NO871432L - OVERFOERINGSKABEL. - Google Patents

Abstract

An electrical transmission wire consisting of a single or a twisted pair of wires has the effective electrical diameter of the primary conductor increased by wrapping conductive foil (2), or conductive foil (2) laminated to a substrate layer (1), on to a primary conductor (3) with a diameter less than 20 mils (0.508mm), the foil being in contact with the conductor. An outer insulating cover (4) may be applied over the wrapped wire. The conductive wrapping can be a spiral wrapping or a longitudinal wrapping around the electrical conductor. A desired characteristic impedance along the length of the wire(s) can be achieved with easy removal of the wire covering for standard termination and increased cut-through resistance.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av en elektrisk overføringsledning innbefattende en primærleder hvor den karakteristiske impedansen langs ledningens lengde er lav enda ledningen kan bli avsluttet ved å anvende standard til-koblingskontaktutstyr. Oppfinnelsen er spesielt nyttig for loddefri tvunnet forbindelse for trykte kretskort eller pane-ler og for tvunnede ledninger og enkeltledningsforbindelser. The present invention relates to the manufacture of an electrical transmission line including a primary conductor where the characteristic impedance along the length of the line is low even though the line can be terminated by using standard connection contact equipment. The invention is particularly useful for solderless twisted connection for printed circuit boards or panels and for twisted wires and single wire connections.

Tidligere var overføringsledninger med en lav impedans (mindre enn 100 ohm) ikke tilgjengelig for bruk med standard tilkob-lingsutstyr. En primærleder med en diameter større enn 0,508 mm måtte typisk bli valgt for å tilveiebringe en lav karakteristisk impedans. Kun en tynn vegg med isolasjon kunne bli tvunnet rundt primærlederen uten å øke den karakteristiske impedansen. Siden kun en tynnvegget isolasjon kunne bli anvendt, var der en dårlig gjennomskjæringsmotstand til denne ytre veggen med isolasjon, og der ville være andre avrivnings- henholdsvis fjerningsvanskeligheter. Previously, transmission lines with a low impedance (less than 100 ohms) were not available for use with standard connection equipment. A primary conductor with a diameter greater than 0.508 mm typically had to be selected to provide a low characteristic impedance. Only a thin wall of insulation could be wound around the primary conductor without increasing the characteristic impedance. Since only a thin-walled insulation could be used, there was a poor cut-through resistance to this outer wall with insulation, and there would be other tearing or removal difficulties.

På grunn av den lave gjennomskjæringsmotstanden og avgnid-ningsmotstanden til disse tynne yter isolasjonsveggene har det ofte vært nødvendig å påføre en beskyttende mantel over ledningen. Dette øker ytterligere fjerneproblemet da mante-len først må bli fjernet i løpet av tilkoblingen. I løpet av fjerningen er primærelederen ofte ødelagt av fjernebladet. Disse vanskelighetene er blitt eliminert eller i det minste vesentlig redusert ved hjelp av foreliggende oppfinnelse. Because of the low cut-through resistance and abrasion resistance of these thin outer insulating walls, it has often been necessary to apply a protective jacket over the wire. This further increases the removal problem as the mantle must first be removed during the connection. During removal, the primary conductor is often destroyed by the removal blade. These difficulties have been eliminated or at least substantially reduced by means of the present invention.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en elektrisk overføringsledning som innbefatter en primærleder med en diameter på mindre enn 0,508 mm tvunnet med i det minste et sjikt av et materiale kjennetegnet ved at materialet innbefatter et ledende sjikt i kontinuerlig kontakt med primærlederen, idet primærlederen og det tvunnede ledende sjiktet er ytterligere omhyllet av i det minste et sjikt med isolerende film, slik at den totale overføringsledningen opprettholder en karakteristisk impedanse under 100 ohm. According to the present invention, an electrical transmission line is provided which includes a primary conductor with a diameter of less than 0.508 mm twisted with at least one layer of a material characterized in that the material includes a conductive layer in continuous contact with the primary conductor, the primary conductor and the twisted the conductive layer is further enveloped by at least one layer of insulating film so that the overall transmission line maintains a characteristic impedance below 100 ohms.

