专利名称：互连电缆的制作方法
技术领域：
本发明，即本申请的主题，涉及一种下述类型的电缆的改进，即能用于两地或两地以上之间在交流电、直流电、模拟或数字格式中携带如数据传输、视频、音频、辅助数据、或者确定的任何通讯数据的电能或电信号的电缆。按照本发明以某种形式提供此电缆，以通过提高质量，降低干扰，增加过流能力/带宽来改善数据传输，而使电缆对潜在的顾客更具有商业吸引力，而且同时改进电缆的性能。
背景技术：
通过本发明电缆中的缆芯排列和感应缆芯尺寸和/或缆芯形状，在测验中已经发现本发明的电缆能减少失真和干扰，于是无论是在交流电、直流电、模拟或数字格式中都可减少装置之间的数据信号降级，改进传输和提高电信号的传输效率，并且提高数据传输速度。
本发明涉及电缆和电缆内缆芯的改进，以生产一种数据传输媒介，其被发现在电装置和此装置的相关电源之间在传导视频、音频、数据信号和/或电能中是有优势的。
目前，常规的电缆(其被用在电元件之间传递信号和给这些元件供电)具有几个缺点，其通常的设计是由布置成充当传输线的单个或者多个缆芯组成。
然而，此种布置使得电缆对于失真很敏感，因为沿传输线携带的信号在通过传输线时，信号强度干扰和其它的降级是明显的。
由于常规的电缆使用实心缆芯，由于一种通常所说的“集肤效应”物理常数能引起一些信号退化。此处所说的“集肤效应”产生的效果是在距离缆芯表面一定距离处减少沿缆芯通过的电流密度，如图A中所示的现有技术。然后，这导致电流趋向于在缆芯的表面聚集，这有效地减少了缆芯的“可利用的”横截面积，并且增加了电阻率，于是引起电缆整体效率的下降。在高电流敷设电缆中，为了适应通过较高的电流，缆芯的横截面积趋向要相对地大，例如大于0.8mm 18号美国线材号数。横截面积的增加和集肤效应是成比例的，并能成为信号退化的主要因素。
使用传统的绞合线缆芯，如果绞合线是非绝缘的并且捆在一起，实际上得到的是一种整个横截面积足够大得引起上述如现有技术中图A所示实心缆芯中所述问题的单个缆芯，集肤效应问题也仍旧存在。
当几个缆芯被用于组成一个电缆时，另一个主要问题又产生了，即一种磁相互作用。已知的是，当电流通过缆芯时，在它周围产生一个磁场，如果此问题在电缆的设计中没有处理，那么在精确度、效率和质量方面就出现了不良的后果，就缆芯之间被传输的数据的错误和串话干扰而言，如现有技术图B所示。
此外，如果提供两个或更多缆芯在电缆内平行延伸，每一个将在其周围产生一个磁场，这个磁场能有效地干扰沿其它缆芯传递的数据/信号，反之亦是如此，如果涉及更多的缆芯以及增加电流，这个问题就会产生并且放大。沿电缆的长度方向，这个问题引起信号冲突，特别是在像存在不同电流值的视频或者音频内。较高的电流信号产生较大的磁场，其破坏较小的电流，较小的磁场信号于是失真并且改变了原始信号源。
另外的问题是包括一系列缆芯的常规电缆会对引起沿电缆携带的信号降级很敏感。这些变化是由缆芯之间的磁相互作用引起的。这些变化引起信号在它的接受端低于最佳状态。因为在同时或者零星时间内整个电缆的不同的波长，悦耳的时间选择在不良设计的视频/音频敷设电缆中也是要考虑的一个因素。当从电源中供应电流时，在总线中也有这种效应。
于是，例如在视频中产生的声音会是模糊的和/或是声音限度的较高或较低界限，出现的这种声音不能再复制成最佳的。
一般，缆芯束越大，问题越大。为了减少信号降级，通常认为缆芯的数量应当保持在小的数量，于是许多常规的电缆试图使缆芯束的尺寸最小以使感应最小。此外导线束在电缆内的运动能引起电缆内沿电缆的长度出现一些点的失真相对高于其它点的失真。
用来试图减少这个问题的技术是，例如在6类或者7类电缆内，提供连同一个拉长件的缆芯组，此拉长件用来分隔四组缠绕的线对并且置于电缆内部，这样当缆芯沿电缆的长度延伸时可沿电缆引导和缠绕每一个缆芯组的通道。这种缠绕或者“纽绞”，如同已知的，要实现是困难的，使需要的缆芯长度加长以提供特定长度的电缆，于是增加了电缆的成本。通过采用间隔的原理，如同整个申请描述的，如果需要电缆最小的横截面积，通过空间或者其它途径相隔的缆芯使得前述的工艺成为不必要的，虽然这些工艺也可以执行。
在电缆中使用的材料的质量和/或纯度也被认为是使电缆的性能提高的另一个方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服前面提出问题的缆芯布置形式和方式，也提供允许缆芯以最大效率方式被利用的缆芯插座。
发明的第一方面，提供一种电缆，其具有沿电缆延伸的至少两个缆芯组，每一个所述的缆芯组包括至少两个围绕彼此缠绕或者卷绕的缆芯，其中所述的至少两个缆芯组在它们沿所述电缆延伸时，被保持物理隔开至少1mm的距离。
在一个实施例中，电缆包括一个拉长件，其用于按需要的距离隔开缆芯组。优选地，缆芯组被隔开2mm或2mm以上。
