超高速平行信号线缆及组装方法与流程

本发明涉及一种超高速平行信号线缆及组装方法，尤指可供usb3.1版连接器传输线使用，能有效解决信号间彼此的串音干扰问题的线缆及组装方法。

背景技术：

随着科技的日新月异，传输线与连接器的设计愈来愈往高频率、小型化及多任务化的方向发展，日常使用过程中经常会受到外部电磁干扰或是自身高低频信号运作时产生的串音干扰；坊间常见的线材大概包括一线体、一包覆在线体外的导电屏蔽层、一包覆在导电屏蔽层外的编织层及一包覆在编织层外的外被，其线材的组合排列并无法对高低频信号间的串音干扰提供有效的解决方案；譬如，现有的usb3.1线缆结构，如图9所示，其排列方式即存在高低频信号间的串音干扰上的缺点。

承上所述，现有技术虽设置有导电屏蔽层以避免内部线材在使用过程中产生的电磁波散发到外界，或是避免高频、低频信号相互之间彼此干扰，以及屏蔽外部电磁波对传输线造成的干扰等，但事实上其效果十分有限，各部防护上均有待进一步加强改善。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于提供一种超高速平行信号线缆，以特殊排列的线材结构及线材加工方法，克服上述产品及技术中的不足，有效解决现有线材彼此间信号相互串音及互相干扰的问题。

本发明提供一种超高速平行信号线缆，主要包括：一内心层、一中间层、及一外护层，其中

该内心层至少具有相邻而设的一电源线、一棉质填充物以及一(usb2.0)高速信号对线，该高速信号对线具有一对高速信号内心线，该内心线边上摆放一股地线，且在高速信号内心线的外围外围包覆一层铝箔；

该中间层环绕设于内心层外围，具有多条控制信号线及多条(usb3.1)超高速信号对线，该控制信号线及超高速信号对线彼此间隔穿插排列而设，其中，每一条超高速信号对线具有一对超高速信号内心线，该超高速信号内心线边上摆放一股地线，且在超高速信号内心线的外围包覆一层铝箔；每一控制信号线的绝缘层外围包覆一层铝箔，以及；

该外护层以多层方式包覆设在中间层外部，其至少具有一绝缘麦拉、一编织网以及一绝缘外被层，其中，该绝缘麦拉包覆于中间层的外围，该编织网包覆于绝缘麦拉的外层，该绝缘外被层包覆在编织网的最外层。

其中，该高速信号对线的一对高速信号内心线平行排列以改善信号的延迟。

其中，该高速信号对线的一对高速信号内心线对绞排列以改善信号的衰减。

其中，每一条超高速信号对线的一对超高速信号内心线平行排列以改善信号的延迟。

其中，每一条超高速信号对线的一对超高速信号内心线对绞排列以改善信号的衰减。

其中，该中间层具有四条超高速信号对线，各超高速信号对线间隔环绕设于内心层外部的四角上，以及四条控制信号线，间隔穿插设在内心层外部的四角上。

通过整体有效的排列组合可防止高频、低频信号间的相互干扰及互相串音，并达到加强屏蔽隔离的效果。

本发明另外提供一种超高速平行信号线缆组装方法，主要依序包括：

步骤1，焊接四条(usb3.1)超高速信号对线：将四条(usb3.1)超高速信号对线的每条内心线的中心铜导体，分别对应焊接tx1⁺、tx1^-、gnd，rx1⁺、rx1^-、gnd，tx2⁺、tx2^-、gnd，rx2⁺、rx2^-、gnd于连接器相对信号位置上；

步骤2，焊接四条控制信号线：将四条控制信号线的每条线的中心铜导体，分别对应焊接sbu1、sbu2、cc、vcon于连接器相对信号位置上；

步骤3，焊接(usb2.0)高速信号对线：将(usb2.0)高速信号对线的内心线的中心铜导体，分别对应焊接d⁺、d^-于连接器相对信号位置上；及将电源线对应焊接vbus于连接器相对信号位置上。

