专利名称：减少由传输导线和电缆中的电介质材料导致的信号失真的方法
技术领域：
本发明主要涉及消费电子产品，更特别地，涉及高端家庭娱乐系统和在记录与控制工业中使用的系统，并且还更特别地，涉及通过减少由导线和电缆中的电介质材料导致的信号失真，来提高在记录或重放音频和视频构件之间使用的互连电缆的性能的方法和装置。
背景技术：
Low等人(“Low ‘055”)的美国专利N0.7，126，055教导一种将偏压施加至电缆的电介质而不干扰信号的方法。需要能量源求并且必须将其施加至不在信号路径中的至少一个导体。如所述，该发明的目的在于在电介质材料上生成静态偏压。该偏压由可能被用于产生等效DC电压电势的蓄电池或电源提供。Martin (“Martin ‘416”)的美国专利N0.5，307, 416教导一种使电缆偏置到偏压的装置和电路。Martin将偏压置于信号导体本身上，实际上将DC电压偏置置于该导体上，并且然后通过该信号调制DC电压。这要求复杂的用于生成DC电压的电路和用于防止DC电压干扰电缆附接到的电子设备的电路。与Low ‘055 —样，Martin ‘416既不防止电介质极化，也不要求保护这样做。以上专利反映本发明人知晓的本领域的当前状态。参考并且论述这些专利旨在帮助在披露可能与本发明的权利要求的审查相关的信息时履行申请人的公认坦率的责任。然而，恭谦地认为，单独或当结合考虑时，以上指示的专利没有公开、教导、暗示、明示、或另外明显地呈现在此描述和要求保护的发明。
发明内容
本发明是一种提高在记录和/或重放音频和视频构件之间使用的互连电缆的性能的方法和装置。这些电缆可以包括但不限于RCA互连、XLR互连、扬声器电缆、AES/EBU数字电缆、AC干线电源电缆、吉他电缆、麦克风电缆等。使用这些电缆互连的电构件(装置)可以包括但不限于:⑶播放器、放大器、前置放大器、DAC、麦克风、扬声器、磁带记录器等。虽然被设计用于音频和记录电缆，但是本发明还具有在高速数字信号传输中的应用，这是因为发明的实现可以明显地增加基于铜导体的电缆的有用长度。吉比特速度及以上的数字信号传输严格限制互连传输电缆的实际最大长度。本发明明显地增加最大电缆长度并且增加数字信号完整性和可靠性。本发明适用于与用于传输交变电磁信号的导线一起使用。电介质材料通常用于绝缘导线。可以用于绝缘导线的电介质材料的实例包括但不限于以下塑料和橡胶:聚乙烯、热塑性塑料、聚氯乙烯、橡胶、尼龙、特氟纶等。通过导线传播的电流产生围绕和贯穿导体的相应电磁场。电磁场由两个场构成:电场(E-场)和磁场(H-场)。电介质材料与电场反应,但是不与磁场反应。电介质材料展示被称为电介质极化和电介质松弛的效果。本质上，当暴露至交变电场时，电介质可以存储和释放电场能量。本发明显著地减少或完全消除电介质材料的充电和放电。这与以上在背景技术中论述的Low ‘055形成对比，其试图将电介质充电或偏置到静电电压电平。将电介质偏置到静电电平不能防止电介质极化和再辐射，如由本发明描述的。而且，本发明跟踪信号并且以关于中和电介质极化的方式动态地调节施加至电介质的电平，但是Low简单地施加固定偏置电平。而且，Low不要求每个信号导体都具有相应周围导体。在中心导体周围没有周围导体的情况下，不可能均匀地分布电荷，以消除电介质的电介质极化，如本发明中描述的。在Low ‘055中，偏压被施加至正信号导线和返回路径负导线。这还排除了中和每个单独信号导线上的电介质电荷的可能性。Low‘055要求蓄电池或其他外部电压源用于其操作。本发明不要求外部电压源或蓄电池，并且从信号本身获取其动态改变的电场。也在以上背景技术中论述的Martin ‘416不要求如本发明的防止电介质极化的双导体导线或电场补偿电路。本发明不要求DC电压或复杂电路，并且不如Martin ‘416地预偏置导体和或电介质。以上概述广泛地阐述了本发明的更重要特征，以及使其与已知现有技术相区别的特征，使得以下详细说明可以被更好地理解，并且使得对本领域的当前贡献可以被更好地领会。存在将在形成所附权利要求的主题的本发明的优选实施例的详细说明中描述的本发明的附加特征。