Siden siste sjiktet med ledende materiale, som kan være en ledende folie eller en ledende folie laminert med til et substratsjikt, er i kontkat med primærlederen, blir den effektive elektriske diameteren til primærlederen øket. Since the last layer of conductive material, which may be a conductive foil or a conductive foil laminated to a substrate layer, is in contact with the primary conductor, the effective electrical diameter of the primary conductor is increased.

Et ytre sjikt med isolasjon kan bli påført over folien og primærlederen. An outer layer of insulation can be applied over the foil and the primary conductor.

Folien eller folielamineringen kan bli påført enten ved spiralomhyllingen eller ved omvikling i lengderetningen og rundt primærlederen. Oppfinnelsen gir en ønsket karakteristisk impedanse langs ledningens lengde og tillater en lett fjerning for standardtilkobling og øker gjennomskjæringsmotstanden. The foil or foil lamination can be applied either by the spiral wrapping or by wrapping in the longitudinal direction and around the primary conductor. The invention provides a desired characteristic impedance along the length of the wire and allows easy removal for standard connection and increases cut-through resistance.

Oppfinnelsen skal nå bli beskrevet nærmere ved hjelp av eksempel med henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av et tverrsnitt av en enkel-isolert ledning i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av et tverrsnitt av et tvunnet par med isolerte ledninger i samsvar med oppfinnelsen . Fig. 3 viser en kurvemessig fremstilling og forholdet mellom impedansen og forholdet D/d hvor D er diameteren til den isolerte ledningen og d er den aaktuelle diameteren til lederen. The invention will now be described in more detail by way of example with reference to accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a schematic representation of a cross-section of a single-insulated wire in accordance with the invention. Fig. 2 shows a schematic representation of a cross-section of a twisted pair with insulated wires in accordance with the invention. Fig. 3 shows a curve representation and the relationship between the impedance and the ratio D/d where D is the diameter of the insulated wire and d is the current diameter of the conductor.

Den foreliggende oppfinnelse er den elektriske diameterenThe present invention is the electrical diameter

til en primærleder på mindre enn 0,508 mm øket ved å vikle rundt en ledende folie eller en ledende folie laminert til et substrat på primærlederen, idet folien er i kontakt med lederen. Dette kan bli tilveiebragt ved konvensjonell tvinne-forbindelseteknikk og -utstyr. to a primary conductor of less than 0.508 mm is increased by wrapping a conductive foil or a conductive foil laminated to a substrate on the primary conductor, the foil being in contact with the conductor. This can be provided by conventional twist connection technique and equipment.

Primærlederen med ledende folie eller laminert i kontakt med den er istand til å opprettholde en lav karakteristisk impedans og kan fremdeles være forenlig med standard tilkob-lingsutstyr og trykte kretskort. The primary conductor with conductive foil or laminated in contact with it is able to maintain a low characteristic impedance and can still be compatible with standard connection equipment and printed circuit boards.

Et tykt sjikt med ytre isolasjon kan bli påført over den tvunnede primærlederen og vil ikke påvirke den karakteristiske impedansen. Dette gir en øket gjennomskjæringsmotstand. Konvensjonelle fjerneutstyr kan bli anvendt med den tvinnings-omhyllede ledningen, og det tykkere sjikt til den ytre isolasjonen blir lett fjernet for tilkobling. Oppfinnelsen gir også fordeler for anvendelse ved vanlig elektronisk utstyr. Primærlederen med en diameter på mindre enn 0,508 A thick layer of outer insulation can be applied over the twisted primary conductor and will not affect the characteristic impedance. This gives an increased cutting resistance. Conventional stripping equipment can be used with the twisted-sheathed wire, and the thicker layer of the outer insulation is easily removed for connection. The invention also provides advantages for use with ordinary electronic equipment. The primary conductor with a diameter of less than 0.508

mm er forenlig med tilkoblingen og gittermellomrom til et trykt kretskort på 0,16 cm 2 terminaler med gittermellomrom på 0,2 54 cm. mm is compatible with the connection and grid spacing of a printed circuit board of 0.16 cm 2 terminals with grid spacing of 0.2 54 cm.

En utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt som en enkel-justert ledning eller en dobbeltisolert ledning kan bii tvunnet sammen og bli anvendt som et par med tvunnede ledninger. An embodiment according to the present invention can be used as a single-tuned wire or a double-insulated wire can be twisted together and used as a pair of twisted wires.

Med henvisning til tverrsnittet vist på fig. 1, er et ledende metallfolielaminat, bestående av et metallfoliebelegg 2 på With reference to the cross-section shown in fig. 1, is a conductive metal foil laminate, consisting of a metal foil coating 2 on

en laminær bærer 1, spiralmessig viklet rundt en primærleder 3 med metallfolien 2 vendt inn mot og i kontinuerlig kontakt med primærlederen 3 og som danner elektrisk kontakt mellom primærlederen 3 og folien 2. Det foretrukne metallfolielami-natet innbefatter aluminiumfolie bundet med polyester eller polyimidbasis-film 1 eller aluminiumfolie bundet med en film av ekspandert polytetrafluoretylen 1. Primærlederen 3 kan ha en enkel vikling av metallfolie eller den kan være av flere vindinger avhengig av ønsket tykkelse på veggen, som vist på fig. 1. Ytterligere isolasjon 4, om nødvendig, er påført på toppen av den metallfolielaminerte omhyllingen. a laminar carrier 1, spirally wound around a primary conductor 3 with the metal foil 2 facing towards and in continuous contact with the primary conductor 3 and forming electrical contact between the primary conductor 3 and the foil 2. The preferred metal foil laminate includes aluminum foil bonded with polyester or polyimide base film 1 or aluminum foil bonded with a film of expanded polytetrafluoroethylene 1. The primary conductor 3 can have a single winding of metal foil or it can be of several turns depending on the desired thickness of the wall, as shown in fig. 1. Additional insulation 4, if necessary, is applied on top of the metal foil laminated sheath.

Fig. 2 viser et tverrsnittriss av et tvunnet par med isolerte ledninger ved hvilke et ledende metallfolielaminat, som består av metallfolie 12 på en laminær bærer 10, er spiralt viklet rundt hver primærleder 13 med metallfolien 12 vendt mot led-ningene og i kontinuerlig kontakt med primærlederen 13 som danner elektrisk kontakt mellom primærlederen 13 og folien 12. Fig. 2 shows a cross-sectional view of a twisted pair of insulated wires in which a conductive metal foil laminate, consisting of metal foil 12 on a laminar carrier 10, is spirally wound around each primary conductor 13 with the metal foil 12 facing the wires and in continuous contact with the primary conductor 13 which forms electrical contact between the primary conductor 13 and the foil 12.

Ytterligere isolasjon 14, om nødvendig, er påført på toppen av metallfolielaminatomhyllingen. Additional insulation 14, if necessary, is applied on top of the metal foil laminate sheathing.

Fig. 2 viser begynnelsesdiameteren til primærlederen 13Fig. 2 shows the initial diameter of the primary conductor 13

lik d-^. Når den ledende metallfolien er viklet rundt hver leder er den effektive elektriske diameteren øket og blir målt som d f^. Uten den ledende omhyllingen er den primære lederens viktige diameter d^også dens effektive elektriske diameter. Ytterligere isolasjon 14 kan bli påført over toppen av metallfolielaminatomhyIlingen. Den totale diameter til lederen 13 viklet rundt folien 12, bæreren 10 og den ytre isolasjonstildekningen 14 er målt som D. Den karakteristiske impedansen Z er logaritmisk i forhold til diameteren for den isolerte ledningen med forholdet D/d. Hvor oppfinnelsen anvendes, blir primærlederens diameter d erstattet av & eff Ved å anvende foreliggende oppfinnelse blir den karakteristiske impedansen redusert på grunn av den effektive elektriske diameteren til primærlederen øket. equal to d-^. When the conductive metal foil is wrapped around each conductor, the effective electrical diameter is increased and is measured as d f^. Without the conductive sheath, the essential diameter of the primary conductor is also its effective electrical diameter. Additional insulation 14 may be applied over the top of the metal foil laminate sheathing. The total diameter of the conductor 13 wrapped around the foil 12, the carrier 10 and the outer insulating cover 14 is measured as D. The characteristic impedance Z is logarithmic to the diameter of the insulated wire with the ratio D/d. Where the invention is applied, the diameter d of the primary conductor is replaced by & eff By applying the present invention, the characteristic impedance is reduced due to the effective electrical diameter of the primary conductor being increased.