在一个实施例中，至少一个缆芯组在它沿拉长件延伸时，围绕此拉长件的外围被缠绕。此拉长件可以是一个管或者一个棒或者实际上任何横截面积形状合适的件，例子见后面的说明。拉长件可以采用绝缘材料或者传导材料制成，如果由传导材料制成，能充当地线缆芯和/或在允许使用非屏蔽电缆的场合作为线圈架。
典型地，每一个缆芯组形成有传导通道。通常使用的缆芯是绝缘的，横截面积按照特定的需要是可变的，并且可以选择以给出最优的电导率而不会引起集肤效应，于是进一步提高了效率。对于一些应用，如数据，每一个缆芯组能允许数据在两个方向通过。
在一个实施例中，拉长件具有一个通道，用于容纳第一缆芯组和第二缆芯组的所述通道沿所述拉长件的外围延伸放置。在一个实施例中，第二缆芯组围绕拉长件被卷绕或者沿拉长件直线放置。在一种布置中，第二缆芯组比第一缆芯组具有较高的电阻率，各个缆芯组之间的缠绕程度是不同的。提供一个包括缠绕的缆芯组线对的缆芯组的原理是制造一种“对称的”线。已知被缠绕的线对能减少辐射，提供较低的拾起噪音和产生有效的噪音滤去特征。这意味着通过保持使该组中的缆芯靠拢，例如缠绕，在被缠绕线对路径流动和返回的任何一点提供一个总计等于零(由于信号强度相等但力相反的事实)的信号电压，例如，如果一个缠绕的线对是10米长，正输送2伏特电压，那么我们用伏特计测量，例如在离信号/电压源2米的位置总值将是零。当外部噪音呈现在两个缆芯上时，产生的力在两个缆芯上会是公用的(相等但相反)，并且如果靠近电缆一端的装置有一个感应件，力会特别地抵偿。
如果需要，该通道能设置有在其中放置第一缆芯组的定位点。
除了缆芯组的间隔在1mm或者以上外，在每一组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度在各自组中是不同的，于是改进了电缆的性能。例如，如果相邻组之间的间隔相对较小，那么在各个缆芯组中缆芯的缠绕或者卷绕程度的差异就增加，如果间隔较大，需要的差异就减小。于是在各个缆芯组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度之间的变动，通常参照相邻缆芯组之间的相对间隔来确定。
当一个缆芯组围绕拉长件被卷绕时，那么对于这段电缆来说，因为缆芯绕电缆卷绕而不是直的，所以这个缆芯组的长度通常比其它缆芯组长。由于它增加了长度，此缆芯组通常比其它缆芯组具有相对高的电阻率。可选择的是，内部缆芯组比外部缆芯组可以具有较紧密的缠绕密度，于是减少或者消除了长度差异。对于不同的传输频率和电流/电压加权数(weighting)，各个缆芯组之间的长度差异充当一个分离器的作用。
本发明的另一方面，提供一种用于两地之间数据传输的数据电缆，该电缆包括可选择性地组在一起形成至少两个缆芯组的一系列缆芯，每一组具有至少两个彼此相互缠绕或者卷绕的缆芯，每一组通过一个拉长件间隔，其中所述的缆芯组基本上沿电缆直线延伸地放置。
通常所述的至少两个缆芯组沿该电缆无纽绞地延伸放置。
在一个实施例中，至少一个缆芯组被安装在一个拉长件内部，以沿此件延伸，并且一个或者多个缆芯组放置在拉长件的外部表面。
在一个实施例中，电缆包括四组缆芯，每一组包括至少两个缠绕或者卷绕的缆芯，并且每一组至少间隔1mm，但更优选地是2mm或者以上。在一个实施例中，电缆横截面基本上是圆形的，相邻组之间的缆芯组基本上间隔90度。如果有更多或者更少的缆芯组，间隔角度是缆芯组的数量除360度。
在一个实施例中，缆芯组被布置在拉长件的通道内部，并且通常靠近壁的内表面。可选择地，缆芯组能通过放置在拉长件的外部上而被隔开，或者缆芯组被置于所述拉长件的壁内。
无论在哪个实施例中，应正视的是，在每一组缆芯组中，缆芯围绕彼此缠绕或卷绕以形成一个缠绕的缆芯组。实际上，根据应用类型，在每一组中缆芯的缠绕程度是特定的紧密度，但在不减损电缆性能的情况下应保持尽可能地松，这样通过降低缠绕程度而减少缆芯的长度达到节约成本。也是同样情况的是，在许多实施例中，缆芯组和拉长件被置于一个外壳或者合适的外壳中以和常规电缆同样的方式保护电缆免受损坏。
典型地，缆芯组被隔开，优选地是间隔1mm或者更多，和/或根据应用不同每一组的缠绕紧密度是交错的，如第一组是每厘米4扭，第二组是每厘米3扭，第三组是每厘米2扭，或者任何最有效的方式。于是当间隔增加时缠绕的差异能够减少，当间隔减少时，相对的缠绕差异就增加。这会减少串话并改进性能。
典型地，每一个缆芯通过绝缘材料相互绝缘，且电缆包括一个绝缘材料的外壳。
典型地，电缆包括一个拉长件，所述拉长件在其上或者在其内放置多个缆芯组，所述缆芯组设置在间隔位置以沿此件延伸，和/或设置在拉长件的内部延伸，在相邻缆芯组之间的间隔是1mm或者1mm以上。
在一个实施例中，拉长件是管的形式，缆芯组位于管壁的内部或者外部表面的任何位置或者两种皆有，和/或在壁本身的内部。
