CN100472884C - 低感应屏蔽连接器 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器，包括其中具有至少一个电缆连接器(220)的绝缘载体(210)。载体(210)被配置用于接合从其延伸有多个信号针脚(104)和多个屏蔽叶片(106)的插头(100)。每个电缆连接器(220)端接相应的电缆(270)并且包括具有绝缘内壳(226)的导电外壳(222)。内壳(226)容纳彼此电隔离并且和外壳(222)电隔离的第一和第二导电端子(228，230)。内壳(226)被配置用于容纳第一和第二端子(228，230)之间的屏蔽叶片(106)。外壳(222)包括用于电连接容纳在第一和第二端子(228，230)之间的屏蔽叶片(106)的第一触点(240)。

Description

低感应屏蔽连接器
技术领域
本发明涉及电连接器，特别是将电信号传输电缆联接到印刷电路板的低感应、高速电连接器。
背景技术
当传送高频信号和电流的导线被放置在其他传送高频信号和电流的导线附近时就会遭受到干扰和串音。这种干扰和串音会导致信号衰减并且在信号接收中发生错误。屏蔽的电缆可以用来将来自发送点的信号传送到接收点，从而减少一条屏蔽或同轴电缆中传送的信号干扰附近其它屏蔽或同轴电缆中传送的信号的可能性。然而，例如在连接印刷电路板的连接点，用于信号的屏蔽常常会丢失，因此使得信号之间存在干扰和串音。由于需要在相当小的空间进行大量的连接，通常不希望在连接点使用单独的屏蔽导线和电缆。在这些情况中，使用包括屏蔽导电通路的双部(two part)高速电连接器。
在包括屏蔽导电通路的高速电连接器中，希望为连接器中的每个信号导线提供一个稳定的阻抗剖面(impedance profile)。阻抗剖面的不稳定性会引起发送信号产生不希望的失真，稳定的阻抗剖面的重要性随着频率和电流的增加而增加。阻抗剖面的不稳定性是由于例如和信号导线相关的接地通路发生故障，或两个信号导线之间的接地通路不足产生的。因此需要一种能够提高屏蔽高频信号和电流的可靠性的高速电连接器。
发明内容
这里描述的发明提供了一种将电信号传输电缆联接(attachment)到印刷电路板的高速电连接器。根据本发明的一个实施例，该连接器包括配置用于电连接到电缆的第一信号导线的第一端子，和配置用于电连接到电缆的第二信号导线的第二端子。电绝缘内壳被配置来保持第一和第二端子彼此电隔离，并且还包括其中容纳第一配合接地触点的空腔。导电外壳容纳内壳以及第一和第二端子，并且还与电缆的屏蔽电耦合。该外壳包括用于与容纳在内壳空腔中的第一配合接地触点电耦合的触点。
根据本发明的另一个实施例，电插座连接器包括配置来接合插头连接器的绝缘载体。该载体内定位有至少一个端接相应电缆的电缆连接器。每个电缆连接器包括与相应电缆的屏蔽电连接的导电外壳。该外壳中具有容纳彼此电隔离并且与外壳电隔离的第一和第二端子的绝缘内壳。这些端子的一端连接到相应电缆的信号导线。该内壳被配置用于容纳第一和第二端子之间的屏蔽叶片。该外壳包括用于与容纳在第一和第二端子之间的屏蔽叶片电耦合的第一触点，用于与外壳外表面上的第二屏蔽叶片电耦合的第二触点，用于与外壳外表面上的第三屏蔽叶片电耦合的第三触点。
根据本发明的另一个实施例，电连接器系统包括具有插头主体的插头连接器，所述插头主体具有从其延伸的多个信号针脚和多个屏蔽叶片。包括电绝缘载体的插座连接器被配置用于与插头主体连接。该载体包括多个电缆连接器。该多个电缆连接器的每一个都包括具有电绝缘内壳的导电外壳。该内壳容纳至少一个和外壳电隔离的导电端子。该内壳包括用于容纳插头连接器的所述多个屏蔽叶片中的一个屏蔽叶片的空腔，该外壳包括用于电耦合屏蔽叶片的触点。
根据本发明的另一个实施例，电连接器组件包括至少一条电信号传输电缆，该至少一条电缆具有至少一条信号导线。具有绝缘载体的插座连接器包括至少一个电缆连接器。该至少一个电缆连接器包括其中具有绝缘内壳的导电外壳。该内壳容纳和外壳电隔离的第一导电端子。该第一端子的一端连接到该至少一条电缆的第一信号导线并在相反的一端具有第一触点。该内壳包括其中用于容纳屏蔽叶片的空腔，以及该外壳包括与容纳在内壳中的屏蔽叶片电耦合的第一触点。