Ved en foretrukket utførelsesform kan den ytterligere isolasjonen 14 være en polyesterfilm eller en polymidbasert film isolasjon. Denne ytterligere isolasjonen kan bli påført ved ekstrudering eller ved ytterligere omhylling til en ønsket utvendig diameter. Den gjennomgående motstanden blir øket ved tillegging av denne isolasjonen. In a preferred embodiment, the additional insulation 14 can be a polyester film or a polyamide-based film insulation. This additional insulation can be applied by extrusion or by further sheathing to a desired outside diameter. The continuous resistance is increased by adding this insulation.

Eksempel 1.Example 1.

Eksisterende loddefri tvinning på en primærleder og en primærleder tvunnet i samsvar med foreliggende oppfinnelse, for en enkel 50 ohm isolert ledning er satt mot hverandre. En endelig ytre diameter på ledningen lik 0,498 mm er ønskelig da dette er optimal størrelse for automatisk fjerningsutstyr. Existing solderless twist on a primary conductor and a primary conductor twisted in accordance with the present invention, for a single 50 ohm insulated wire are placed against each other. A final outer diameter of the wire equal to 0.498 mm is desirable as this is the optimal size for automatic removal equipment.

Ved å anvende konvensjonell teknologi ble en enkel 28(1)By applying conventional technology, a simple 28(1)

AWG (American Wire Gauge) primærleder med en diameter påAWG (American Wire Gauge) primary conductor with a diameter of

0,32 mm, delektrisk konstant E=3.1og en karakteristisk impedans på 50 ohm dekket av et ytre sjikt med polyesterfilmiso- 0.32 mm, dielectric constant E=3.1 and a characteristic impedance of 50 ohms covered by an outer layer of polyester film insulation

Den endelige diameteren var da 0,358 mm, som øker den karakteristiske impedansen. Et D/d forhold på 1,12 ble beregnet med henvisning til fig. 3. The final diameter was then 0.358 mm, which increases the characteristic impedance. A D/d ratio of 1.12 was calculated with reference to fig. 3.

Ved å anvende foreliggende oppfinnelse ble en enkel 28(1)By applying the present invention, a simple 28(1)

AWG primærleder med virkelig diameter 0,32 mm tvunnet medAWG primary conductor with real diameter 0.32 mm twisted with

3 sjikt aluminiumfolielaminert tape hvorved folien var i konstant fysisk kontakt med primærlederen. Et ytre sjikt med polyesterfilmisolasjon ble påført over primærlederfolie-kombinasjonen. Den endelige diameteren på denne utførelses-formen var 0,498 mm. 3 layer aluminum foil laminated tape whereby the foil was in constant physical contact with the primary conductor. An outer layer of polyester film insulation was applied over the primary conductor foil combination. The final diameter of this embodiment was 0.498 mm.

Ved å vikle folien rundt primærlederen ble diameteren på primærlederen på 0,32 mm øket til en effektiv elektrisk diameter på 0,445 mm. Den karakteristiske impedansen ble opprett-holdt på 50 ohm og den resulterende ledningen hadde en beregnet D/d forhold på 1.13. By wrapping the foil around the primary conductor, the diameter of the primary conductor of 0.32 mm was increased to an effective electrical diameter of 0.445 mm. The characteristic impedance was maintained at 50 ohms and the resulting wire had a calculated D/d ratio of 1.13.