当考虑其以下详细说明时，本发明将被更好地理解并且除了以上阐述的那些之外的目标将变得明显。将参考附图做出这样的说明，其中:图1是示出在导体和电介质层被剖开的情况下的双导体导线的上部透视图；图2是示出本发明的EFC导线的上部透视图；图3是示出电介质极化的正视示意性端视图；图4是示出被中和的电介质极化的正视示意性端视图；图5是示出图2的ECF导线的示意性电路图；图6是示出同轴电缆的示意图；图7是示出本发明的EFC电缆的示意图；图8是示出AC电源电缆的示意图；图9是示出均衡模拟音频传输的示意图；图10是示出嵌入到发明装置中的电场补偿电路的示意图；图11是不出E-场和H-场导体的上部部分横截面透视图；图12a和图12b是示出单端传输的示意图；图13是不出方波输入信号的图表；图14a和图14b是不出方波输出信号的图表；图15是电场补偿电路使用单个电容器和跳线的替代实施例的上部透视图。
具体实施例方式如在此使用的，术语“导线”描述由两个导体构成的导线100，使得两个导体承载传输信号，如图1中所示。该图示出第一导体101是通过标准电介质材料102绝缘的主中心导体。第二导体103围绕中心导体101并且与中心导体101同轴，并且横截面基本是圆柱形的。第二导体可以由套或绝缘104保护。该类型的导线在结构上类似于传统同轴电缆；然而，在本发明的上下文中，并且如在本公开中使用的，其不以通常使用同轴电缆的方式使用。图2-图12b示出减少由传输导线和电缆中的电介质材料导致的信号失真的发明方法和装置。首先参考图2，示出本发明的优选实施例，其包括具有两个导体的导线和电场补偿电路。从而，本发明在此由其缩写概括地称为“EFC导线”。其包括双导体导线和电场补偿电路，其中，元件201a是源端中心导体，202a和202b是中心导体绝缘的每个端部，203a是源副导体，204a和204b是导线套绝缘的暴露端，以及203b是目的端副导体。目的端中心导体被示出为元件201b。第一电容器Cl将源端中心导体201a连接至源端周围导体203a。第二电容器C2将目的端周围导体203b连接至目的端中心导体201b。电容器Cl和C2表示电场补偿电路。如将想到的，EFC导线必须包括两个导体，第一中心导体(201a和201b)和第二周围导体(203a和203b)。电场补偿电路由在信号导线的源端201a (开始)处连接的至少两个电容器(第一电容器Cl和第二电容器C2)提供。第一电容器的一侧连接至主导体201a,同时另一侧连接至第二导体203a。第一电容器Cl与第二导体串联。第二电容器C2在信号导线的目的端处连接。如同第一电容器一样，其与第二导体203b串联并且附接至中心导体201b。两个导体在导线内建立两条并行和一致的信号路径。通过提供信号传输路径和电流路径，中心主导体起类似于传统导线的作用。第二导体不意图承载电流，而是由来自源信号的电场充电。另外，串联电容器防止有效电流通过第二周围导体。在替代实施例中，电场补偿电路可以包括电容器和电阻器的网络，以实现第二周围导体内的最小电流和周围导体内占主导的E-场场强，以抵抗由中心导体产生的E-场的相同期望结果。在又一个实施例中，电场补偿电路可以包括有源电路，有源电路包括被设计成将电场传递至周围导体的小放大器，周围导体被设计成抵抗由中心导体产生的E-场。放大器可以非常小，这是因为其不需要提供任何有效(significant)量的电流。其必须仅提供跟踪并且与输入信号同相的动态改变的电荷，并且其足以抵抗由中心导体产生的变化的E-场。放大器被调整成传递在第二周围导体内的最小电流和周围导体内占主导的E-场场强，以抵抗由中心导体产生的E-场。接下来参考图3，示出如在本发明中使用的双导体导线300的横截面图。