附图说明
图1是根据本发明具有凸针脚触点和屏蔽叶片的阵列的插头连接器的分解透视图。
图2是图1连续带状屏蔽叶片的透视图。
图3是插头连接器的前壁截面图，其示出由形成围绕着每个信号针脚的同轴屏蔽的屏蔽叶片的直角部分环绕的信号针脚。
图4示出了根据本发明接合图1-3的插头连接器的插座连接器的透视图。
图5a是示出在图4插座连接器中使用的独立电缆连接器的透视图。
图5b是移除内外壳的图5a电缆连接器的透视图。
图6是示出图4插座连接器的接合面的透视图。
图7是移除电缆连接器的图6插座载体的顶视图。
图8说明了图4接合的插座连接器和插头连接器的电缆连接器、信号针脚和屏蔽叶片。
具体实施方式
在下文详细描述的优选实施例中，参考成为其一部分的附图，通过举例说明实现本发明的具体实施例来示出。应当理解在不脱离本发明精神范围内可以采用其他的实施例并且可以进行结构和逻辑改变。因此，下文的详细说明不是用于限制的，本发明的范围由所附权利要求来限定。
图1，2和3示出了根据本发明和低阻抗屏蔽连接器一起使用的插头连接器100。该插头连接器100被配置连接到印刷电路板30和配合的插座连接器200(图4中所示的)。插头连接器100包括插头主体102，多个信号针脚104和其上形成有多个屏蔽叶片106的连续带状材料。形成的插头主体102包括垂直的前壁110，横向延伸的上部和下部，从中垂直突起的水平壁112和114。形成的前壁110包括多个第一信号针脚容纳孔116和多个第二屏蔽叶片容纳孔118，所有这些孔都在前壁100的内表面122和外表面124之间延伸。形成的多个第二屏蔽叶片容纳孔118通常具有直角的横截面。孔116，118包括位于内表面122和外表面124中的一面或两面上的斜面入口(chamfered entrance)来协助针脚104和屏蔽叶片106的插入。
当插座连接器200插入到插头连接器100中时，多个信号针脚104被配置用于插入插头连接器100中的多个第一信号针脚容纳孔116以形成信号针脚104的阵列，信号针脚104被配置用于容纳配合插座连接器200中的信号针脚插入窗口250(在图6中示出)的阵列。每个信号针脚104包括在插头连接器100的前壁110上延伸的第一终端152，以及和第一终端152分隔开并且被配置用于插入到印刷电路板30中的孔32的第二终端154。
形成的多个屏蔽叶片106的每一个都包括被配置来插入到多个第二、通常为直角的屏蔽叶片容纳孔118中的通常为直角的屏蔽部128。多个屏蔽叶片106的每一个的通常为直角的屏蔽部128包括基本垂直的第一侧边部分130和第二侧边部分132。每个屏蔽叶片106包括第一终端162。通常为直角的屏蔽部128优选地延伸到前壁的内表面122。当插入到插头主体102中时，屏蔽叶片106的第一终端162在插头连接器100前壁110的内表面122的平面上延伸，靠近信号针脚104。屏蔽叶片106的每条带还包括至少一个屏蔽尾部148。屏蔽尾部148的数量可以和屏蔽叶片106的数量一样多，或不同于屏蔽叶片106的数量。每个屏蔽尾部148的第二终端164和第一终端162分隔开，并且被配置来插入到靠近信号针脚104的第二终端154的印刷电路板30中的孔34中。在一个实施例中，屏蔽叶片106的尾部148电连接到印刷电路板30内的接地平面40。优选实施例中的屏蔽叶片106通常是接地的。在替代实施例中，屏蔽叶片通常是不接地的。在另一个替代实施例中，至少一个信号针脚104电连接接地平面40并且经由接地平面与至少一个屏蔽叶片106共同接地。
