配置得彼此平行，没有形成叠合的部位，且各导线对配置在其毗邻导线对的等电位线上。

接点对如上述那样的配置方式，即接点对所界定的部位都彼此平行，且各接点对都配置在其相邻各接点对的等电位线上，使各接点对彼此配置得既紧凑又易于触及，其中各毗邻的接点对处于电和磁去耦状态，从而避免串扰。这种解决办法同样适用于多芯电缆，各毗邻的导线对都配置在导线对的等电位面上。本发明其它有益的实施例见上述第二至第四种的解决办法。

各接点在各种情况下都设计成等间距，因而双导线与后面各电缆的连接能以机械化的方式简易地进行。在另一个最佳实施例中，所有正向导线和所有返回导线都配置在同一个平面上。

下面借助于最佳实施例更详细地说明本发明。附图中：

图1示出了双导线的电磁场分布情况；

图2示出了第二平行双导线在第一双导线的电磁场分布中接点的配置情况；

图3示出了4×2接插件的接点布局情况；

图4示出了计算最佳角的示意图。

图1示出了双导线1，2的电磁场分布情况，H为磁场线，E为电场线。第一双导线1，2对第二双导线3，4的磁串扰与这种布局的互感成正比。互感是把双线1，2的磁场强度H对部位F_3，4积分得出的，部位F_3，4则由以双导线3，4的线路导线所限定的： $M=U_0\underset{F_{\mathrm{3,4}}}{\∫\∫}{\stackrel{\→}{H}}_{12}(x,y,z)d\stackrel{\→}{F}$

在这种情况下，磁场强度H只有垂直表面F_3，4的分量才与此表量矢量积有关。此面积分表示通过两导线3与4之间的磁通量。两导线3，4位于公共磁场线H上时，此磁通量等于0。能经负荷阻抗流出因而产生串扰的感应(influence)电荷是在导线3，4由双导线1，2的电场E所产生的。双导线1，2的电场E在两个导线3，4之间产生

的电位差。

这是电场线E上从导线3至导线4的线积分，电场强度E垂直于导线3，4界定的部位F_3，4时，电位差等于0。矢量电场E还可以用标量电位表示，即垂直于电场线E延伸的电位线。在电去耦的情况下，于是需要将两导线3，4配置在电位的等电位面上。由于电场线E与磁场线H彼此垂直，因而电位线的轮廓与磁场线H的轮廓相同。这就是说，同样，在线路导线的情况下，磁去耦的布局也必然是电去耦。由于导线的长度是有限的，因而导线附近的电场E因表面构成等电位面而畸变。然而，在间距较大的情况下，这些偏差可以忽略不计。

图2示出了双导线1，2的磁场H，导线1，2的接点间距为a。接点间距也为a的第二双导线3，4，其可能的布局方式也示于图2中。这样，双导线3，4其所界定的部位F_3，4平行于部位F_1，2且接点对1，2和3，4的间距在各种情况下都相同的可能布局就有无穷多种。由于双导线3，4位于磁场线H上，因而两双导线1，2和3，4上都处于电和磁去耦状态。

图3示出了4×2接插件的接点布局情况。各双导线1，2和3，4和5，6和7，8在各种情况下的导线间距都为a。此外，正向导线1，3，5，7和返回导线2，4，6，8在各种情况下都处在一个平面上，且从返回导线2，4，6至毗邻的正向导线的间距同样为a。由此产生的α角可借助图4计算如下：

正向导线3围绕返回导线2作为角α＝90°+β的函数画出半径2A＝a、圆心偏移A的一个圆。此圆K1的方程为：

    (X-A)²+Y²＝(2A)²

要达到完全去耦状态需要令导线3，4处在半径R²＝M²-A²、圆心为M的圆K2画出的磁场线上：

    (X-M)²+Y²＝M²-A²

两圆K1和K2的交点可以通过解上述方程系求出： ${(X-A)}^2-{(X-M)}^2={\left(2A\right)}^2-M^2+A^2\⇒X=\frac{2\·A^2}{M-A}$

从图4可知，中心M＝X+A，从而得出导线3的X坐标的下列关系式：         $X=\sqrt{2}*A$

β角可从导线3的X坐标计算出来，从而：

可求出所要求的角α＝β+90°为101.95°，

在图3的布局中，双导线5，6和7，8再也没有正好处在双导线1，2的磁场线上，因而产生串扰。然而，由于间距大，因而串扰极其轻微。用图3同样的原理可以将多芯电缆(例如扁形电缆)制成其毗邻的各导线对配置在某个导线对的等电位线上。

               编号一览表1.正向导线

                 }双导线2.返回导线3.正向导线

                 }双导线4.返回导线5.正向导线

                 }双导线6.返回导线

Claims (4)

1.一种旨在减小串扰的双导线的接头对的布局，其特征在于，双导线(1，2；3，4；5，6；7，8)的接点对彼此平行，且形成不叠合的部位，而且双导线(1，2；3，4；5，6；7，8)都配置在其毗邻的双导线(1，2；3，4；5，6；7，8)的等电位线上。

2.如权利要求1的布局，其特征在于，双导线(1，2；3，4，5，6；7，8)的各接点对在各种情况下的间距都相同。

3.如权利要求2所述的布局，其特征在于，该布局中的所有正向导线(1，3，5，7)和所有返回导线(2，4，6，8)在各种情况下都配置在一个平面上。

4.一种具有多条导线的多芯电缆，其特征在于，其各导线对限定彼此平行的不叠合的部位，且所述各导线对都配置在其毗邻的导线对的等电位面上。

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