一种信号线缆及电气连接装置的制作方法

本发明涉及线缆，尤其涉及一种信号线缆及电气连接装置。

背景技术：

在现代社会中，机电设备、测控设备(如无线通信基站、医疗设备)等电气设备越来越多，电气设备的功能也越来越多，其上的接口也越来越多，目前的电气设备上一般都有多个串口、多个网口以及多个usb口，而且这些接口尺寸都很大，如图1a、图1b中的串口，串口一般长为31.19cm，宽为12.93cm，图2a、图2b的网口、网口一般长为15.9cm，宽为13.55cm，图3a、图3b的usb口，网口一般长为7.70cm，宽为4.06cm，和图4a、图4b的gps模块接口，gps模块接口的外径一般为95cm，而且考虑到电气干扰问题，这些接口之间必须进行一定的空间隔离，因此导致整个电气设备表面积增大，进而使电气设备体积增大，而且线缆较多，接线复杂。

虽然目前有一种复合接头，可适用小型化电气设备，但是由于目前的线缆需要多根屏蔽线，所以复合接头中大部分管脚都被屏蔽线占用，致使复合接头的有效利用率不高，即有效信号线少，可传输的信号种类以及数量也相应较少。

为此，需要提供一种线缆、电气连接装置，可以实现电气设备的小型化，还可提升信号线缆的有效利用率。

技术实现要素：

本发明提供一种信号线缆及电气连接装置，由于使用低频信号线屏蔽高频信号芯线和部分中频信号芯线之间的电磁干扰，实现了电气 设备的小型化，而且还提升了信号线缆的有效利用率。

第一方面，本发明提供一种信号线缆，包括：绝缘皮、至少两根第一信号芯线和至少一根低频信号芯线；

所述第一信号芯线、低频信号芯线均为外表面设有绝缘层的芯线，所述第一信号芯线和低频信号芯线均位于所述绝缘皮内；

其中，所述第一信号芯线包括第一类信号芯线和/或第二类信号芯线，所述第一类信号芯线包括高频信号芯线，所述第二类信号芯线包括同类中频信号芯线，所述同类中频信号芯线为通过电流方向相同的信号芯线；

在至少两根第一信号芯线之间设置有所述低频信号芯线，且所述低频信号芯线设置在所述至少两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所述第一信号芯线之间的电磁干扰。

优选的，还包括：一根公共电源线和一根公共地线，所述公共电源线和公共地线用于为所述第一信号芯线和低频信号芯线提供基准电压。

优选的，所述信号线缆中第一信号芯线的数量为大于等于四的偶数根，所述信号线缆中低频信号芯线的数量大于等于两根；

所述信号线缆中包括至少两组第一信号芯线，每组第一信号芯线包括偶数根第一信号芯线，每组第一信号芯线以一虚拟中心对称设置，且每组第一信号芯线对应一根所述低频信号芯线，所述低频信号芯线以所述虚拟中心对称设置。

优选的，所述每组第一信号芯线排布成一个圆形，所述圆形与绝缘皮为同心圆，所述虚拟中心为所述绝缘皮的圆心。

优选的，所述每组第一信号芯线在圆形上均匀分布。

优选的，任意一根低频信号芯线和与所述低频信号芯线相邻的两根第一信号芯线形成一个三元组，每个三元组设置于一根内置绝缘皮内；其中，所述低频信号芯线为设置在与所述两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所述两根第一信号芯线之间的电磁干 扰的低频信号芯线；

或，

任意一根低频信号芯线和与所述低频信号芯线相邻的两根第一信号芯线形成一个三元组，每个三元组设置于一根内置绝缘皮内；其中，所述低频信号芯线为设置在与所述两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所述两根第一信号芯线之间的电磁干扰的低频信号芯线；

所述信号线缆中除所述三元组内的低频信号芯线外的低频信号芯线包括两根相邻的低频信号芯线时，任意两根相邻的低频信号芯线形成一个二元组，任意一个二元组设置于一个内置绝缘皮内。