主中心导体301由中心导体绝缘302围绕，中心导体绝缘302由围绕中心导体的电介质材料提供。第二周围导体303是设置在中心导体绝缘周围的导电屏蔽。在它们的端部具有正和负电荷指示物的箭头304表示指示电介质极化的分子极性方向。以此来看，为了简单起见，正常地绝缘该屏蔽的套式绝缘层不被示出。当通过导线传输信号时，其在导体301周围产生电场，如由箭头表示的。来自导体的电场导致如由正和负符号表示的电介质内的分子的极性运动。电介质302通过该分子极化存储电荷。当信号被去除或改变方向时，电荷反向并且在电介质内存储的电荷被释放。由电介质产生的电场在导体301内引入电流，其使原始期望信号失真。现在参考图4，示出被中和的电介质极化的正视示意性端视图。以此来看，主中心导体401由中心导体绝缘402绝缘，并且403是第二周围导体。中心导体401具有相对负电荷，同时第二导体403施加相反负电荷。电介质材料402中的箭头404示出电介质内的补偿净中性电荷。图5是示出图2中所示的优选实施例的电路的电学示意图。以此来看，元件501是主中心导体、以及第二周围导体502。电容Cl是将源主导体连接至源第二导体的源端电容器。电容器C2是将目的端主导体连接至目的第二导体的目的端电容器。阻抗Zl是主导体的阻抗，包括其电阻和电感。阻抗Z2是副导体的阻抗，包括其电阻和电感。其不表示或包括由电容器Cl和C2施加至电路的阻抗。在大多数情况下，Zl和Z2的阻抗将非常接近相等。电容器Cl和C2与周围导体502 —起形成与中心导体501的并行信号路径。这生成分流器网络，这是因为导体501的阻抗Zl将跨过导线的长度生成电压降。其继而跨过由Cl、C2和502构成的副信号路径生成相同电压降。虽然图5是图2的等效电气图，但是其不能准确地示出周围导体502完整地和基本均匀地围绕中心导体501并且其与中心导体一致的重要性。这必须确保电场以这样的方式通过电介质绝缘均匀地分布，以抵抗中心导体的电场。图6是示出传统同轴电缆通常如何被使用和终接的示意图600。设备DEV-A601和DEV-B602表示具有通过同轴电缆603的信号连接的两个电设备。仅表示中心导体604和屏蔽导体605，而没有表示绝缘层。图6中所示的同轴电缆包括两个导体。中心导体601提供正信号连接，同时周围屏蔽602被用作负连接并且提供返回电流路径。中心导体和屏蔽一起提供用于信号传输的完整电路路径。从而，图6示出同轴电缆被连接以将信号从第一电子设备DEV-A601传输至第二电子设备DEV-B602的典型方式。DEV-A表示具有简单输出放大器电路的电子构件。DEV-B表不从DEV-A接收信号传输的第二电子构件。中心导体601连接至正信号端子，同时屏蔽602连接至负信号端子。应该注意，仅需要单条同轴导线来完成两个设备之间的信号路径。图7是示出要求两条导线使用连接两个电设备701、702的EFC导线得到完整电路的示意图700。第一 EFC导线703连接至DEV-A701的正端子705。第二 EFC导线704连接至DEV-B702的负端子706，由此在DEV-A和DEV-B之间得到完整信号路径。电容器Cl和C2表示用于EFC导线703的电场补偿电路。电容器C3和C4表示用于第二 EFC导线704的电场补偿电路。与同轴型连接相比，使用本发明来完成传输电路路径，必须使用两条EFC导线。应该注意，在图7的示意图中，两条EFC导线中的每一条都包括两个导体和用于每条EFC导线的电补偿电路，分别由电容器Cl、C2和C3和C4表示。EFC导线703连接至正信号端子，同时第二 EFC导线704连接至负信号端子并且提供返回电流路径。EFC导线703和704形成在DEV-A和DEV-B之间的完整信号路径。在典型同轴电缆连接中，通过将周围导体连接至接地引脚、接地导线、或接地表面，而通常将其用作RFI/EMI屏蔽。然而，在本发明的EFC导线中，第二周围导体绝不用作屏蔽、接地导线、或接地表面，也绝不连接至任何其他导电表面。