本发明提供的超高速平行信号线缆及组装方法，能有效解决现有技术的缺点，改善串音及干扰等问题，从而方便作业、节省工时及降低成本。

附图说明

图1：本发明超高速平行信号线缆结构剖面示意图。

图2：本发明(usb2.0)高速信号对线结构剖面放大示意图。

图3：本发明(usb3.1)超高速信号对线结构剖面放大示意图。

图4：本发明控制信号线结构剖面放大示意图。

图5：usb3.1连接器公规信号接点配置图。

图6：本发明超高速平行信号线缆组装方法步骤流程图。

图7-1~7-4：现有usb3.1传输线缆串音测试图。

图8-1~8-4：本发明超高速平行信号线缆串音测试图。

图9：现有usb3.1线缆结构剖面示意图。

附图标记说明

1高速信号对线

11内心线

111中心铜导体

12地线

13铝箔

2电源线

3棉质填充物

4超高速信号对线

41内心线

42地线

411中心铜导体

5控制信号线

51绝缘层

511中心铜导体

8绝缘麦拉

9编织网

10绝缘外被层

100内心层

200中间层

300外护层

s1步骤一

s2步骤二

s3步骤三。

具体实施方式

请参图1所示，为本发明超高速平行信号线缆结构剖面示意图。本发明所设一种超高速平行信号线缆，主要包括：一内心层100、一中间层200及一外护层300，其中

该内心层100为线缆结构中心点，至少具有相邻而设的一电源线2、一棉质填充物3以及一(usb2.0)高速信号对线1；该(usb2.0)高速信号对线1是将一对高速信号内心线11以平行方式或对绞方式排列，并在其边上摆放一股地线12，且在内心线11的外围包覆一层铝箔13而构成，其中，内心线11以平行方式排列可以改善信号线间的信号延迟，以对绞方式排列可以改善信号的衰减，铝箔13主要可以改善高频、低频间信号相互干扰及互相串音。

该中间层200环绕设于内心层100外围，由多条控制信号线5及多条(usb3.1)超高速信号对线4彼此间隔穿插排列而设所构成；其中

每条(usb3.1)超高速信号对线4是将一对超高速信号内心线41以平行方式或对绞方式排列，并在其边上摆放一股地线42，且在内心线41的外围包覆一层铝箔13而构成，其中，内心线41以平行方式排列可以改善信号线之间的信号延迟，以对绞方式排列可以改善信号的衰减，铝箔13主要可以改善高频、低频间信号相互干扰及互相串音；实施时，以与线缆结构中心点成45度或90度角方式排列于内心层100的外围，便于作业及降低高低频相互间的干扰及串音。

该多条控制信号线5，其每一条线的绝缘层51外围包覆一层铝箔13，其用于隔离信号间的干扰与串音，并与(usb3.1)超高速信号对线4互为相邻间隔交错排列，实施时，以与线缆结构中心点成45度或90度角方式排列于内心层100的外围，便于作业及隔离控制信号线5与(usb2.0)高速信号对线1及电源线2之间的串音干扰。

该外护层300以多层方式包覆设在中间层200外部，至少具有一绝缘麦拉8、一编织网9以及一绝缘外被层10；其中，该编织网9可为金属材质，但实际并不以此为限。

如图1所示，本发明超高速平行信号线缆的较佳实施例，其中，该中间层200具有四条(usb3.1)超高速信号对线4，其间隔环绕设于内心层100外部的四角上，以及四条控制信号线5，其间隔穿插排列设在内心层100外部的四角上；借此整体有效的排列组合可防止高频、低频信号间的相互干扰及互相串音，并达到加强屏蔽隔离的效果。

请参图2所示，本发明(usb2.0)高速信号对线结构剖面放大示意图。该(usb2.0)高速信号对线1进一步包括：一对内心线11，其中，各内心线11都具有一中心铜导体111，该内心线11以平行方式排列，以改善信号线间的信号延迟，或以对绞方式排列，以改善信号的衰减，于两个相邻的内心线11间放置一股地线12，且于内心线11外围包覆一层铝箔13，以隔离高频、低频信号及控制信号的干扰及互相串音。

请参图3所示，本发明(usb3.1)超高速信号对线结构剖面放大示意图。各(usb3.1)超高速信号对线4进一步包括：一对内心线41，其中，各内心线41具有一中心铜导体411，该内心线41以平行方式排列，以改善信号线间信号的延迟，或以对绞方式排列，以改善信号的衰减，于两个相邻的内心线41间放置一股地线42，且于内心线41外围包覆一层铝箔13，以隔离高频、低频信号的干扰及互相串音。