如图3所示的，第一信号针脚容纳孔116和第二信号针脚容纳孔118被对称排列在插头主体102的前壁110中，使得屏蔽叶片106的通常为直角的屏蔽部128基本环绕着信号针脚104以形成围绕着多个信号针脚104中的每一个的同轴屏蔽。多个第二、通常为直角的屏蔽叶片容纳孔118的每一个都包括通过第一和第二狭窄部140和142耦接到第一和第二端部136和138的中心部134。第一和第二狭窄部140和142的尺寸定为摩擦地接合屏蔽叶片106的第一和第二侧边部分130和132，从而使屏蔽叶片106固定在适当的位置。多个第二、通常为直角的开孔118的每一个的中心部134以及第一和第二端部136和138被形成来提供环绕着屏蔽叶片106的通常为直角的屏蔽部128的气隙144。气隙144的几何形状和尺寸，直角屏蔽部128的几何形状、尺寸和材料，以及环绕着气隙144的插头主体102的几何形状、尺寸以及材料被配置来调整插头连接器100以匹配具体的阻抗(例如，50欧姆)。直角屏蔽106的配置有助于大量生产节约材料使用率的连续带状直角屏蔽。
多个信号针脚104的每一个都包括针脚尾部146，屏蔽叶片106的每条带都包括至少一个屏蔽尾部148。屏蔽尾部148的数量可以和屏蔽叶片106的数量一样多，或不同于屏蔽叶片106的数量。在优选实施例中，屏蔽叶片106的每条带都具有多个屏蔽尾部148，每两个屏蔽叶片106就具有一个屏蔽尾部148，其中该屏蔽尾部148是交错的并且沿着屏蔽叶片106带和交替的屏蔽叶片106对齐。在替代实施例中，根据沿着屏蔽叶片106带的长度均匀或不均匀间隔的屏蔽尾部148，可以提供屏蔽尾部148和屏蔽叶片106的其他比例。在屏蔽叶片106上具有交错的屏蔽尾部148的实施例在印刷电路板上背靠背安装插头连接器100中特别有用，因为交错的屏蔽尾部148允许背靠背地安装插头连接器100而不会在相对的插头连接器100的屏蔽尾部148之间产生干扰。在优选实施例中，针脚尾部146和屏蔽尾部148被定位在均匀间隔的矩阵中，使得背靠背安装的插头连接器彼此垂直安装。当信号针脚104和屏蔽叶片106插入到插头主体102的前壁110中时，针脚146和屏蔽尾部148从前壁110的外表面124向外延伸。插头100的针脚尾部146和屏蔽尾部148压配合于印刷电路板30的孔32，34中或焊接于其中。替代地，针脚尾部146和屏蔽尾部148可以替换为安装到印刷电路板30的表面。
图4说明了当插座连接器200接合插头100时的插座连接器200的一个实施例。插座连接器200包括配置用于接合插头主体102的绝缘载体210。如图6和7中所示，绝缘载体210包括前壁212和四个从中垂直突起的水平延伸的侧壁214a，214b，214c，214d。前壁212和侧壁214a，214b，214c，214d确定了载体210的内部216。根据本发明的一个实施例，插头100和插座连接器200根据工业标准IEC61076-4-101被配置。在每个实施例中，至少一个并且通常多个单独可替换的电缆连接器220被定位在载体210的内部，每个电缆连接器220端接相应的信号传输电缆270。例如，电缆270可以是同轴或双轴电缆。为了提高性能，该电缆优选的是屏蔽电缆。然而，电缆连接器220还可以适合与非屏蔽电缆270一起使用。
如图5a和5b所示，电缆连接器220的每一个都包括导电外壳222。当和屏蔽电缆一起使用时，导电外壳222电连接于相应电缆270的屏蔽272，例如通过使用外壳222中的焊接孔224将外壳222焊接于电缆的屏蔽编织层(shield braid)。该外壳包括配置用于容纳第一导电端子228和第二导电端子230的绝缘内壳226，第一导电端子228和第二导电端子230彼此电隔离并且和外壳222电隔离。尽管所示的实施例只包括第一和第二导电端子228，230，应当理解不脱离本发明的范围可以包括其他的导电端子。例如，在其他实施例中每个电缆连接器可以包括3，4，5或更多的导电端子。替代地，包括在绝缘载体210中的电缆连接器220可以具有不同于导电端子的数量。每个端子228，230被配置在第一端232(接近连接器220的前端或匹配端)以电连接插头100的信号针脚104。第一端232可以以任何适当的方式配置来连接针脚104，包括横杆、突起、凹陷，或其他可弹性弯曲的结构。每个端子228，230被配置在第二端234(相对于第一端232并且接近连接器220的后端)以电连接相应导线270的导线235。第二端234可以以任何适当的方式配置来连接电缆270的导线235，例如通过焊接或压接。相应电缆270的导线根据具体的应用可以是信号导线或接地导线。在图5a和5b所示的实施例中，在端子228，230连接到电缆270的信号导线235之后，端子228，230被插入在内壳226中并且内壳226可移动地插入到外壳222的后端，直到内外壳226，222分别由内壳226上的突起和外壳222中的孔237的交互而以搭扣配合形式固定。