而且，在本发明中，周围导体绝不用于与主导体一起完成电流路径。作为代替，中心导体和周围导体总是对信号路径并行并且一致地操作。这要求使用分开的导线以完成信号路径，如图7中所示。图8示出本发明的EFC导线可以在作为电源线连接800的AC干线电源电缆内使用。该电缆通常用于将电子构件电源806连接至AC壁装电源插座807。第一 EFC导线，EFC-1,801,是在给负载供电的电力电缆内的充电“带电导线”(LI)。第二 EFC导线，EFC-2，802，是电力电缆内的中性导线或电流回路(L2)。普通类型导线Wl被用于安全接地连接。在大多数国家，电力电缆包括典型电力电缆内的三条导线。各条导线包括带电导线和电流回路导线(即，中性导线)。在一些国家，带电导线和中性导线两者都是AC电压线。第三导线是安全接地导线。对于图8中所示的实施例，优选的是电流承载导线801、802两者利用EFC导线。在另一个实施例变型中，LI可以利用EFC导线，并且L2可以利用普通导线类型。然而，在这样的配置中，将存在明显性能损失，这是因为由本发明提供的信号失真减少方法仅被应用至电流路径的一半。数字电缆可以使用最少两条导线(或更多)，并且通常使用RCA、XLR和BNC类型连接器。不管所使用的连接器的类型如何，优选的是承载数字信号的导线使用EFC导线。在数字电缆实施例中，重要的是选择用于电场补偿电路中的电容器的合适值。由于数字信号通常在频率上比音频带信号高很多，电容器的值必须小很多。可能要求测试以取决于数字传输的基频来优化该值，但是通常为在50-80:1之间的推荐比率范围。图9是示出使用本发明的EFC导线的均衡接口连接900的实例的示意图。第一电子设备DEV-C901是信号源电子构件，并且第二电子设备DEV-D902是目的构件。第一 EFC，即，EFC-4903表示电缆内的正(SI)导线，同时第二 EFC，EFC-5904表示电缆内的回路(S2)或负导线。普通类型导线Wl连接至接地引脚。EFC-4903和EFC-5904构成DEV-A901和DEV-B902之间的完整信号路径。Wl是普通类型导线，并且是设备之间的接地连接，并且不承载任何信号信息。如可以想到的，本发明可以在扬声器电缆中使用，其中，EFC导线被用于正和负导线，以将放大器连接至一个或多个扬声器。图10是示出替代实施例1000的示意图，其中，电场补偿电路被结合到一个或多个电子设备1001、1002中，而不是单独在导线内。导体CX11003是所要求的双导体导线，并且电容器Cl是位于电子设备DEV-A1001内的电场补偿电路。电容器C2是位于电子设备DEV-B1002内的相应电场补偿电路。导线Wl是公共接地。在该实施例中，电设备必须被特别设计以实现本发明。这对于每个接口要求两个接触连接器，并且进一步要求用于中心导线的外部电接触，和用于第二周围导线的分开的电接触。以此来看，为了清楚起见，仅正导体被表示为EFC类型接口。然而，在优选实施例中，正和负接口两者都可以为EFC类型。而且，在本实施例中，可以使用BNC或RCA连接器，但是以非传统方式。BNC和RCA被设计成提供完整信号和电流路径导体。在本实施例中，每个连接器和相关导线仅表示单条导线，并且要求第二导线Wl完成信号或电流路径。而且，电气设备上的BNC或RCA连接器不能连接至接地或者底盘，如通常通过这些连接器类型做出的。虽然作为实例使用BNC和RCA连接器，但是可以使用具有两个或更多接触的任何合适连接器。
