EP0848390A2 - Contact-pairs assembly of double lines and of multi-conductor cable-lines for cross-talk reduction - Google Patents
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- H01B11/04—Cables with twisted pairs or quads with pairs or quads mutually positioned to reduce cross-talk
Definitions
- the invention relates to an arrangement of contact pairs of double lines and lines of a multi-core cable to reduce crosstalk.
- the invention is therefore based on the problem of an arrangement of contact pairs of double lines and lines of a multi-core cable create that compact and easily accessible with minimal crosstalk are arranged.
- the magnetic crosstalk from the first double line 1, 2 to a second double line 3, 4 is directly proportional to the mutual inductance M of this arrangement.
- the surface integral represents the magnetic flux that passes between the two conductors 3, 4.
- the vectorial electric field E can also be described by the scalar potential, the potential lines being perpendicular to the electric field lines E.
- the two conductors 3, 4 must then be arranged on an equipotential surface of the electrical potential. Since the electrical and magnetic field lines E and H are perpendicular to one another, the course of the potential lines is identical to the course of the magnetic field lines H. This in turn means that with line conductors, an arrangement with magnetic decoupling also has electrical decoupling. Due to the finite extension of the lines, the electric field E is distorted near the line, since the surface represents an equipotential surface. However, these deviations are negligible for larger distances.
- the magnetic field H of the double line 1, 2 is shown, the contact distance of the lines 1, 2 a. 2 shows possible arrangements of the second double line 3, 4, in which the contact distance is also a. There are therefore an infinite number of possible arrangements of the double lines 3, 4, in which the area F 3, 4 spanned by the lines 3, 4 is parallel to the area F 1, 2 and the distance between the contact pairs 1, 2 and 3, 4 is the same size in each case, since the double line 3, 4 is located on a magnetic field line H, the two double lines 1, 2 and 3, 4 are both electrically and magnetically decoupled.
- FIG. 3 shows a contact arrangement for a 4 x 2 connector.
- the distance of the lines of each double line 1, 2 or 3, 4 or 5, 6 or 7, 8 is a.
- the outgoing conductors 1, 3, 5, 7 and the return conductors 2, 4, 6, 8 each in one plane, the distance between a return conductor 2, 4, 6 to the neighboring outgoing conductor 3, 5, 7 is also a.
- the resulting one Angle ⁇ can be calculated using a calculation with the aid of FIG. 4 calculate as follows:
- the angle ⁇ can be calculated from the X coordinate of the conductor 3:
- a multi-core cable can be constructed, for example, as a ribbon cable. in which the adjacent line pairs are arranged on an electrical equipotential line of a line pair.
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- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
- Communication Cables (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Kontaktpaaren von Doppelleitungen (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) und von Leitungen eines mehradrigen Kabels zur Reduzierung des Übersprechens, bei der die Kontaktpaare der Doppelleitung ( 1,2; 3,4; 5,6; 7,8) bzw. die Leitungspaare zueinander parallele, sich nicht deckende Flächen F1, 2 ; F3, 4 ; F5, 6; F7, 8 aufspannen und die Doppelleitungen (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) bzw. Leitungspaare auf elektrischen Äquipotentiallienen ihrer benachbarten Doppelleitungen (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) angeordnet sind. The invention relates to an arrangement of contact pairs of double lines (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) and of lines of a multi-core cable to reduce crosstalk, in which the contact pairs of the double line (1,2; 3, 4; 5.6; 7.8) or the line pairs parallel to one another and not overlapping surfaces F 1, 2 ; F 3, 4 ; F 5, 6 ; Open F 7, 8 and the double lines (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) or pairs of lines on electrical equipotential lines of their neighboring double lines (1,2; 3,4; 5,6; 7,8 ) are arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Kontaktpaaren von Doppelleitungen und von Leitungen eines mehradrigen Kabels zur Reduzierung des Übersprechens.The invention relates to an arrangement of contact pairs of double lines and lines of a multi-core cable to reduce crosstalk.