内壳226包括靠近电缆连接器220前端的开孔238。开孔238被配置用于容纳第一和第二端子228，230之间的插头100的屏蔽叶片106。导电外壳222包括与容纳在第一和第二端子228，230之间的开孔238中的屏蔽叶片106电耦接的第一触点240。在另一个实施例中，外壳222包括与插头100的另一个屏蔽叶片106电连接的外壳222外表面244上的至少一个触点242。在图6所示实施例中，第二触点242a和第三触点242b被提供在与插头100的第二和第三屏蔽叶片106电连接的外壳222的外表面244上。外壳222外表面244上的触点242a，242b优选地从外壳222的最外围稍微有些凹陷，从而为紧挨的电缆连接器220之间的屏蔽叶片106提供空间。外壳222的触点可以是任何适当的设计，包括横杆、突起、凹陷，或其他可弹性弯曲的结构。在替代的实施例中具有两个以上端子，内壳226提供有附加的开孔238，使得用于容纳接地叶片106的开孔238被提供在所有相邻的端子之间。例如，具有三个端子的电缆连接器具有两个开孔，具有四个端子的电缆连接器具有三个开孔，等等。
各个电缆连接器220定位并且保留在绝缘载体210的内部216，如图6和7所示的。载体210的前壁212被形成来包括多个信号针脚容纳孔250和多个屏蔽叶片容纳孔252，所有这些孔都在前壁212的外表面254和内表面256之间延伸。当电缆连接器220被定位在载体210中时，开孔250，252被定位，使得它们相应于电缆连接器220的端子228，230和接地触点242，242a，242b的位置。形成的多个信号针脚容纳开孔250通常具有圆形的横截面，而形成的多个屏蔽叶片容纳开孔252通常具有矩形的横截面。开孔250，252可以具有其他的横截面形状，这取决于配合信号针脚104和屏蔽叶片106的横截面形状。开孔250，252可包括位于外表面254的斜面入口来协助针脚104和屏蔽叶片106的插入。
定位柱260从前壁212的内表面256延伸，并且彼此隔离开成形，使得各个电缆连接器220(图7的虚线所示)可移动地保留在载体210内。附加的定位部件262可以被提供在一个或多个侧壁214a，214b，214c，214d的内表面上，以帮助定位和保持电缆连接器220。在所有的电缆连接器220都载入载体210之后，电缆连接器220通过固定卡266固定在载体210中。固定卡266通过载体210的侧壁214a，214b中的开孔268沿横向于电缆连接器220的插入方向的方向插入，使得固定卡266定位在电缆连接器220后面。固定卡266优选地可脱扣地(releasably)固定于载体210，例如通过弹性的插销臂267，从而如果需要，固定卡226可以被移除，以便修理或替换一个或多个电缆连接器220。
如图4中所示的，电缆套269还优选地接合载体210。电缆套269保护并且引导退出载体210的电缆270。在一个实施例中，电缆套269以一个角度将电缆270导向插座连接器200的接合方向，从而提供一种低剖面连接。在一个低剖面系统中，电缆套269以直角弯度来引导电缆270，其中弯曲半径近似等于或小于十倍的电缆直径。