图11示出主中心导体101，其承载占优势的电流，并且从而承载占主导的磁场(或H-场)。副周围导体102承载占主导的电场(或E-场)，这是因为电场补偿电路确保实质上在周围导体内不存在电流。两个导体在信号路径中，但是因为周围导体102在E-场中占主导，并且围绕中心导体101并与其一致，因此周围导体102倾向于抵抗在电介质材料内由中心导体产生的E-电场。图12a和图12b是示出使用本发明的单端类型接口连接的示意图。在图12a中，第一电子设备DEV-A1201a是信号源电子构件，并且第二电子设备DEV_B1202a是目的构件。第一 EFC导线EFC-11203表示电缆内的正导线，同时第二 EFC导线，EFC-2，1204，是电缆内的回路或负导线。EFC-1和EFC-2构成DEV-A和DEV-B之间的完整信号路径。这是使用RCA类型连接器的音频单端型接口的实例。图12b示出仅使用一条EFC导线，EFC-3，1205，用于正导线的图12a的替代实施例1200b。在图12b中，DEV-C1206是信号源电子构件，并且DEV-B1207是目的构件。EFC-3表示电缆内的正导线。Wl表示电缆内的负导线。在示出两个设备DEV-C和DEV-D之间的音频单端连接的该实施例中，互连导线中的仅一个使用本发明。从而，将存在明显性能损失，这是因为信号返回导线Wl是普通导线并且不是EFC类型。图13是示出当被施加至EFC导线的输入时的方波信号1301的示波器屏捕捉1300。图14a是示出当方波信号1401出现在不利用发明EFC元件的电缆的输出处时的其示波器屏捕捉1400a，同时图14b是当方波信号1403出现在使用发明技术的电缆的输出处时的其示波器屏捕捉1400b。图15示出本发明的EFC导线的又一个实施例。在该实施例中，电场补偿电路可以仅包括单个电容器。在该实施例中，元件通常与图2中所示的实施例的那些相同，并且由此保持相应附图标记。特别是，其包括双导体导线和电场补偿电路，其中，元件1501a是源端中心导体，1502a和1502b是中心导体绝缘的每端，1503a是源副导体，1504a和1504b是导线套绝缘的暴露端，并且1503b是目的端副导体。目的端中心导体被示出为元件1501b。第一电容器Cl将源端中心导体1501a连接至源端周围导体1503a。然而，在此情况下，第二电容器由将目的端周围导体1503b连接至目的端中心导体1501b的单条跳线Jl代替。第一电容器Cl防止有效电流通过周围导体，满足周围导体中占优势的E-场能量的要求。为了完成通过外部导体的信号路径，单跳线Jl被用于完成1503b和1501b之间的连接，代替如在优选实施例中使用的第二电容器。与图2中所示的实施例相比，该实施例使用更少部件并且生产成本更少。然而，由于信号反射的可能性或通过Jl的涡电流导致可能存在性能降低。在本发明中使用的电场补偿电路是如下电路，其被设计成，最小化流过第二周围导体的电流，同时在周围导体上施加和最大化电场电荷，该电场电荷跟踪源信号并且动态地抵抗由中心导体辐射到电介质材料中的E-场。电容器的值的选择对于发明的有效性是关键的。为了实现期望结果，两个电容器的值必须被谨慎地选择。由于电容器的阻抗取决于传输频率，电容器的值将取决于信号导线将被用于的频率或频谱。由于主中心导体负责承载电流负载，其应该具有非常低的阻抗。第二导体必须具有尽可能小的电流，由此该导体对于信号应该具有相对高的阻抗。为了实现这一点，第二导体具有串联的两个电容器，每一个都在导线的相应源和目的处。取决于传输频率和电容器的值，这消除了通过第二导体的任何可能DC电流，并且将倾向于基本增加第二导体的阻抗。多次实验和测试的结果指示，用于电容器的理想值生成的主和副导体之间的阻抗差为约50-80:1的比率。换句话说，第二导体在信号传输的期望频率处应该具有主中心导体的阻抗的50-80倍。如果用于电容器的值选择太低，则第二导体内的E-场强度将太小而不能实现期望抵抗电介质极化效果。如果被选择用于电容器的值太高，则在第二导体中将存在增加的电流，其将使导体内占主导的E-场的期望效果无效化。本质上，第二导体简单地变为用于信号的另一个电流路径，并且将不实现期望效果。特征阻抗测试:将本发明应用到电缆显著地减小电缆的特征阻抗。已经使用本发明测试了 30米双绞导线。呈现了对于两个测试的数据。在第一测试中，传统电缆(不采用本发明)被测试，以建立用于所使用的导线类型的基线读数。