在一个实施例中，缆芯组围绕彼此卷绕和/或围绕拉长件卷绕。在一个可选择的和优选的实施例中，每一个缆芯组的纵轴基本上平行于拉长件的纵轴延伸。
如果需要进一步改进电缆的性能，当各个缆芯组之间的间隔减少时，随着差异程度增加，在每一组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度相对于其它组的缆芯是变化的。
优选地，如果电缆的横截面面积足够大，即线对之间的距离是可接受的，每一个缠绕的缆芯组提供有同样的密度以最小化或者实际消除沿电缆传输的数据中的任何传播延迟。
优选地，每一个缠绕的缆芯组提供有同样的密度以最小化沿电缆传输的数据中的任何传播延迟。
在一个实施例中，至少一个缆芯组沿基本上平行于电缆纵轴的拉长件通道前进。优选地，每一个缆芯组沿平行于电缆纵轴的直线通道延伸。可选择地，一个或者多个缆芯组围绕拉长件沿基本上螺旋形的通道被卷绕。
优选的是，当减少需要的缆芯材料的长度用以形成电缆时，使缆芯组沿拉长件在直线通道内而不是在扭绞或者螺旋形通道内延伸，因此减少了电缆的生产成本，并在适当的时候减少了电缆的出售价格，而没有影响电缆的性能。
在一个实施例中，在拉长件内的通道或者空间中携带一些服务，例如市电电源。
在发明的另一个方面中，提供一种用于此处所述电缆类型的插头，所述插头具有一个用于在插座内定位的本体，其中所述插头具有用于连接多个被间隔的缆芯组的接收装置，所述接收装置在插头本体上隔开。
典型地，在缆芯组接收装置之间的间隔为至少1mm，如果插头本体是圆形横截面，则间隔的角度为缆芯组接收装置的数量除360度。
优选地，用于缆芯组的接收装置连接到金属触点以允许来自缆芯组的信号连接和传输到插头被插入其中的插座内的金属触点。
在一个实施例中，插头本体基本上是圆形横截面，或者可选择的是插头本体的形状基本上是扁平和平面的。
发明的另一方面，提供用于此处所述类型电缆的插座，所述插座具有一个接收插头的孔，其中所述插座具有用于连接多个被间隔的缆芯组的接收装置，所述接收装置在插座孔处隔开。
在一个实施例中，缆芯组接收装置之间的角度间隔是所提供的缆芯组接收装置的数量除360度。
在一个实施例中，用于缆芯组的接收装置连接到金属触点以允许来自缆芯组的信号连接和传输到被插进插座孔的插头内的金属触点。
在一个实施例中，插座孔基本上是圆形横截面，或者可选择地基本上是平孔。
虽然优选的是，提供一种基本上圆柱形带有定位装置的插头插座本体，以保证在每种情况下插头插座本体的正确定位，但其它形状的插头插座本体也能采用，只要它们能保持各个缆芯组之间的间隔。例如，采用的插头插座本体能是任何形状的或者任何正方形、椭圆形、长方形、矩形、六边形之一的选择，等等。
在一个实施例中，电缆相对于基本上与电缆同一直线的插头或者插座本体定位。可选择地，能与电缆的纵轴成90度安装插座或者插头本体。
无论在哪个实施例中，如果需要屏蔽电缆，可将一个金属编织的套筒套在所有缆芯组上或者单个缆芯组或者传输线上。屏蔽该电缆能减少外来的射频噪音和增加机械强度。
每一个在此参照的缆芯实际上可以包括卷绕在一起形成一个所述缆芯的一系列电线。
典型地，围绕该组中各缆芯的缆芯缠绕或者卷绕紧密度在该组中是恒定的。在一个实施例中，缠绕紧密度以梯级方式从第一组中的最紧的缠绕到最后一组最松的缠绕在各组之间变化。
已经发现，上述缆芯组的布置，特别是当利用所述的插头插座时，允许更大的带宽，减少串话，降低感应、电容量、电阻率和更大的衰减串话比，这又减少了声音或者视频复制元件的失真以及从电源到各元件的失真。类似地，当电缆被用于数据传输时，例如连接高速数据网络中心，已经发现有益的效果。于是在发明的另一方面，提供一种连接电缆，所述电缆包括一系列按照此处所述的实施例布置的缆芯组，以及在电缆的每一端提供一种按照此处所述实施例的插头或插座。
典型地，当电缆被用于连接如具有高保真度的元件时，需要左右输入和输出连接器，这可以通过提供两个单独的电缆来实现，以提高质量。可选择地，两个电缆可以放在一个外壳内，但会发生轻微的质量下降。
在发明的另一方面，提供一种形成电缆的方法，该电缆包括一系列缆芯组，每一个所述的缆芯组包括至少两个围绕彼此缠绕/卷绕以形成该组的缆芯，如果需要，每一组的缠绕程度/卷绕比与其它组的缠绕比对照，当各自沿电缆延伸时各组之间需要的间隔同样进行对照，在这种对照的基础上，在每个缆芯组中的缆芯的缠绕程度/卷绕比相对于其它缆芯组是变化的，以改进电缆的性能。
在一个实施例中，缠绕程度/卷绕比之间的差异在相邻间隔的缆芯组之间累进地增加。当缆芯组之间需要的间隔减少时，缠绕/卷绕程度的变动级别增加。
用于拉长件和/或外壳的绝缘材料对本申请是特定的，而且任何绝缘材料，包括特殊材料也能使用。此外放置在整个电缆或者单个缆芯上的采用编织材料、薄片或者其它的套管形式的屏蔽将起减少外来射频干扰和增加机械强度的作用。