当插头100和插座200如图8所示的接合时，各个电缆连接器220和插头100的信号针脚104以及屏蔽叶片106接合，其中只示出了电缆连接器、信号针脚104和屏蔽叶片106。如图8清楚地所示，信号针脚104容纳在电缆连接器220内的端子228，230中，而屏蔽叶片106容纳在每个连接器220内相邻端子之间的开孔238中，并且也位于相邻电缆连接器220之间的凹陷区域。位于相邻电缆连接器220之间的凹陷区域中的屏蔽电缆106电接合两个电缆连接器220。在所示的实施例中，相邻端子/接地针脚通过接地通路被各自分开。然而，根据本发明的另一个实施例中，接地通路不必被提供在每两个相邻端子/接地针脚之间。提供在连接器系统中的多个接地通路为连接器系统提供稳定的阻抗剖面。特别的，由于连接器系统中的多个接地通路，单个接地通路发生故障对整个连接器和各个信号导线的阻抗剖面的影响减小或最小化。
插头连接器100和插座连接器200的所有塑料部分都由适当的热塑性材料模制形成，例如液晶聚合物(“LCP”)，具有预定应用所需的机械和电属性。导电金属部分是由例如镀铜合金的材料形成，尽管其他适合的材料也能够被本领域的技术人员认识到。连接器材料、几何形状和大小都被设计用于保持该部分的特定阻抗。
为了描述优选实施例，尽管这里已经说明和描述了具体的实施例，本领域的普通技术人员应当理解在不脱离本发明的精神范围内适合于获得相同目的的各种选择和/或等效执行可以替代所示和所描述的具体实施例。机械、机电和电技术领域的技术人员应当很容易地理解本发明可以以各种实施例来实现。本申请意图涵盖这里所论述的优选实施例的任何改变或变化。因此，明确地规定本发明仅由权利要求及其等效物来限定。

Claims (10)

1.一种电连接器，包括：
绝缘载体(210)，配置用于接合插头连接器；
定位在载体(210)中的至少一个电缆连接器(220)，每个电缆连接器(220)端接相应的电缆(270)，每个电缆连接器(220)包括与相应电缆(270)的屏蔽(272)电连接的导电外壳(222)，外壳(222)中具有绝缘内壳(226)，所述内壳(226)容纳彼此电隔离并且和外壳(222)电隔离的第一和第二导电端子(228，230)，第一端子(228)的一端连接到相应电缆(270)的第一信号导线(235)，第二端子(230)的一端连接到相应电缆(270)的第二信号导线(235)，所述内壳(226)被配置用于容纳在第一和第二端子(228，230)之间的屏蔽叶片(106)，所述外壳(222)包括用于与容纳在第一和第二端子(228，230)之间的屏蔽叶片(106)电耦合的第一触点(240)，用于与外壳(222)外表面上的第二屏蔽叶片(106)电耦合的第二触点(242a)，和用于与外壳(222)外表面上的第三屏蔽叶片(106)电耦合的第三触点(242b)。
2.如权利要求1的电连接器，进一步包括固定卡(226)来固定载体(210)中的至少一个电缆连接器(220)。
3.如权利要求1或2的电连接器，其中所述电缆(270)是同轴电缆。
4.如权利要求1或2的电连接器，其中所述电缆(270)是双轴电缆。
5.如权利要求1或2的电连接器，进一步包括与载体(210)接合的电缆套(269)，用于以一个角度将电缆(270)导向到连接器的接合方向。
6.如权利要求1或2的电连接器，其中所述电缆(270)具有等于或小于十倍电缆直径的弯曲半径。
7.如权利要求1或2的电连接器，进一步包括具有插头主体(102)的插头连接器(100)，所述插头主体(102)具有从其延伸的多个信号针脚(104)和多个屏蔽叶片(106)，其中绝缘载体(210)被配置来接合所述插头连接器(100)。
8.如权利要求7的电连接器，其中所述多个屏蔽叶片(106)的每一个具有为直角的屏蔽部(128)，所述屏蔽部(128)被配置与所述多个信号针脚(104)中相应的一个相邻定位。
9.如权利要求7的电连接器系统，其中所述多个信号针脚(104)和多个屏蔽叶片(106)被配置在插头主体(102)中，使得所述多个屏蔽叶片(106)的为直角的屏蔽部(128)环绕着所述多个信号针脚(104)，以形成围绕着所述多个信号针脚(104)中的每一个的同轴屏蔽。
10.如权利要求7的电连接器系统，其中所述多个屏蔽叶片(106)以连续的带状材料形成并且包括至少一个尾部(148)，所述尾部(148)配置用于接合印刷电路板(30)。
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