在第二测试中，测试相同类型的电缆，区别在于该电缆包括本发明的电场补偿电路。测试装置包括信号发生器和高带宽示波器。定制设计的输出缓冲器连接信号发生器和⑶T (cable under test:测试中的电缆)。输出缓冲器提供具有快速暂态反应的高电流输出，以确保电缆的低阻抗不明显地为信号发生器加负载，这可能歪曲测量。⑶T被终接到从O到600ohm可调节的定制设计终接焊盘中。图12a示出DEV-A 1201是发生器和缓冲器的测试设置。⑶T电缆由EFC-1 1203和EFC-2 1204表示。定制终接负载由DEV-B 1202表示。20kHz脉冲被施加至⑶T的输入。示波器监测到电缆的输入。电缆从电缆的端部产生示波器上可视的反射。这类似于时域反射计测量，并且指示电缆的阻抗和终接阻抗不相同。定制终接焊盘被调节，直到反射被减少到最小，这指示电缆的阻抗和终接焊盘的电阻相同。然后，测量终接焊盘的电阻，以确定CUT的相应特征阻抗。测试I =CUT是在本发明中使用的种类的双导体类型，然而，去除了电场补偿电路。在电缆的输入或输出处都不存在到周围导体的连接。(除了 C1、C2、C3和C4已被去除之外，图12中示出等效电缆图。)电缆的长度是30米。测试I结果:等效特征阻抗测量为68.0ohm。测试2 AUT是如本发明中描沭的EFC类型，包括电场补偿电路。图12a中示出等效电缆图，其由EFC-1和EFC-2与所连接的C1、C2、C3和C4构成。30米的电缆长度与测试I相同。测试2结果:等效特征阻抗测量为31.6ohm。这些测试清楚地表明，本发明显著地减小了电缆的特征阻抗。测试2中的⑶T的特征阻抗与测试I中的基线CUT相比减少了大于50%。方波响应测试:方波响应测试通常被用于测试音频装置，以测试相位线性和高频带宽。该测试可靠地表明设备、电路或电缆内的电磁场的存储和再辐射。在该测试中使用的测试装置与在特征阻抗测试中使用的测试装置相同。测试设置也相同。定制设计的输出缓冲器被设置为一欧姆输出阻抗，并且定制设计的终接焊盘被设置为25ohm。这以下两个测试期间不被改变或调节。测试过稈:100kHz方波被施加至⑶T的输入。示波器在信道I上监测⑶T的输入并且在信道2上监测电缆的输出。图13是施加至⑶T的输入的方波的示波器屏捕捉。
测试3 =CUT是被用于本发明的双导体类型，电场补偿电路已被去除。在电缆的输入或输出处都不存在到周围导体的连接。除了(:1、02、03和(:4已被去除之外，图12a中示出等效电缆图。电缆的长度为30米。测试3结果:该测试的结果在图14a中所示的示波器屏捕捉中示出。测试4 =CUT是如上所述的EFC类型，包括电场补偿电路。图12a中示出等效电缆图，其包括第一和第二 EFC导线，EFC-1和EFC-2，以及所连接的电容器C1、C2、C3和C4。30米的电缆长度与测试I相同。测试4:该测试的结果在图14b的示波器屏捕捉中示出。方波响应测试的结果清楚地指示测试3中的电缆吸收显著量的高频能量。这由方波的暂态的上升和下降的显著圆化指示。通过比较，使用本发明的测试4中的CUT具有更快的上升和下降时间，并且输出方波更接近电缆的输入处的输入波形。虽然在此详细示出和公开的特定EFC导线和电路配置完全能够达到目标并且提供在此所述的优点，但是将理解，仅示出本发明的当前优选实施例，除了在所附权利要求中限定的之外，不意图限制在此示出的结构或设计的详情。从而，本发明的合适范围应该仅通过所附权利要求的最广泛解释确定，以包括所有这样的修改以及与在附图中示出和在说明书中描述的那些等效的所有关系。对于关于本发明的附加详情，可以采用在相关技术中的技术人员的水平内的材料和制造技术。这在关于本发明的基于方法的方面同样保持成立，特别是关于通常或在逻辑上被采用的附加或替代动作。而且，将想到，所描述的发明改变的任何可选特征可以被独立地或者与在此描述的任一个或多个特征结合地阐述和要求。单数物品的提及包括存在多个相同物品的可能性。从而，如在此使用和在所附权利要求中，单数形式“一个”和“所述”和“该”包括复数所指对象，除非上下文另外清楚地指出。而且，权利要求可以被起草以排除任何可选元件。同样地，与所要求保护的元件的叙述或“否定”限制的使用结合，该陈述旨在用作用于诸如“唯一地”、“仅”等这样的排他术语的使用的前置基础。除非在此另外限定，在此使用的所有技术和科学术语都具有与由本发明所属的技术领域中的普通技术人员通常理解的意思相同。本发明的范围不由主体说明书限制，而是仅由所采用的权利要求项的普通意思限制。