参照相应的附图，现在说明发明的具体实施方式
。其中图1A和1B是带一个芯线的发明的实施例，此芯线设置有采用管或者地线形式的一个拉长件以形成一个缆芯；图2A和2B是两个缆芯和一个管和/或地线的布置；图3A-C是发明的另一个实施例；图4A-B是按照本发明电缆的又一个实施例；图5A-F是几个实施例中电缆的横截面；图6是按照发明的又一个实施例，一段电缆的正视图；图7是沿图6中A-A线截取的电缆的横截面视图；图8是按照发明又一个实施例的一段电缆的端视图；
图9是按照发明的又一个实施例的一段电缆；图10是沿图9中B-B线截取的电缆的横截面视图；图11A-D是用于本发明的电缆的圆柱插头和插座布置的实施例；图12A-D是用于本发明的电缆的相对平坦的插头和插座布置的实施例；图13A-B是圆柱插座的表面固定件；图14A-B是相对成直线的平插座的表面固定件；图15A-B是组合的平和/或圆柱电缆表面固定件；和图16A-F是利用按照本发明的一个实施例的电缆实现的图形试验结果。
具体实施例方式
首先参照图1A说明缆芯的第一个实施例。这包括一个围绕绝缘拉长件6卷绕的缆芯4，在此实施例中所示的拉长件是直的，缆芯4沿件6的长度方向以螺旋方式卷绕。在此实施例中，拉长件采用的是绝缘材料，并且充当绝缘体，但是应当理解的是无论是否绝缘其可以采用传导材料，在特定情况中需要时可以充当地线。无论如何，这示出的只是本发明传导通道或者缆芯组的一种形式。缠绕的密度/频率可以根据特定性能的需要而变化。
图1B是另一种布置，如图所示的，缆芯4与拉长件6缠绕在一起形成一个缆芯组。
现在来看图2A和2B，其示出的是按照发明的一个实施例的一种互连电缆，其优选被用于视频、音频和干线电源，但不是专用于此。其设置有一个拉长件105，沿所述拉长件卷绕有第一缆芯104以形成一个由缆芯组107形成的第一传导通道，缆芯组类似于图1A是以卷绕的方式表示。传导通道107被放置在绝缘材料管106内部。在此例子中，围绕管106的外壁卷绕有一个按照图1A所示的实施例方式形成的第二传输芯线108。于是绝缘管106起物理隔开电缆的两个传输芯线107、108的作用。但此外优选地但不是排他地是，两个缆芯以这样相反的方式围绕各自的拉长件卷绕，例如缆芯104顺时针卷绕，芯线108的缆芯则逆时针卷绕。这起了保证来自每一个缆芯的任何干扰被导向远离另一个缆芯，于是减少交叉干扰的危险。此外，优选的是各个缆芯绕组之间的间隔在两个缆芯之间是不同的，于是再次使交叉干扰的危险最小。
图2B是沿图2A中A-A线的横截面，示出了图2A的互连电缆的各元件布置图。
在每一组中的缆芯的缠绕程度或者量也可以是可变的，以提供特定区域内的最优性能，并且如果需要的话，如果需要电缆携带较大的电流，可以使用并缠绕额外的缆芯。如图2A中所示的较大直径的管的使用使得一个缆芯穿过内部被拉伸并在此缠绕，另一个围绕外壁缠绕，如图2A所示，这种两个缆芯的方向固定不变使两个缆芯之间磁相互作用有效减少，于是通过减少作用在缆芯上的相互作用改进了信号传输的质量。
参照图3A-C，说明的是电缆109，优选地，但不是排他地用于视频、音频和较高电流的应用。传导通道110、112是通过缆芯组形成的，并且每一个通道包括两个缠绕/卷绕在一起的缆芯/绝缘体。在一个实施例中，在每一组中缆芯的缠绕程度彼此处于变动的密度或者比值下。然而，在这种情况中，传导通道110、112具有同样缠绕程度的缆芯。根据应用不同，传导通道携带至少一个载流线(ccc)。如果需要两个载流线，那么优选的是使载流线围绕一个绝缘管卷绕而不是相对拉长件或者顺时针或者逆时针缠绕在一起。典型地，如图3A-C所示的布置构成一个载流线，但在有些应用中一组中有两个载流线，所有的四个缆芯组成一组载流线，即正、负DC(直流)线-AC(交流电)的相线和中线。任何的布置中信号对于时间会是离散的或者模拟的。在图3B中，外部的传导通道112被安装在拉长件114的外部，在实践中将被一个外壳(没有画出)封闭。在图3C中，外部传导通道112被封闭在充当外壳和拉长件的壳116内。在两种实施例中，地线118也包括在其中。
需要一种四个传导通道的装置用于数据传输，其说明见图4A-B。典型地，在这种装置中，以四个传导通道的形式提供有总共八个缆芯，四个传导通道由缆芯组120、122、124、126形成并且每一个传导和接受信息。
此处传导通道是按图4A所示布置的载流缆芯。缆芯的缠绕一般具有可变的密度或者缠绕程度。该“内部”传导通道120具有最紧密的缠绕程度，其它的传导通道在两个缆芯之间具有密度逐渐变小的缠绕比。三个传导通道122、124、126围绕管128呈螺旋形，管128充当120的外壳以及用于其它组盘旋的“线圈架”。每一个在外布置的组典型地但不是排他地相互之间被以120度设置，如图4B的横截面所示。如果需要更多或者更少的传导通道，那么优选的是这些通道彼此之间被等距离定位。