Følgende sammenfattede resultater av de beregnede ytre vegg-tykkelsene og gjennomskjæringsradiusen til buen for både en konvensjonell loddefri tvunnet kobling på en primærleder og foreliggende oppfinnelse er vist på tabellen. En isolert ledning med en ytre veggtykkelse på 0,019 mm passer ikke standard automatiserte fjernemaskiner. Standard-ledningenkutteutstyret er ikke istand til å kutte inni, gripe og trekke ut den ytre omhyllingen uten å skade primærlederen. En radius på buen på 0,179 møter heller ikke konvensjonelie ledningsgjennomskjæringskrav. The following summary results of the calculated outer wall thicknesses and the cut-through radius of the arc for both a conventional solderless twisted connection on a primary conductor and the present invention are shown in the table. An insulated wire with an outer wall thickness of 0.019 mm does not fit standard automated stripping machines. The standard wire cutting equipment is not capable of cutting inside, grasping and pulling out the outer sheath without damaging the primary conductor. A radius of the arc of 0.179 also does not meet conventional wire cutting requirements.

Foreliggende oppfinnelse gir derimot en primærleder medThe present invention, on the other hand, provides a primary conductor with

en øket elektrisk diameter og øket ytre veggdiameter og gjennomskjæringsradius til buen slik at standardautomati-serte fjernemaskiner kan bli anvendt. an increased electrical diameter and increased outer wall diameter and cutting radius of the arc so that standard automated removal machines can be used.

Eksempel 2.Example 2.

En sammenligning lignende den beskrevet ved eksempel 1A comparison similar to that described in example 1

ble også gjort" med en 28(i) AWG primærleder med en aktuell diameter på 0,32 mm, dielektrisk konstant E=3.1 og en karakteristisk impedans på 55 ohm. Her ble D/d forholdet funnet å være 1.15 med henvisning til fig. 3. was also done" with a 28(i) AWG primary conductor with a current diameter of 0.32 mm, dielectric constant E=3.1 and a characteristic impedance of 55 ohms. Here the D/d ratio was found to be 1.15 with reference to fig. 3.

Test-data ble akkumulert og beregninger gjort, hvor lignende de beskrevet i eksempel 1 fremkom. Testresultatene er sammenfattet i tabell 2 En fagmann på området vil her se at oppfinnelsen i sin helhet tillater impedansen å forbli 55 ohm, men yter vegg og gjen-nomskjæringsradiuser er øket med 39% og kan bli anvendt med eksisterende lednings-avisoleringsutstyr. Test data was accumulated and calculations made, where similar to those described in example 1 appeared. The test results are summarized in table 2. A person skilled in the field will see here that the invention as a whole allows the impedance to remain 55 ohms, but the outer wall and cut-through radii are increased by 39% and can be used with existing wire stripping equipment.

Eksempel 3.Example 3.

Eksisterende loddefri tilkobling av primærledere og foreliggende oppfinnelse for et 75 ohm tvunnet par isolerte ledninger blir sammenlignet. En ytre diameter på 0,495 Existing solderless connection of primary conductors and the present invention for a 75 ohm twisted pair of insulated wires are compared. An outer diameter of 0.495

mm er ønskelig ved at dette er optimal størrelse for den automatiske lednings-avisoleringsmaskinen. mm is desirable in that this is the optimal size for the automatic wire stripping machine.

Ved å anvende konvensjonell teknologi ble et par med 30(1) AWG primærledere med begynnelsesdiameter på 0,257, dielektrisk kontakt på 3.12, karakteristisk impedanse på 75 ohm ekstrapolert fra fig. 3 til å ha et D/d forhold på 1.36. Using conventional technology, a pair of 30(1) AWG primary conductors with initial diameter of 0.257, dielectric contact of 3.12, characteristic impedance of 75 ohms was extrapolated from Fig. 3 to have a D/d ratio of 1.36.

Et par med 30(1) AWG primærledere ble likeledes individuelt viklet med aluminiumfolielaminert tape slik at folien er i konstant fysisk kontakt med hver primærleder. Den ytre diameter D er 0,495 mm, den effektive elektriske diameteren de££er 0,366 mm og forholdet D/def£er funnet å være 1.31. A pair of 30(1) AWG primary conductors were likewise individually wrapped with aluminum foil laminated tape so that the foil is in constant physical contact with each primary conductor. The outer diameter D is 0.495 mm, the effective electrical diameter de££ is 0.366 mm and the ratio D/def£ is found to be 1.31.