权利要求
1.一种电场补偿导线，所述电场补偿导线被配置成提高在记录和/或重放音频和视频构件之间使用的数字信号传输电缆以及互连电缆的性能，所述电场补偿导线包括: 中心导体，所述中心导体具有中心导体源端和中心导体目的端； 一层中心导体绝缘，所述中心导体绝缘轴向地设置在所述中心导体周围； 周围导体，所述周围导体轴向地设置在所述中心导体绝缘周围并且具有源导体源端和源导体目的端； 导线套绝缘，所述导线套绝缘轴向地设置在所述周围导体周围；以及 电场补偿电路。
2.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路包括:第一电容器，所述第一电容器将所述中心导体源端连接至所述周围导体源端；以及第二电容器，所述第二电容器将所述周围导体目的端连接至所述中心导体目的端。
3.根据权利要求2所述的电场补偿导线，其中，所述第一电容器与所述第二电容器串联连接。
4.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路至少包括:第一电容器，所述第一电容器将所述中心导体源端连接至所述周围导体源；以及第二电容器，所述第二电容器将所述中心导体目的端连接至所述周围导体目的端，并且其中，所述第一和第二导体在所述导线内建立两条并行和一致的信号路径。
5.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述中心导体提供信号传输路径和电流路径，并且所述第二导体不承载电流而是由来自源信号的电场充电。
6.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电容器防止有效电流通过所述周围导体。
7.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路包括电容器和电阻器的网络，所述网络被配置成最小化所述周围导体中的电流，并且使得所述周围导体具有占主导的电场场强，以抵抗由所述中心导体产生的电场。
8.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路包括有源电路，所述有源电路包括放大器，所述放大器将电场传递至所述周围导体，以抵抗由所述中心导体产生的所述电场。
9.根据权利要求8所述的电场补偿导线，其中，所述放大器向所述周围导体提供动态改变电荷，所述动态改变电荷跟踪到所述导线的输入信号并且与所述输入信号同相，其足以抵抗由所述中心导体产生的变化电场。
10.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路包括:第一电容器，所述第一电容器将所述中心导体源端耦合至所述周围导体源；以及第二电容器，所述第二电容器将所述中心导体目的端耦合至所述周围导体目的端，以形成对于所述中心导体的分流器路径和并行信号路径。
11.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述周围导体基本完整和基本均匀地围绕所述中心导体，并且与所述中心导体基本一致。
12.根据权利要求11所述的电场补偿导线，其中，所述周围导体均匀地分布在所述中心导体周围，以便通过所述中心导体绝缘均匀地分布电场，以抵抗所述中心导体的电场。