在图5A-C中说明的是由缆芯组130形成的内部传导通道如何能通过一个支撑件132在拉长件134内定位。这也使得该电缆能容纳一个以上的由缆芯组135、136形成的传导通道，且通道如图5B所示位于内部，如图5B和5C所示沿拉长件延伸。图5D-F示出了电缆的另外三个实施例，并且表示出拉长件137如何设置一种适合于电缆应用和/或缆芯参数的特定需求的形状。例如，图5D示出的是带十字形状横截面的拉长件137，缆芯组139位于十字形的每一个臂141的端部，并且在这种情况中，在每一个缆芯组139中缆芯的缠绕程度是变化的。图5E示出了具有中心通道143的拉长件137，每一个缆芯组位于每一个角147。图5F说明带三个臂145的拉长件137，缆芯线对位于臂的顶点和每一个臂的端部，如图所示。
在每一种情况中，电缆包括四组缆芯，虽然不限于这些，但发现当使用四组缆芯时所述的实施例是有特定用途的。
现在参照图6和图7，其示出了一段带外壳的电缆202，通常在需要时，外壳一般起绝缘和保护作用，为了参照方便卸下了外壳，虽然在一个实施例中缆芯组能被粘接到芯线的外壁，于是消除了外壳的需要。电缆的该实施例是特定地但不是专用地用于数据传输。除了被卸下的外部绝缘体，此段电缆202包括采用拉长管形式的芯线204和四组缆芯206、208、210、212。
每一个组206、208、210、212包括两个缆芯214、216，为了参照方便，两个缆芯只是就缆芯组206进行了说明。在一组中的每一个缆芯围绕另一个缠绕以形成如图6中所示的缠绕结构。使用的缠绕程度对于每组206、208、210、212可以是一样的，或者当需要时针对使用要求是可变的，但是在每一种情况中，可以设想到缠绕的程度越低或者在不影响性能的前提下能实现的缠绕越松散，对于减少材料的使用率、长度、衰减就越好，因此增加了信号到达预定目的地的传播(速度)。每一个缆芯组206、208、210、212设置在沿缆芯芯线204基本上平行于芯线的纵轴的平面内的直线通道内。此直线通道是优选的，因为它相对于如果需要缆芯组围绕芯线缠绕时使用的材料来说，可减少使用的材料。芯线204能由柔软的或者坚硬的绝缘材料形成，如图8所示的沿电缆202的长度延伸的内部通道218能用于携带更多的服务，例如在此实施例中是电源220。
优选的是根据管的厚度将不同的缆芯组和其它的服务保持分开至少一毫米的距离，优选的是大于2mm。如果此距离不能维持，电源220在通道218内通过间隔物设备222保持隔开的关系，间隔物具有一系列同芯线的内表面配合的臂，以相对芯线的内表面维持电源电缆220在固定的位置。
应当认识到通道218不需要用于另外的服务，相反如果需要使电缆具有更好的刚性，芯线的内部可被填充和/或设置其它的材料以改进电缆的刚性。
在另一个或许优选的实施例中，如图8所示提供了在这个另外的实施例中的电缆的端部正视图，缆芯组206、208、210、212没有设置在芯线204的外表面，而是作为芯线壁的内部零件设置。在这种布置中，在每一组中的缆芯可如图6所示被缠绕，并且每一组如图6所示沿同样的通道延伸，只是不是位于芯线204的外部，缆芯组均作为芯线壁的整体零件。
此外，芯线的内部通道218能以类似如图7所示的方式被使用。这种布置的一个优点在于，绝缘体的外层不再需要了，并且成品不会由于缆芯设置在芯线的外部表面而不平坦，而是由于它完全覆盖芯线而相对平坦。实际上，由于不再需要绝缘外层，于是进一步节省了成本。
对于此处所述的用于数据传输的电缆类型，重要的是串话应当保持在最低程度，要达到此目的缆芯组应当保持1mm或更多的距离，优选的是2mm，只要在每一组中的缆芯的缠绕密度足够分散。典型地，如果对于在每一组的缆芯的缠绕比是一样的，那么这些组需要进一步地隔开。当组之间的缠绕比的差异增加时，这些组能靠得更近一些，于是，至少在一定距离的范围内，在缠绕比的差异值和这些组能以多密的程度被放置在一起以得到最优性能之间存在着联系。于是，发明的另一个特征是提供一种包括一系列缆芯组的电缆，每一组包括至少两个相缠绕/卷绕以形成该组的缆芯，并且每一组的缠绕比与其它每组缠绕比相对照，而且在电缆内的组与组之间需要的间隔也同样进行比照，在此对照基础上，各个组的缠绕比是可变的，以改进电缆的性能。如果电缆的横截面形状是圆的，那么缆芯组之间的距离能为90度，比如在四个缆芯组的电缆中，如果两个相对的组比其它两个相对的缆芯组具有更紧密的缠绕比，那么通过减少需要的间隔，可实现横截面面积的减少。因为空气是典型地最佳可利用的绝缘体，如果缆芯组以不同的密度缠绕并且以特定的分隔距离放置，串话就会被减少到最低。每一个缆芯组的缠绕密度比和组间间隔之间的比值表明该电缆的质量。