Aufgrund einer magnetischen und elektrischen Kopplung zwischen zwei benachbarten Kontaktpaaren induziert ein Kontaktpaar in benachbarten Kontaktpaaren einen Strom bzw. influenziert elektrische Ladungen, so daß es zu einem Übersprechen kommt.Due to a magnetic and electrical coupling between two neighboring ones Contact pairs induce a contact pair in neighboring contact pairs a current or influences electrical charges so that it becomes a Crosstalk is coming.
Zur Reduzierung des Übersprechens sind prinzipiell mehrere Lösungswege denkbar. So können z.B. die einzelnen Kontaktpaare gegeneinander abgeschirmt werden. Nachteilig an dieser Lösung ist der erhöhte Fertigungsaufwand und die damit verbundenen Kosten. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Kontaktpaare im großen Abstand zueinander anzuordnen und gleichzeitig die Abstände zwischen den Kontakten eines Paares sehr klein zu wählen, da die Beträge der Feldstärken sich mit zunehmenden Abstand verringem. Nachteilig an solchen Anordnungen ist, daß diese sehr voluminös sind und Forderungen nach einer kompakten Bauweise zuwiderlaufen. Weiter ist es bekannt, daß vorhandene Übersprechen zu kompensieren, was allerdings technisch sehr aufwendig ist und auf physikalische Grenzen stößt.In principle, there are several possible solutions for reducing crosstalk conceivable. For example, the individual contact pairs are shielded against each other will. The disadvantage of this solution is the increased manufacturing effort and the associated costs. Another possibility is the Arrange contact pairs at a large distance from each other and at the same time the To choose distances between the contacts of a couple very small, because the Amounts of field strengths decrease with increasing distance. Disadvantageous about such arrangements is that they are very voluminous and demands run counter to a compact design. It is also known that to compensate for existing crosstalk, which is very technical is complex and comes up against physical limits.
Eine weitere Möglichkeit ist die Anordnung der Kontaktpaare derart, daß aufgrund der Feldbedingungen ein Übersprechen reduziert wird. Dazu wurde vorgeschlagen, die Kontaktpaare von Doppelleitungen derart zueinander anzuordnen, daß die durch die Kontaktpaare einer jeweiligen Doppelleitung aufgespannten Flächen senkrecht zueinander stehen. Werden dabei gewisse Symmetriebedingungen durch die Feldverteilung beachtet, kann ein Kontaktpaar auf den elektrischen Äquipotentialflächen seines benachbarten Kontaktpaares angeordnet werden, so daß die Kontaktpaare elektrisch und magnetisch entkoppelt sind. Die Kontaktpaare können dabei so angeordnet werden, daß sich die durch die Kontaktpaare aufgespannten Flächen schneiden. Dies führt dazu, daß die Leitungen im Anschlußbereich zu den Übertragungen ineinander verschachtelt sind, was ein zusätzliches Übersprechen verursacht. Daher werden Anordnungen bevorzugt, bei denen sich die aufgespannten Flächen der Kontaktpaare nicht schneiden. Nachteilig an den bekannten Anordnungen mit sich nicht schneidenden Flächen ist der große Platzbedart und die sich ändernden Anschlußebenen. Prinzipiell ähnliche Probleme durch Übersprechen treten auch bei mehradrigen Kabeln auf.Another possibility is the arrangement of the contact pairs in such a way that crosstalk is reduced in the field conditions. It was proposed to arrange the contact pairs of double lines to each other, that the spanned by the contact pairs of a respective double line Areas are perpendicular to each other. There are certain symmetry conditions Considered by the field distribution, a pair of contacts on the electrical equipotential surfaces of its neighboring contact pair be arranged so that the contact pairs are electrically and magnetically decoupled are. The contact pairs can be arranged so that cut the surfaces spanned by the contact pairs. This leads to, that the lines are nested in the connection area to the transmissions are what causes additional crosstalk. Therefore Arrangements are preferred in which the spanned surfaces of the contact pairs do not cut. A disadvantage of the known arrangements not intersecting areas is the large space requirement and the changing Connection levels. In principle, similar problems occur through crosstalk even with multi-core cables.