CN102253246A - 用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法，通过公头与母头相互嵌套、第一信号脚与第二信号脚相互接触，并通过GND支撑圆臂与第二圆筒状外壳之间设置平行的弹性件，使得第二信号脚在公头与母头相互嵌套时被第一信号脚产生推力，并使弹性件压缩，使第二信号脚的第一端伸出第二圆筒状外壳的第一端，当母头上的固定脚固定在PCB上时，第二信号脚对第一信号脚产生推力，使弹性件进一步被压缩，从而第二信号脚可紧紧抵触在PCB待检测信号的焊盘上，从而避免了现有技术中信号脚的尾桩的存在，解决了尾桩造成的反射问题，又通过连接器实现了PCB与测试线缆的连接，保证了信号测试的准确性。

Description

用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法

技术领域

本发明涉及高速信号测试技术，尤其涉及一种用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法。

背景技术

当前，在服务器、存储设备、多媒体个人电脑(Personal Computer，PC)系统和网络通信系统的设计中，具有共享特性的并行总线逐渐被高速的点对点串行总线所取代。如10G接口单元(10Gigabit Attachment Unit Interface，XAUI)、快速外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect Express，PCIExpress)等一些串行总线标准接口可以提供从1.25Gbps(10⁹bit/秒)到10Gbps甚至更高的信号速率。这些高速率的串行总线既可以提供高速率的传输通道，与并行总线相比，又节省了大量的芯片引脚。

这些高速串行总线设计完成后，为了验证设计是否可行，必须进行信号测试。其中信号如图1所示。

现有的高速信号测试主要有两种测试方法：一种是探头测试，一种是线缆测试。

探头测试如图2所示，示波器通过探头测试发送芯片发送出来的信号，并进行显示。由于探头测试受到带宽的影响，使得测试精度受到限制，并且带宽越高，探头价格越贵。其中，带宽表示对信号幅度衰减小于30％的频率范围，带宽越宽表示频率范围越大。

线缆测试如图3A、图3B所示，由表面信号层(顶层信号层和底层信号层)、内层信号层、地层、介质层(由绝缘材料组成)叠加而成的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，其上设置有过孔，用于信号层切换的电气通路。过孔内壁附有铜，具有导通性，在PCB板中过孔可以作为任意层铜线(铜皮)的连接。信号层通过过孔连接起来，外部的信号脚和内层的信号层铜线就通过过孔连接起来，如上面的信号脚过孔。表层信号层铜线和内层信号层铜线用于传递电信号。铜线(或者铜皮)与过孔保持一定距离，例如图3中的信号脚过孔和地(gnd)铜皮之间有一定距离。线缆的连接器跟采用直插的连接方法，连接器的gnd脚和信号脚直接贯穿PCB，利用示波器(测试信号的一种仪器)作为接收系统将发送芯片发送出来的信号直接用线缆连接到示波器内部进行测试，线缆的带宽很高，而且价格便宜。但是目前线缆测试时，导致中间的信号脚会有很大的尾桩，造成很大的信号反射，严重影响测试结果。

发明内容

本发明提出一种用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法，以消除现有技术中线缆测试中中间信号脚的尾桩。

本发明提供了一种用于线缆测试的连接器，包括：

公头，包括第一圆筒状外壳、GND固定圆臂、绝缘介质及第一信号脚，所述第一圆筒状外壳的第一端封闭，与示波器的线缆的GND外壳相连，所述GND固定圆臂的第一端固定在所述第一圆筒状外壳第一端的内部底部，所述绝缘介质设置于所述GND固定圆臂内，所述第一信号脚的第一端固定在所述绝缘介质中，与所述线缆的信号线相连；

母头，包括第二圆筒状外壳、GND支撑圆臂、绝缘介质、第二信号脚及弹性件，所述第二圆筒状外壳两端均开口，第一端外围具有固定脚，所述GND支撑圆臂位于所述第二圆筒状外壳内，所述绝缘介质设置于所述GND支撑圆臂内，所述第二信号脚固定在所述绝缘介质中，所述第二信号脚的第一端伸出所述GND支撑圆臂，且与所述第二圆筒状外壳的第一端同侧，所述弹性件平行设置于所述GND支撑圆臂与所述第二圆筒状外壳之间；

所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可相互嵌套，在所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端相互嵌套的情况下，所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互接触。