图9和图10示出的是本发明的另一个实施例，在这个实施例中，芯线304不是采用管的形式，沿电缆302长度的芯线相对而言是平的。在这种布置中，每一个缆芯组306、308、310、312也设置在平行于芯线304的纵轴的直线通道内，并且成直线地分隔开。应当认识到，芯线相对于缆芯组的尺寸设成使需要的分隔距离为1mm或者优选的大于2mm。图中也表明在每一组中缆芯如何再次被缠绕，为了说明的目的只画出缆芯组306。典型地，缆芯组被埋入在芯线内，这样按照本发明的此实施例形成了一种相对细长又容易安装的电缆。
图11A-D示出了一个插头和插座布置的实施例，其包括插头402和插座404，以及一个用于在匹配的通道内定位的定位销组件406，此通道在插座404中没有画出。在每一个插头和插座布置中，设置有四个缆芯组位置408、410、412、414，每一个缆芯组位置间隔90度以提供缆芯组416、418、420和422之间需要的间隔。每一个缆芯组位置408至414均带有一个电气触点424。在插头中的触点424是弹簧加载的，用于从插头本体的外表面突出，于是当插头被插进插座时，金属触点424与设置在插座本体的内表面上的相匹配的静止触点426接触。于是，通过插头插进插座，缆芯组416至422与缆芯组428至434的连接能够实现。图11B示出了一个插线面板436，其具有多个可用来插入图11A所示类型的插头的插座438，以允许多个缆芯电缆的连接。图11C说明触点424之间的间隔如何提供在此连接的缆芯组之间的间隔。典型地，特定的间隔取决于位于插头或者插座上的缆芯组的数量，所以，举例来说，如果有四组缆芯组，间隔是360度被四除就等于90度，如果有五个缆芯组，间隔就是72度，等等。然而，应当认识到，在插头和插座布置中缆芯组位置之间总是被间隔至少1mm，但优选2mm。
图11A说明的是以直线方式位于各自的插头和插座上的电缆436和438，于是电缆的纵轴与插头或者插座的纵轴成一直线。图11B示出了一种可选择的布置，其中电缆440的纵轴垂直于插头442的纵轴，由缆芯组被卷绕到插头本体直到它们连接到各自的触点424。
图12A-D是一种可选择的插头和插座布置的实施例，应当认识到图11A-D或图12A-D的任何一个实施例能被用在扁平电缆或者圆形电缆布置的连接中，如参考以前的图形所述的。
在图12A-D中，设置有一个相对扁平的插头450和一个相对扁平的插座452。此插座设置有一个由箭头454指示的在其中允许接受插头的孔，由虚线标示。当定位后，触点456与安装在插座后部的触点458接触，当每个触点456置有缆芯组460、462、464、466时，于是在连接到插头的电缆和连接到插座的后部表面的电缆或者其它的数据携带装置之间就实现了接触。图12D说明了一种带有多个插座470的插线面板装置，每一个用于放置如图12A所示的插头450。图13A和13B说明了一种表面安装面板472，其能被放在一个壁上，在壁表面上形成的孔内安装此面板472上的后部突起474。这种表面安装面板包括一个插座结构476，如图11A-D所示类型的插头能插进此插座以允许与安装在所示插座内的触点478接触。还设置有一个防尘盖480，其能被弹簧加载并且能被提起以允许插头插进插座。
图14A和14B是和图13A和14B的布置类似的布置，只是在插座的前表面有用于放置图11A-D所示类型的相对扁平插座结构。在这种情况中，插座482设置有成直线分开的触点484。后部面板486允许和壁后面的其它敷设电缆连接。
图13A和9B说明了如何使插座490的外表面设置有一个第一类型的插座结构492，而此插座后表面494设成允许任一形式的插头或者电缆结构连接到插座上，于是在这种情况下，一个相对圆形的插座被设置在外表面490上，一个相对扁平的插座或者插头496被设置在后表面上，以适应特定的敷设电缆要求。也应当认识到为适应特定要求这种布置可以反过来。
图16a-f清楚地说明了按照本发明的电缆如何以远远超越常规可用的最好的电缆的方式执行。每一个图形是当频率增加时的串话分析图。图16a被用作测量装置，一种精密试验诊断分析仪的参照图，并且表示没有电缆时得到的结果。
图16b和c表示在附近和远处试验50米的常规可用的6类电缆时得到的结果，从轨迹中直接明显地看出，相对于图16a有一个显著拙劣的对比，即在该被试验的常规电缆上出现了显著的串话。
图16d和16e是在50米的图6所示实施例中的按照本发明形成的电缆上进行同样的试验的结果，该电缆具有适应特定要求的横截面面积且其形状是圆形的，并且具有四个缆芯组，第一组具有8mm的缠绕比或缠绕密度，即一个完整的缠绕超过8mm的长度，第二组具有10mm的缠绕程度或者缠绕密度，第三组具有12mm的缠绕程度或者缠绕密度，第四组具有14mm的缠绕程度或者缠绕密度。直接明显的是，相对于图16a的参照轨迹，电缆的性能有很小的退化，即几乎没有任何串话影响。同样地，与图16b和c的图形对比清楚地表明，使用按照发明的电缆可得到改进的结果。为了强调这种有益的效果，图16f表示对超过150米的图6的电缆执行的试验结果。