第二方面，本发明还提供一种电气连接装置，包括权所述的信号线缆和第一连接头；

所述第一连接头中包括与所述信号线缆中的第一信号芯线、低频信号芯线分别对应的管脚，所述第一信号芯线和低频信号芯线分别与所述第一连接头中的管脚对应连接。

优选的，所述第一连接头中包括与所述信号线缆中的公共电源线和公共地线对应的管脚，所述公共电源线和公共地线分别与所述第一连接头中的管脚对应连接。

第二方面，本发明还提供一种电气连接装置，包括所述的信号线缆、第一连接头和多个第二连接头；

所述第一连接头中包括与所述信号线缆中的第一信号芯线和低频信号芯线对应的管脚，所述信号线缆中的第一信号芯线和低频信号芯线分别与所述第一连接头中的管脚对应连接，所述信号线缆中的成套信号芯线分别连接一个对应的第二连接头；

所述成套信号芯线为基于同一信号的信号发送线和信号接收线。

优选的，所述信号线缆中的公共电源线和公共地线连接对应的第二连接头。

由上述技术方案可知，本发明中由于低频信号线设置在至少两根 第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，可以屏蔽所述第一信号芯线之间的电磁干扰，由于使用多根高频或同类中频信号芯线(同类中频信号芯线为通过电流方向相同的信号芯线)，并用低频信号芯线屏蔽高频或同类中频信号芯线之间的电磁干扰，由于使用可以传输低频信号的低频信号芯线而不是单独屏蔽线实现高频信号芯线和部分中频信号芯线之间的电磁干扰，使线缆可包括更多的有效芯线(有效芯线指信号线)，从而实现了电气设备的小型化，而且还提升了信号线缆的有效利用率。

附图说明

图1a为现有串口的主视图；

图1b为现有串口的结构示意图；

图2a为现有网口的主视图；

图2b为现有网口的结构示意图；

图3a为现有usb口的主视图；

图3b为现有usb口的结构示意图；

图4a为现有gps模块接口的主视图；

图4b为现有gps模块接口的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的信号线缆横截面示意图；

图6为本发明一实施例提供的电气连接装置的结构示意图；

图7a为现有的复合接头的结构示意图；

图7b为现有的复合接头的主视图；

图8为本发明一实施例提供的另一种电气连接装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图5示出了本发明一实施例提供的信号线缆横截面示意图。

如图5所示，本实施例的一种信号线缆，包括：绝缘皮5、至少两根第一信号芯线和至少一根低频信号芯线；

所述第一信号芯线、低频信号芯线均为外表面设有绝缘层的芯线，所述第一信号芯线和低频信号芯线均位于所述绝缘皮5内；

其中，所述第一信号芯线包括第一类信号芯线和/或第二类信号芯线，所述第一类信号芯线包括高频信号芯线，所述第二类信号芯线包括同类中频信号芯线，所述同类中频信号芯线为通过电流方向相同的信号芯线；

在至少两根第一信号芯线之间设置有所述低频信号芯线，且所述低频信号芯线设置在所述至少两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所述第一信号芯线之间的电磁干扰。

实际应用中，本实施例的信号线缆一端连接第一连接头(如图6所示的第一连接头6，第一连接头为复合接头)，第一连接头6连接在电气设备的对应接口上，信号线缆中的成套信号芯线分别连接一个对应的第二连接头，各第二连接头分别连接第一设备上的对应接口；

所述第一设备为与所述电气设备连接，进行信号传输的设备，所述对应接口为网口和串口等接口。

所述信号线缆中的成套信号芯线分别连接一个对应的第二连接头，可以为：信号线缆中发送网络信号和接收网络信号的网线连接第二连接头的网口，信号线缆中发送串口数据和接收串口数据的数据线连接第二连接头的串口。所述第二连接头可参见如图8所示的第二连接头。

本实施例中由于低频信号线设置在至少两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，可以屏蔽所述第一信号芯线之间的电磁干扰，由于使用多根高频或同类中频信号芯线(所述同类中频信号芯线为通过电流方向相同的信号芯线)，并用低频信号芯线屏蔽高频或同类中频信号芯线之间的电磁干扰，由于使用可以传输低频信号的低频信号芯线 而不是单独屏蔽线实现高频信号芯线和部分中频信号芯线之间的电磁干扰，使线缆可包括更多的有效芯线(所述有效芯线指信号线)，从而实现了电气设备的小型化，而且还提升了信号线缆的有效利用率。