请参图4所示，本发明控制信号线结构剖面放大示意图。每条控制信号线5进一步在一中心铜导体511外围成形一绝缘层51，且于线缆绝缘层51外围包覆一层铝箔13，以隔离控制信号线5与(usb2.0)高速信号对线1及电源线2之间串音干扰(同时参见图1所示)。

请参图5、6所示，图5为usb3.1连接器公规信号接点配置图(该图引用usb-if协会)。图6为本发明超高速平行信号线缆组装方法步骤流程图。应用时，供线缆内部线材依序焊接于usb3.1连接器相对接点位置上，较佳实施例的本发明超高速平行信号线缆组装方法，主要依序包括：

s1步骤一，焊接四条(usb3.1)超高速信号对线：将四条(usb3.1)超高速信号对线4的每条内心线41的中心铜导体411，分别对应焊接tx1⁺、tx1^-、gnd，rx1⁺、rx1^-、gnd，tx2⁺、tx2^-、gnd，rx2⁺、rx2^-、gnd于连接器相对信号位置上；

s2步骤二，焊接四条控制信号线：将四条控制信号线5的每条线的中心铜导体511，分别对应焊接sbu1、sbu2、cc、vcon于连接器相对信号位置上；

s3步骤三，焊接(usb2.0)高速信号对线：将(usb2.0)高速信号对线1的内心线11的中心铜导体111，分别对应焊接d⁺、d^-于连接器相对信号位置上；及将电源线2对应焊接vbus于连接器相对信号位置上。

本发明提供的超高速平行信号线缆及组装方法，能有效解决现有技术的缺点，改善串音及干扰等问题，并达到方便作业、节省工时及降低成本的目的。

请参图7-1~8-4所示，为现有usb3.1传输线与本发明超高速平行信号线缆相互对比的实验数据，其中

参照图7-1，为现有usb3.1传输线缆串音测试图。其测试项目为cc与sbua信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点0.3mhz(-59.59db)至18mhz(-41.46db)，超出规格线，结果测试失败(fail)。

参照图7-2，为现有usb3.1传输线缆串音测试图。测试项目为cc与sbub信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点0.3088415mhz(-57.45db)至1mhz(-53.26db)之间，超出规格线，结果测试失败(fail)。

参照图7-3，为现有usb3.1传输线缆串音测试图。测试项目为sbua与cc信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点0.3mhz(-57.78db)至1mhz(-53.41db)之间，超出规格线，结果测试失败(fail)。

参照图7-4，为现有usb3.1传输线缆串音测试图。测试项目为sbub与cc信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点0.3mhz(-58.85db)至18mhz(-41.69db)，超出规格线，结果测试失败(fail)。

参照图8-1，为改善后的本发明的超高速平行信号线缆串音测试图。测试项目为cc与sbua信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点11.2mhz(-49.59db)至91.7mhz(-33.94db)之间，没有超出规格线，其测试结果通过(pass)，相对干扰及串音结果有所改善。

参照图8-2，为改善后的本发明的超高速平行信号线缆串音测试图。测试项目为cc与sbub信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，以串音测试点11.2mhz(-55.02db)至97.1mhz(-34.76db)之间，没有超出规格线，其测试结果通过(pass)，相对干扰及串音结果有所改善。

参照图8-3，为改善的后的本发明超高速平行信号传输线缆串音测试图。测试项目为sbua与cc信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，结果串音测试点11.2mhz(-54.88db)至97.1mhz(-34.40db)之间，没有超出规格线，其测试结果通过(pass)，相对干扰及串音结果有所改善。

参照图8-4，为改善后的本发明的超高速平行信号传输线缆串音测试图。测试项目为sbub与cc信号间串音效应，横坐标为频率(mhz)，纵坐标为分贝(db)，虚线为usbif规格线，实线为测试结果线，其测试频率介于0.3mhz至100mhz之间，将其与规格线相互比对，结果串音测试点11.2mhz(-49.8db)至91.7mhz(-33.06db)之间，没有超出规格线，其测试结果通过(pass)，相对干扰及串音结果有所改善。

综上所述，本发明经实际试作、测试，并验证其组装方式、结构排列及制作方法步骤，其保护范围并不以上述实施方式为限，本领域技术人员根据本发明所公开的内容所作的等效修饰或变化，都应属于本申请的保护范围。