因此，清楚的是，按照本发明的电缆能提供比一个最好的常规可利用的电缆更优越的性能，而且，还能提供接近图16a的参照轨迹的结果。
传导材料(质量和纯度)以及绝缘材料将对此设计的性能产生一定的影响。对于缆芯的制造而言，利用低氧含量、高纯度材料的慢挤压法形成的物质比快速挤压的、高氧含量的、低纯度的物质进行得更好。所有的传导材料类型以及横截面的形状和尺寸，如圆形、正方形、三角形，都可以使用。
如果电缆被用于高电流和/或高电压应用，那么电缆的横截面面积将大大地超过其中的“集肤效应”对于能力损失成为问题的信号电缆的面积。在这种布置中使用一个以上缆芯以组成一个“电缆”的想法将减少来自目前的单一芯线类型中的这种效应。
因此，上述说明表明了关于电缆的全部几何图形的本专利申请的基础。也知道，所选材料的类型和纯度是重要的因素，而且能使用可选择的绝缘材料以适应特定的需要和需求，同样地，能提供用于连接电缆和电气设备的端接点插头以适应特定的设备和电缆的使用。
已经发现该电缆的使用大大地减少了干扰和电元件的信号损失，以及减少了在电缆缆芯之间引起的失真。也应当认识到，图中所示的是单缆芯电缆，但是当需要时，也可用多个电缆缆芯来形成多缆芯电缆，优选地是所有的电缆是本发明的电缆。
最后，应当认识到，此处所述的发明当用在任何电信号的传输时，无论是模拟、数字、交流电、直流电及全部范围的使用，均是有优点的。
权利要求
1.一种电缆，其具有至少两个沿电缆延伸的缆芯组，每一个所述的缆芯组包括至少两个围绕彼此缠绕或卷绕的缆芯，其中所述至少两个缆芯组当它们沿所述电缆延伸时，被保持物理隔开至少1mm的距离。
2.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，该电缆包括一个拉长件，用于将缆芯组隔开需要的距离。
3.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，该缆芯组被隔开2mm或者更大的距离。
4.如权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述缆芯组中的至少一个围绕所述拉长件的外围卷绕或者缠绕。
5.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，包括一个具有通道的拉长件，用于容纳第一缆芯组和第二缆芯组的所述通道沿所述拉长件的外围延伸定位。
6.如权利要求5所述的电缆，其特征在于，第二缆芯组围绕拉长件被卷绕。
7.如权利要求6所述的电缆，其特征在于，第二缆芯组比第一缆芯组具有较高的电阻率，而且各个缆芯组之间的缠绕程度是不同的。
8.如权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述通道设置有用于在其中定位第一缆芯组的定位点。
9.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，在至少一组缆芯组中缆芯的缠绕或者卷绕程度不同于电缆中其它组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度。
10.如权利要求9所述的电缆，其特征在于，在每一组缆芯组中缆芯的缠绕或者卷绕程度之间的变动不同于其它缆芯组中的每个缆芯，变动程度由相邻缆芯组之间的相对间隔限定。
11.一种用于两地之间数据传输的数据电缆，该电缆包括一系列可选择地组在一起形成至少两个缆芯组的缆芯，每一组具有至少两个相对彼此缠绕或者卷绕的缆芯，每一组通过一个拉长件隔开，其中所述缆芯组沿电缆基本上直线延伸定位。
12.如权利要求11所述的电缆，其特征在于，所述至少两个缆芯组沿电缆无纽绞地定位。
13.如权利要求11所述的电缆，其特征在于，至少一个缆芯组被安装在拉长件内部，沿此件延伸，一个或更多缆芯组在拉长件的外部表面定位。
14.如权利要求11所述的电缆，其特征在于，电缆包括四个缆芯组，每一组包括至少两个缠绕或者卷绕的缆芯，每一组间隔开至少1mm。
15.如权利要求14所述的电缆，其特征在于，电缆横截面基本上是圆形的，缆芯组在相邻缆芯组之间基本上被90度隔开。
16.如权利要求11至15中任何一个所述的电缆，其特征在于，每一个缆芯与其它的缆芯通过绝缘材料绝缘，并且电缆包括一个绝缘材料的外壳。
17.如权利要求11所述的电缆，其特征在于，所述电缆包括一个拉长件，所述拉长件在其上或者其内定位多个缆芯组，所述缆芯组设置在间隔位置沿此件延伸，和/或在拉长件内延伸，相邻缆芯组之间具有1mm或更多的间隔。
18.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，拉长件采用管的形式，缆芯组位于管壁的内部或者外部表面，或者内部外部皆有，和/或在管壁本身的内部。