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Anordnung von Kontaktpaaren von Doppelleitungen und von Leitungen eines mehradrigen Kabels zu schaffen, die bei einem minimalen Übersprechen kompakt und leicht zugänglich angeordnet sind.The invention is therefore based on the problem of an arrangement of contact pairs of double lines and lines of a multi-core cable create that compact and easily accessible with minimal crosstalk are arranged.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Merkmale der Patentansprüche
1 und 4. Durch die Anordnung der Kontaktpaare derart, daß die von ihnen aufgespannten
Flächen parallel sind und die Kontaktpaare auf elektrischen Äquipotentiallinien
ihrer benachbarten Kontaktpaare angeordnet sind, ist eine kompakte,
leicht zugängliche Anordnung der Kontaktpaare zueinander möglich, bei
der die benachbarten Kontaktpaare elektrisch und magnetisch entkoppelt sind,
so daß ein Übersprechen vermieden wird. Gleiches gilt für das mehradrige
Kabel, bei dem die jeweils benachbarten Leitungspaare auf einer elektrischen
Äquipotentialfläche eines Leitungspaares angeordnet sind. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the problem results from the features of the
Durch die Ausbildung der Kontaktpaare mit jeweils gleichem Abstand a ist eine vereinfachte maschinelle Anschließung der Doppelleitungen an nachfolgende Kabel möglich. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind alle Hin- und alle Rückleiter in einer Ebene angeordnet.By forming the contact pairs with the same distance a is one Simplified mechanical connection of the double lines to subsequent ones Cable possible. In a further preferred embodiment, all back and forth all return conductors arranged on one level.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- Fig. 1
- ein Feldbild einer Doppelleitung,
- Fig. 2
- eine Kontaktanordnung einer zweiten parallelen Doppelleitung im Feldbild der ersten Doppelleitung,
- Fig. 3
- eine Kontaktanordnung eines 4 x 2-Steckers und
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung zur Berechnung des optimalen Winkels.
- Fig. 1
- a field picture of a double line,
- Fig. 2
- a contact arrangement of a second parallel double line in the field pattern of the first double line,
- Fig. 3
- a contact arrangement of a 4 x 2 connector and
- Fig. 4
- a schematic representation for calculating the optimal angle.
In der Fig. 1 ist das Feldbild einer Doppelleitung 1, 2 mit den magnetischen
Feldlinien H und den elektrischen Feldlinien E dargestellt. Das magnetische
Übersprechen von der ersten Doppelleitung 1, 2 auf eine zweite Doppelleitung
3, 4 ist direkt proportional zur Gegeninduktivität M dieser Anordnung. Die Gegeninduktivität
ergibt sich durch die Integration der magnetischen Feldstärke H
der Doppelleitung 1, 2 über die Fläche F3, 4 , die durch die Linienleiter der Doppelleitung
3, 4 aufgespannt wird zu
Dies ist ein Linienintegral auf einer elektrischen Feldlinie E von Leiter 3 nach
Leiter 4, wobei die Potentialdifferenz Null ist, wenn die elektrische Feldstärke E
senkrecht auf die von den Leitern 3, 4 aufgespannte Fläche F3, 4 trifft. Das vektorielle
elektrische Feld E läßt sich auch durch das skalare Potential beschreiben,
wobei die Potentiallinien senkrecht zu den elektrischen Feldlinien E verlaufen.