本发明还提供了一种采用上述用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法，包括：

将所述连接器的母头固定在电路板上，使所述母头的第二信号脚的第一端与所述电路板上的待检测信号的焊盘对准；

将所述连接器的公头嵌套在所述母头上，使所述母头的第二信号脚在弹性件的作用下与所述待检测信号的焊盘相抵触；

利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

本发明还提供了一种采用上述用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法，包括：

将所述连接器的公头与母头相互嵌套，使所述第二信号脚的第一端伸出所述第二圆筒状外壳的第一端；

将所述第二信号脚的第一端与电路板上的待检测信号的焊盘对准；

通过所述母头上的固定脚将所述连接器固定在所述电路板上，使所述第二信号脚的第一端在弹性件的作用下，与所述待检测信号的焊盘相抵触；

利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

本发明提供的用于线缆测试的连接器及采用其进行线缆测试信号的方法，通过公头与母头相互嵌套、第一信号脚与第二信号脚相互接触，并通过GND支撑圆臂与第二圆筒状外壳之间设置平行的弹性件，使得第二信号脚在公头与母头相互嵌套时被第一信号脚产生推力，并使弹性件压缩，使第二信号脚的第一端伸出第二圆筒状外壳的第一端，当母头上的固定脚固定在PCB上时，第二信号脚对第一信号脚产生推力，使弹性件进一步被压缩，从而第二信号脚可紧紧抵触在PCB待检测信号的焊盘上，从而避免了现有技术中信号脚的尾桩的存在，解决了尾桩造成的反射问题，又通过连接器实现了PCB与测试线缆的连接，保证了信号测试的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为信号波形图；

图2为现有技术中探头测试的示意图；

图3A为现有技术中线缆测试的示意图；

图3B为现有技术中线缆测试用连接器与PCB的连接示意图；

图4为本发明实施例提供的用于线缆测试的连接器的一个具体的实施例的结构示意图；

图5为图4母头的仰视图；

图6为本发明实施例提供的一种采用上述任一种用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法的流程图；

图7A为图6所示实施例中母头固定在PCB上的示意图；

图7B为图6所示实施例中母头与公头旋接后的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种采用上述任一种用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的用于线缆测试的连接器包括：公头及母头。

其中，公头包括第一圆筒状外壳、GND(即地信号)固定圆臂、绝缘介质及第一信号脚，所述第一圆筒状外壳的第一端封闭，与示波器的线缆的GND外壳相连，所述GND固定圆臂的第一端固定在所述第一圆筒状外壳第一端的内部底部，所述绝缘介质设置于所述GND固定圆臂内，所述第一信号脚的第一端固定在所述绝缘介质中，与所述线缆的信号线相连。

母头包括第二圆筒状外壳、GND支撑圆臂、绝缘介质、第二信号脚及弹性件，所述第二圆筒状外壳两端均开口，第一端外围具有固定脚，所述GND支撑圆臂位于所述第二圆筒状外壳内，所述绝缘介质设置于所述GND支撑圆臂内，所述第二信号脚固定在所述绝缘介质中，所述第二信号脚的第一端伸出所述GND支撑圆臂，且与所述第二圆筒状外壳的第一端同侧，所述弹性件平行设置于所述GND支撑圆臂与所述第二圆筒状外壳之间。

所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可相互嵌套，如所述第二圆筒状外壳的第二端可与所述第一圆筒状外壳的第二端旋接或卡接。具体地，如所述第二圆筒状外壳的内壁设置螺纹，所述第一圆筒状外壳的外壁设置与所述第二圆筒状外壳的螺纹相匹配的螺纹；或者，所述第二圆筒状外壳的外壁设置螺纹，所述第一圆筒状外壳的内壁设置与所述第二圆筒状外壳的螺纹相匹配的螺纹。

在所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端相互嵌套的情况下，所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互接触，如相互嵌套。具体如所述第二信号脚的第二端可与所述第一信号脚的第二端插接。具体地，所述第二信号脚的第二端可插入所述第一信号脚的第二端，或者，所述第一信号脚的第二端可插入所述第二信号脚的第二端。

上述实施例中，连接器通过公头与母头相互嵌套、第一信号脚与第二信号脚相互接触，并通过GND支撑圆臂与第二圆筒状外壳之间设置平行的弹性件，使得第二信号脚在公头与母头相互嵌套时被第一信号脚产生推力，并使弹性件压缩，使第二信号脚的第一端伸出第二圆筒状外壳的第一端，当母头上的固定脚固定在PCB上时，第二信号脚对第一信号脚产生推力，使弹性件进一步被压缩，从而第二信号脚可紧紧抵触在PCB待检测信号的焊盘上，从而避免了现有技术中信号脚的尾桩的存在，解决了尾桩造成的反射问题，又通过连接器实现了PCB与测试线缆的连接，保证了信号测试的准确性。

图4为本发明实施例提供的用于线缆测试的连接器的一个具体的实施例的结构示意图。如图4所示，连接器包括公头01和母头02，公头01包括第一圆筒状外壳10、GND固定圆臂20、绝缘介质30及第一信号脚40。母头02包括第二圆筒状外壳50、GND支撑圆臂60、绝缘介质30、第二信号脚70及弹簧80。

公头01中，第一圆筒状外壳10第一端与测试线缆相连，GND固定圆臂20设置在该第一端内底部，且与第一圆筒状外壳10同轴。绝缘介质30设置在GND固定圆臂20内，第一信号脚40固定在绝缘介质30内，且一端伸出绝缘介质30。第一圆筒状外壳10的第二端开口，该第二端的内壁设置有第一螺纹11，用来与母头02中的第二圆筒状外壳50旋接。