由上可见，信号线缆中可包括多种信号芯线，这些信号芯线有些需要配备电源(比如usb需要电源线和地线)，需要配备电源的多种信号芯线之间所需电压大小不同，多种大小不同的电压会使信号芯线之间产生压差，从而影响信号线缆中不同信号传输的稳定性和安全性，所以，需要使不同种类的信号芯线之间具有相同的基准电压，从而保证各信号芯线的正常工作，如图5所示，所述信号线缆还包括：一根公共电源线和一根公共地线，所述公共电源线和公共地线用于为所述第一信号芯线和低频信号芯线提供基准电压。

本实施例中采用公共电源和公共地线可以防止不同种类的信号芯线由于压差产生的信号传输不稳定或不安全。

为了在达到屏蔽效果的前提下减少低频信号线的用量，进一步优化上述功能(实现了电气设备的小型化，而且还提升了信号线缆的有效利用率)，应使尽量多的第一信号芯线采用尽量少的低频信号芯线，因此，可采用的优选实施例为：所述信号线缆中第一信号芯线的数量为大于等于四的偶数根，所述信号线缆中低频信号芯线的数量大于等于两根；

所述信号线缆中包括至少两组第一信号芯线，每组第一信号芯线包括偶数根第一信号芯线，每组第一信号芯线以一虚拟中心对称设置，且每组第一信号芯线对应一根所述低频信号芯线，所述低频信号芯线以所述虚拟中心对称设置。

可以理解的是，所述低频信号芯线为设置在所述每组第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽每组第一信号芯线之间的电磁干扰的低频信号芯线。

值得说明的是，每组第一信号芯线对应一根低频信号芯线，而每组第一信号芯线中可以包括两根、四根、六根或八根等第一信号芯线， 可以理解的，与每组第一信号芯线对应的低频信号芯线需要设置在该组第一信号芯线的所有第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所有第一信号芯线之间的电磁干扰，显然，该种排布方式由于每根低频信号芯线对应的第一信号芯线数量更多，因此在达到屏蔽效果的前提下减少低频信号线的用量，进一步优化了上述功能(在实现电气设备小型化的基础上提升了信号线缆的有效利用率)。而每组第一信号芯线以虚拟中心对称设置，与每组第一信号芯线对应的低频信号芯线(因为第一信号芯线为至少两组，所以低频信号芯线也为多根)也以所述虚拟中心对称设置，是基于第一信号芯线(导线)的磁场线的方向等特性考虑设置的，该种排布方式更便于将一根低频信号芯线设置在多根第一信号芯线之间的共同电磁波辐射区域内，从而减少低频信号芯线的用量。

实际操作中，如图5所示，每组第一信号芯线可包括四根第一信号线芯线，当然，也可包括六根、八根等，此处不做限制。

由于信号线缆横截面是圆形的，而且导线的磁场线是螺旋形的，所以，可以理解的是，所述每组第一信号芯线可排布成一个圆形，所述圆形与绝缘皮5为同心圆，所述虚拟中心为所述绝缘皮5的圆心。这样便于布置第一信号芯线，并且便于将一根低频信号芯线设置在多根第一信号芯线之间的共同电磁波辐射区域内，从而减少低频信号芯线的用量。

为了更加便于将一根低频信号芯线设置在多根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，优选的，所述每组第一信号芯线在圆形上均匀分布，这样各第一信号芯线的磁场分布均匀，更便于使一根低频信号芯线设置在多根第一信号芯线之间的共同电磁波辐射区域内。

为了进一步实现各信号芯线之间的绝缘，优选的，任意一根低频信号芯线和与所述低频信号芯线相邻的两根第一信号芯线形成一个三元组，每个三元组设置于一根内置绝缘皮5内；其中，所述低频信号芯线为设置在与所述两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用 以屏蔽所述两根第一信号芯线之间的电磁干扰的低频信号芯线。