Følgende tabell viser sammenfattet fysiske karakteristikker for 30(1) AWG tvunnet par ved å anvende eksisterende teknikk og et tvunnet par konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. I dette eksemplet ble det tilveiebragt den ønskede kombina-sjonen av 30(1) AWG tvunnet par med ledninger med en ytre diameter på 0,459 mm og opprettholdelse av den ønskede impedansen på 75 ohm. Dersom man isolerer 30(1) AWG med polyes-terf ilmisolasj on for å gjøre en ytre diameter lik 0,495 The following table summarizes the physical characteristics of 30(1) AWG twisted pair using existing techniques and a twisted pair constructed in accordance with the present invention. In this example, the desired combination of 30(1) AWG twisted pair wires with an outer diameter of 0.459 mm and maintaining the desired impedance of 75 ohms was provided. If one insulates 30(1) AWG with polyester film insulation to make an outer diameter equal to 0.495

mm, ville den karakteristiske impedansen bli 100 ohm.mm, the characteristic impedance would be 100 ohms.

For en 75 ohm tvunnet par 30(1) AWG, har veggtykkelsen såle-des blitt øket for å gi en ytterligere gjennomskjæringsmotstand uten å øke den karakteristiske impedansen. Gjennomskjæringsradiusen til buen er dessuten øket med 43% og er lett forenlig med eksisterende avisolasjonsutstyr. For a 75 ohm twisted pair 30(1) AWG, the wall thickness has thus been increased to provide an additional cut-through resistance without increasing the characteristic impedance. The cutting radius of the arc has also been increased by 43% and is easily compatible with existing insulation removal equipment.

Claims (8)

1. Elektrisk overføringsledning innbefattende primærleder med en diameter på mindre enn 0,508 mm viklet med i det minste et sjikt av materialet, karakterisert ved at materialet innbefatter et ledende sjikt i kontinuerlig takt med primærlederen, at primærlederen og det omviklede ledende sjiktet er dessuten ytterligere omviklet med i det minste ett sjikt av en isolerende film, slik at den totale overføringsledningen opprettholder en karakteristisk impedanse på under 100 ohm.1. Electric transmission line including primary conductor with a diameter of less than 0.508 mm wound with at least one layer of the material, characterized in that the material includes a conductive layer in continuous step with the primary conductor, that the primary conductor and the wrapped conductive layer are also further wrapped with at least one layer of an insulating film so that the overall transmission line maintains a characteristic impedance of less than 100 ohms. 2. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at en andre primærleder med en diameter på minst 0,508 mm viklet med det ledende sjiktet i kontinuerlig kontakt dermed, og ytterligere viklet med minst et sjikt av isolerende film, idet de to viklede lederne er tvunnet sammen.2. Wire according to claim 1, characterized in that a second primary conductor with a diameter of at least 0.508 mm wound with the conductive layer in continuous contact with it, and further wound with at least one layer of insulating film, the two wound conductors being twisted together. 3. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at ledningen opprettholder en karakteristisk impedanse på mindre enn 75 ohm.3. Line according to claim 1, characterized in that the line maintains a characteristic impedance of less than 75 ohms. 4. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsarealet er alu-miniumlaminert med polyesterfilm.4. Cable according to claim 1, characterized in that the conductive wrapping area is aluminum laminated with polyester film. 5. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er aluminium laminert med en ekspandert PTFE film.5. Wire according to claim 1, characterized in that the conductive wrapping material is aluminum laminated with an expanded PTFE film. 6. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er aluminium laminert med en polyimidfilm.6. Wire according to claim 1, characterized in that the conductive wrapping material is aluminum laminated with a polyimide film. 7. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklingsmaterialet er omviklet spiralt rundt primærlederen.7. Wire according to claim 1, characterized in that the conductive wrapping material is wound spirally around the primary conductor. 8. Ledning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ledende omviklede materialet er viklet i lengderetningen rundt primærlederen. I 5 0 ! 5 10 358. Wire according to claim 1, characterized in that the conductive wrapped material is wound in the longitudinal direction around the primary conductor. IN 5 0 ! 5 10 35