19.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，缆芯组围绕彼此和/或拉长件卷绕。
20.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，每一个缆芯组的纵轴基本上平行于拉长件的纵轴延伸。
21.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，在每一个缆芯组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度相对于其它缆芯组的缆芯而言是变化的。
22.如权利要求21所述的电缆，其特征在于，当各个缆芯组之间的间隔减少时，差异程度增加。
23.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，每一个缠绕的缆芯组设置有同样的密度以使沿电缆传输的数据中任何的传播延迟最小化。
24.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，至少一个缆芯组沿基本上平行于电缆纵轴的拉长件通道穿过。
25.如权利要求24所述的电缆，其特征在于，每一个缆芯组在基本上平行于电缆纵轴的直线通道内延伸。
26.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，一个或者多个缆芯组围绕拉长件在基本上螺旋形通道内卷绕。
27.如权利要求17所述的电缆，其特征在于，在拉长件内的一个通道携带沿此通道的服务。
28.一种用于前述权利要求中所述类型的电缆的插头，所述插头具有一个用于在插座内定位的本体，所述插头具有用于连接多个隔开的缆芯组的接收装置，所述接收装置在插头本体上隔开。
29.如权利要求28所述的插头，其特征在于，在缆芯组接收装置之间的间隔至少为1mm，并且如果插头本体是圆形横截面，则间隔角度为缆芯组接收装置的数量除360度。
33.如权利要求28所述的插头，其特征在于，用于缆芯组的接收装置被连接到金属触点，以允许来自缆芯组的信号连接和传输到插头被插入其中的插座内的金属触点。
34.如权利要求28所述的插头，其特征在于，插头本体基本上是圆形横截面。
36.如权利要求28所述的插头，其特征在于，插头本体基本上是扁平和平面形状。
37.一种用于前述权利要求所述类型的电缆的插座，所述插座具有一个用于接收插头的孔，其中所述插座具有连接多个被隔开的缆芯组的接收装置，所述接收装置在插座孔处被隔开。
38.如权利要求37所述的插座，其特征在于，缆芯组接收装置之间的角度间隔是所提供的缆芯组接收装置的数量除360度。
39.如权利要求37所述的插座，其特征在于，用于缆芯组的接收装置被连接到金属触点，以允许来自缆芯组的信号连接和传输到被插进插座孔的插头内的金属触点。
40.如权利要求37所述的插座，其特征在于，插座孔基本上是圆形横截面。
41.如权利要求37所述的插座，其特征在于，插座孔基本上是扁平孔。
42.一种用于制造包括一系列缆芯组的电缆的方法，每一个所述的组包括至少两个彼此缠绕/卷绕以形成该组的缆芯，如果需要，将每一组的缠绕度/卷绕比与其它每组的缠绕比相对照，而且在缆芯组沿电缆延伸时将各组之间需要的间隔也进行对照，在这种对照的基础上，使每一缆芯组中缆芯的缠绕度/卷绕比相对于其它缆芯组是变化的，以改进电缆的性能。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，使缠绕度/卷绕比之间的差异在相邻被隔开的缆芯组间累进地增加。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，当缆芯组之间需要的间隔减少时，使缠绕度/卷绕比的变化量增加。
全文摘要
本发明涉及一种电缆的供应以及生产该电缆的方法。该电缆能适应并被用于视频、音频、数据、电源的产生以及其它用途，并且包括至少两个沿该电缆延伸的缆芯组。每一个缆芯组包括至少两个围绕彼此以已知的缠绕度或缠绕比缠绕或者卷绕的缆芯。当它们沿电缆延伸时，缆芯组被隔开，在一个实施例中，这是通过提供一个沿电缆的拉长件实现的，以保持缆芯组的间隔。如果需要并参照各组之间的间隔，每组中的缆芯的缠绕或者卷绕程度或者缠绕比在各组之间是变化的。本发明的电缆相对于通常可利用的电缆具有重大的性能改进。
文档编号H01B11/02GK1639808SQ03805407
公开日2005年7月13日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年3月7日
发明者尤金·豪 申请人:尤金·豪