或，

任意一根低频信号芯线和与所述低频信号芯线相邻的两根第一信号芯线形成一个三元组，每个三元组设置于一根内置绝缘皮5内；其中，所述低频信号芯线为设置在与所述两根第一信号芯线之间的电磁波辐射区域内，用以屏蔽所述两根第一信号芯线之间的电磁干扰的低频信号芯线；

所述信号线缆中除所述三元组内的低频信号芯线外的低频信号芯线包括两根相邻的低频信号芯线时，任意两根相邻的低频信号芯线形成一个二元组，任意一个二元组设置于一个内置绝缘皮5内。

下面通过图5所述的信号线缆具体说明本发明。

图5所示的一种具体的信号线缆包括绝缘皮5、四个三元组和一个二元组，四个三元组分别为第一三元组s1、第二三元组s2、第三三元组s3、第四三元组s4；

其中，

第一三元组s1包括：第一信号芯线x1、第二信号芯线x2和与他们相邻的低频信号线第九信号芯线x9，第九信号芯线x9用于屏蔽第一信号芯线x1和第二信号芯线x2的周向上的电磁干扰；

第二三元组s2包括：第三信号芯线x3、第四信号芯线x4和与他们相邻的低频信号线第十信号芯线x10，第十信号芯线x10用于屏蔽第三信号芯线x3和第四信号芯线x4的周向上的电磁干扰；

第三三元组s3包括：第五信号芯线x5、第六信号芯线x6和与他们相邻的低频信号线第十一信号芯线x11，第十一信号芯线x11用于屏蔽第五信号芯线x5和第六信号芯线x6的电磁干扰；

第四三元组s4包括：第七信号芯线x7、第八信号芯线x8和与他们相邻的低频信号线第十二信号芯线x12，第十二信号芯线x12用于屏蔽第七信号芯线x7和第八信号芯线x8的电磁干扰；

二元组e1包括第十八信号芯线x18和第十九信号芯线x19，第十 八信号芯线x18和第十九信号芯线x19均为低频信号芯线，其中，第十八信号芯线x18用来对应第一信号芯线x1和第三信号芯线x5之间的横向的电磁干扰、以及第三信号芯线x3和第七信号芯线x7横向方向的电磁干扰，此处的横向是针对图5的具体实施例而言；

其中，第一信号芯线x1、第三信号芯线x3、第五信号芯线x5、第七信号芯线x7形成一个圆形，第二信号芯线x2、第四信号芯线x4、第六信号芯线x6、第八信号芯线x8形成另一个圆形，该两个圆形与绝缘皮5为同心圆，第十八信号芯线x18和第十九信号芯线x19以绝缘皮5的圆形对称设置；

绝缘皮5内还包括：第十三信号芯线x13、第十四信号芯线x14、第十五信号芯线x15、第十六信号芯线x16和第十七信号芯线x17，第十五信号芯线x15为公共电源线，第十七信号芯线x17为公共地线，第十三信号芯线x13、第十四信号芯线x14和第十六信号芯线x16可为闲置线或根据其他信号芯线的设置进行设置，如，第十六信号芯线x16相邻两侧的信号芯线均为高频信号芯线，则第十六信号芯线x16需要为低频信号芯线。