Für den Fall der elektrischen Entkopplung müssen dann die beiden
Leiter 3, 4 auf einer Äquipotentialfläche des elektrischen Potentials angeordnet
sein. Da die elektrische und magnetischen Feldlinien E und H zueinander senkrecht
stehen, ist der Verlauf der Potentiallinien identisch mit dem Verlauf der
magnetischen Feldlinien H. Das wiederum heißt, daß bei Linienleitem eine
Anordnung mit magnetischer Entkopplung ebenfalls eine elektrische Entkopplung
aufweist. Aufgrund der endlichen Ausdehnung der Leitungen wird das
elektrische Feld E in Leitungsnähe verzerrt, da die Oberfläche eine Äquipotentialfläche
darstellt. Diese Abweichungen sind jedoch bei größeren Abständen zu
vernachlässigen.This is a line integral on an electrical field line E from
In der Fig. 2 ist das magnetische Feld H der Doppelleitung 1, 2 dargestellt,
wobei der Kontaktabstand der Leitungen 1, 2 a ist. In der Fig. 2 sind mögliche
Anordnungen der zweiten Doppelleitung 3, 4 eingezeichnet, bei der der Kontaktabstand
ebenfalls a beträgt. Es gibt daher eine unendliche Anzahl von möglichen
Anordnungen der Doppelleitungen 3, 4, bei der die von den Leitungen 3,
4 aufgespannte Fläche F3, 4 parallel zur Fläche F1, 2 ist und der Abstand der
Kontaktpaare 1, 2 bzw. 3, 4 jeweils gleich groß ist, Da sich die Doppelleitung 3,
4 auf einer magnetischen Feldlinie H befindet, sind die beiden Doppelleitungen
1, 2 bzw. 3, 4 sowohl elektrisch als auch magnetisch entkoppelt.2, the magnetic field H of the
In der Fig. 3 ist eine Kontaktanordnung für einen 4 x 2 Stecker dargestellt. Der
Abstand der Leitungen einer jeden Doppelleitung 1, 2 bzw. 3, 4 bzw. 5, 6 bzw.
7, 8 ist jeweils a. Zusätzlich liegen die Hinleiter 1, 3, 5, 7 und die Rückleiter 2,
4, 6, 8 jeweils in einer Ebene, wobei der Abstand eines Rückleiters 2, 4, 6 zu
dem benachbarten Hinleiter 3, 5, 7 ebenfalls a ist. Der dadurch resultierende
Winkel α läßt sich anhand einer Rechnung unter Zuhilfenahme der Fig. 4 wie
folgt berechnen: 3 shows a contact arrangement for a 4 x 2 connector. Of the
Distance of the lines of each
Der Hinleiter 3 beschreibt in Abhängigkeit von Winkel
Zur völligen Entkopplung müssen die Leiter 3, 4 auf einer magnetischen Feldlinie
liegen, die durch einen Kreis K 2 mit dem Radius
Den Schnittpunkt der beiden Kreise K 1, K 2 erhält man durch Lösung des Gleichungssystems
Aus der Fig. 4 entnimmt man für den Mittelpunkt
Aus der X - Koordinate des Leiters 3 läßt sich der Winkel β berechnen zu:The angle β can be calculated from the X coordinate of the conductor 3:
Damit ergibt sich der gesuchte Winkel
Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sind die Doppelleitungen 5, 6 bzw. 7, 8 nicht
mehr exakt auf einer magnetischen Feldlinie der Doppelleitung 1, 2 so daß ein
Übersprechen induziert wird. Dieses Übersprechen ist aber aufgrund des großen
Abstandes sehr gering. Nach dem gleichen Prinzip gemäß Fig. 3 läßt sich
ein mehradriges Kabel z.B. als Flachbandkabel aufbauen. bei dem die benachbarten
Leitungspaare auf einer elektrischen Äquipotentiallinie eines Leitungspaares
angeordnet sind.
3, the
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktpaare der Doppelleitung (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) zueinander parallele, sich nicht deckende Flächen (F1, 2; F3, 4; F5, 6; F7, 8) aufspannen und die Doppelleitungen (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) auf elektrischen Äquipotentiallinien ihrer benachbarten Doppelleitungen (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) angeordnet sind.Arrangement of contact pairs of double lines to reduce crosstalk,
characterized in that
clamp the contact pairs of the double line (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) parallel, non-overlapping surfaces (F 1, 2 ; F 3, 4 ; F 5, 6 ; F 7, 8 ) and the double lines (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) are arranged on electrical equipotential lines of their adjacent double lines (1,2; 3,4; 5,6; 7,8).
dadurch gekennzeichnet daß
die Leitungspaare zueinander parallele, sich nicht deckende Flächen aufspannen und die Leitungspaare auf elektrischen Äquipotentialflächen ihrer benachbarten Leitungspaare angeordnet sind.Multi-core cable with a multitude of lines,
characterized in that
the wire pairs span mutually parallel, non-overlapping surfaces and the wire pairs are arranged on electrical equipotential surfaces of their adjacent wire pairs.
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