13.一种减少由传输导线和电缆中的电介质材料导致的信号失真的方法，所述方法包括以下步骤: 提供电场补偿(“EFC”)导线，所述电场补偿导线具有:中心导体，所述中心导体具有中心导体源端和中心导体目的端；一层中心导体绝缘，所述中心导体绝缘轴向地设置在所述中心导体周围；周围导体，所述周围导体轴向地设置在所述中心导体绝缘周围并且具有源导体源端和源导体目的端；导线套绝缘，所述导线套绝缘轴向地设置在所述周围导体周围；以及电场补偿电路； 提供具有正端子和负端子的第一电子构件； 提供具有正端子和负端子的第二电子构件； 将所述EFC导线的所述中心导体连接至所述第一和第二电子构件的正端子；以及 将所述周围导体连接至所述第一和第二电子构件的负端子； 其中，所述中心导体提供正信号连接，而所述周围导体提供负连接和返回电流路径，并且其中，所述中心导体和所述周围导体一起提供用于信号传输的完整的电路路径。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一电子构件具有简单输出放大器电路，并且所述第二电子构件从所述第一电子构件接收所述信号传输。
15.一种减少由传输导线和电缆中的电介质材料导致的信号失真的方法，所述方法包括以下步骤: 提供第一和第二电场补偿(“EFC”)导线，每个都具有:中心导体，所述中心导体具有中心导体源端和中心 导体目的端；一层中心导体绝缘，所述中心导体绝缘轴向地设置在所述中心导体周围；周围导体，所述周围导体轴向地设置在所述中心导体绝缘周围并且具有源导体源端和源导体目的端；导线套绝缘，所述导线套绝缘轴向地设置在所述周围导体周围；以及电场补偿电路； 提供具有正端子和负端子的第一电子构件； 提供具有正端子和负端子的第二电子构件； 将所述第一 EFC导线的所述中心导体连接至所述第一和第二电子构件的正端子；以及 将所述第二 EFC导线的所述中心导体连接至所述第一和第二电子构件的负端子，以便在所述第一和第二电子构件之间形成完整的信号路径。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述中心导体和所述周围导体关于所述信号路径并行并且一致地操作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一电子构件是AC壁装电源插座，并且所述第二电子构件是用于电子设备的电源，并且其中，所述第一 EFC导线的所述中心导体是将电力提供给所述电子设备中的负载的带电导线，并且所述第二 EFC导线是提供电流回路的中性导线，并且进一步包括连接用于安全接地连接的普通型导线的步骤。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电缆是承载数字信号的数字电缆，并且所述EFC导线中的电容器的值根据数字传输的基频选择并且在50-80:1之间的范围内。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一电子构件是信号源构件，并且所述第二电子构件是目的构件，并且进一步包括:将普通型导线连接至所述第一和第二电子构件中的每一个的接地引脚的步骤。
20.根据权利要求1所述的电场补偿导线，其中，所述电场补偿电路包括:第一电容器，所述第一电容器将所述中心导体源端连接至所述周围导体源端；以及跳线，所述跳线将所述周围导体目的端连 接至所述中心导体目的端。
全文摘要
用于通过部分地中和在信号导体和周围绝缘电介质材料之间的电介质材料内的电荷差来减少信号导线内的电介质极化和电介质松弛的方法和装置。
文档编号H01B11/06GK103201800SQ201180047344
公开日2013年7月10日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者凯林·加布里埃尔 申请人:加布里埃尔专利技术有限责任公司