可见，八根第一信号芯线使用了十一根低频信号芯线做屏蔽，可同时传输8个信号，所以不仅减小电气设备的体积，且提升了信号线缆的有效利用率。

图6为本发明一实施例提供的电气连接装置的结构示意图。

如图6所示的一种电气连接装置，包括所述的信号线缆和第一连接头6；

所述第一连接头6中包括与所述信号线缆xl中的第一信号芯线、低频信号芯线分别对应的管脚，所述第一信号芯线和低频信号芯线分别与所述第一连接头6中的管脚对应连接。

由于该电气连接装置中的信号线缆xl与上述信号线缆是对应的，关于该信号线缆，此处不再详述。

作为一种优选实施例，所述第一连接头6中包括与所述信号线缆 中的公共电源线和公共地线对应的管脚，所述公共电源线和公共地线分别与所述第一连接头6中的管脚对应连接。

根据上文介绍可知，公共电源和公共地线可以防止不同种类的信号芯线由于压差产生的信号传输不稳定或不安全。

第一连接头6用于插接在电气设备上，可以理解的是，电气设备上的电气插口应与第一连接头6匹配。

值得说明的是，第一连接头6可采用如图7a和图7b所示的现有的复合接头7。

所述第一连接头6也可采用具有与本发明实施例中的信号线缆中的各信号芯线一一对应以实现本信号线缆中各信号芯线与第一连接头中各连接口一一直插连接的第一连接头，比如第一连接头为与线缆直径相同的横截面为圆形的连接头，且该第一连接头上设有与本发明信号线缆中各信号芯线的位置相同的各接口，该第一连接头上与本发明信号线缆中各信号芯线位置相同的接口与该信号芯线的作用匹配，比如，该信号芯线为串口线，则与该串口线位置对应的第一连接头的接口是串口，其余接口不再一一列举。该种第一连接头可以避免本发明信号线缆的排布与第一连接头的接口排布不同时，还需将各信号芯线的端头重新排布以适应第一连接头的各接口的问题，防止信号芯线弯折而缩短芯线的使用寿命。图8为本发明一实施例提供的另一种电气连接装置的结构示意图。

如图8所示的一种电气连接装置，包括所述的信号线缆、第一连接头6和多个第二连接头；

所述第一连接头6中包括与所述信号线缆xl中的第一信号芯线和低频信号芯线对应的管脚，所述信号线缆中的第一信号芯线和低频信号芯线分别与所述第一连接头6中的管脚对应连接，所述信号线缆中的成套信号芯线连接一个对应的第二连接头；例如，发送网络信号和接收网络信号的网线连接到网口、发送串口数据和接收串口数据的数据线连接到串口等；

所述成套信号芯线为基于同一信号的信号发送线和信号接收线。

如图8所示，信号线缆xl中的第一组信号芯线连接第一视频分配器接头j1，第二组信号芯线连接第二视频分配器接头j2，第三组信号芯线连接第三视频分配器接头j3，第四组信号芯线连接水晶接头j4，第五组信号芯线连接第一串行接口j5，第六组信号芯线连接第二串行接口j6，其中，每组信号芯线指的是成套信号芯线。由于该电气连接装置中的信号线缆xl与上述信号线缆是对应的，关于该信号线缆，此处不再详述。

第一连接头6用于插接在电气设备上，可以理解的是，电气设备上的电气插口应与第一连接头6匹配。

值得说明的是，第一连接头6可采用如图7a和图7b所示的现有的复合接头7，也可采用具有与本发明实施例中的信号线缆中的各信号芯线一一对应以实现本信号线缆中各信号芯线与第一连接头中各连接口一一直插连接的第一连接头，比如第一连接头也是与线缆直径相同的横截面为圆形的连接头，且该第一连接头上设有与本发明信号线缆中各信号芯线的位置相同的各接口，该第一连接头上与本发明信号线缆中各信号芯线位置相同的接口与该信号芯线的作用匹配，比如，该信号芯线为串口线，则与该串口线位置对应的第一连接头的接口是串口，其余接口不再一一列举。

所述信号线缆中的成套信号芯线分别连接一个对应的第二连接头，各第二连接头分别连接第一设备上的对应接口(第一设备为与所述电气设备连接，进行信号传输的设备)；

所述信号线缆中的成套信号芯线分别连接一个对应的第二连接头，可以为：信号线缆中发送网络信号和接收网络信号的网线连接第二连接头的网口，信号线缆中发送串口数据和接收串口数据的数据线连接第二连接头的串口。

各第二连接头分别连接第一设备上的对应接口，可以为：第二连接头的网口连接到第一设备的网口中，第二连接头的串口连接第一设 备的串口等。

作为一种优选实施例，所述信号线缆中的公共电源线和公共地线连接对应的第二连接头。根据上文介绍可知，公共电源和公共地线可以防止不同种类的信号芯线由于压差产生的信号传输不稳定或不安全。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。