母头02中，第二圆筒状外壳50的第一端外围具有固定脚53，第二端的外壁具有与第一螺纹11相匹配的第二螺纹51，用来与第一圆筒状外壳10上的第一螺纹11旋接。

如图5所示，固定脚53为矩形(需要说明的是，本发明实施例提供的连接器中固定脚不限于矩形，也可为圆形、椭圆形等几何形状或其他不规则形状)，底部具有两个凸起54，用来插入到PCB上GND的插孔中固定。固定脚53在安装时起定位作用，固定脚的两个凸起54插入到PCB中，可利用两颗螺钉插入凸起54中，将母头02固定在PCB上，以利于安装时精确定位。

如图4所示，GND支撑圆臂60设置于第二圆筒状外壳50内，与第二圆筒状外壳50同轴。绝缘介质30设置于GND支撑圆臂60内，第二信号脚70固定在所述绝缘介质30内，换句话说，GND支撑圆臂60与第二信号脚70直接填满绝缘介质材料。第二信号脚70第一端伸出所述绝缘介质30及GND支撑圆臂60，与第二圆筒状外壳50的第一端同侧；第二端与第二圆筒状外壳50的第二端同侧，具有与第一信号脚40伸出的一端相匹配的凹部(图中未示出)，第一信号脚40伸出的一端可插入第二信号脚70的第二端的凹部中。

GND支撑圆臂60的外壁具有第一凸台61，第二圆筒状外壳50的内壁具有第二凸台52，弹簧80设置在第一凸台61和第二凸台52之间，弹簧80可以与第一凸台61和第二凸台52分别接触而不固定，较优地，弹簧80的一端固定在第一凸台61上，另一端固定在第二凸台52上，以免受到压缩时发生晃动。弹簧80与第二圆筒状外壳50、第二信号脚70及GND支撑圆臂60平行。当母头02旋入公头01中时，弹簧80压缩，GND支撑圆臂60向下移动，使第二信号脚70的第一端逐渐从第二圆筒状外壳50的第一端伸出，当第二信号脚70的第一端抵触到PCB上待检测信号的焊盘时，继续旋入母头02，弹簧80的反作用力增加，则第二信号脚70的第一端与焊盘的抵触力度加大，从而保证了第二信号脚70与焊盘紧密接触，实现了二者之间的抵触式相连。

由于反射是信号脚的尾桩造成，为消除尾桩，本发明采用连接器跟PCB接触式的连接方法，保证信号脚跟PCB表层的焊盘直接接触。具体方法如下：

连接器分为公头和母头，公头连接测试线缆，母头跟PCB连接。公头和母头结合，可以将PCB跟测试线缆连接起来。

图6为本发明实施例提供的一种采用上述任一种用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法的流程图。如图6所示，该方法包括：

步骤601、将所述连接器的母头固定在电路板上，使所述母头的第二信号脚的第一端与所述电路板上的待检测信号的焊盘对准。如图7A所示，通过螺钉03插入固定脚53上的凸起54中，将母头02固定在PCB 03上。

步骤602、将所述连接器的公头嵌套在所述母头上，使所述母头的第二信号脚在弹性件的作用下与所述待检测信号的焊盘相抵触。如图7B所示，当公头01和母头02通过螺纹连接起来时，会将GND支撑圆臂60往下压，公头01和母头02旋紧后，弹簧80形成形变，产生的压力使得信号脚与PCB上的焊盘紧密接触。焊盘为位于PCB表层的一种铜皮，用于接触或者焊接元器件，实现元器件跟PCB上铜皮的电气连接。

步骤603、利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

图8为本发明实施例提供的另一种采用上述任一种用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法的流程图。如图8所示，该方法包括：

步骤801、将所述连接器的公头与母头相互嵌套，使所述第二信号脚的第一端伸出所述第二圆筒状外壳的第一端；

步骤802、将所述第二信号脚的第一端与电路板上的待检测信号的焊盘对准；

步骤803、通过所述母头上的固定脚将所述连接器固定在所述电路板上，使所述第二信号脚的第一端在弹性件的作用下，与所述待检测信号的焊盘相抵触；

步骤804、利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

上述实施例中，GND固定圆臂和GND支撑圆臂用来传导地(gnd)信号，GND固定圆臂跟PCB表层的gnd焊盘接触，gnd焊盘通过gnd过孔跟PCB内部的gnd层铜皮连接起来。第一信号脚及第二信号脚用来传导待检测信号，第二信号脚跟PCB表层的信号焊盘接触，信号焊盘用无尾桩信号过孔跟内层信号层连接，这样连接器跟PCB内层信号层连接起来后没有任何尾桩存在，信号无反射，使得高速信号测试结果更加精确。

最后应说明的是：以上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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于线缆测试的连接器，其特征在于，包括：

公头，包括第一圆筒状外壳、GND固定圆臂、绝缘介质及第一信号脚，所述第一圆筒状外壳的第一端封闭，与示波器的线缆的GND外壳相连，所述GND固定圆臂的第一端固定在所述第一圆筒状外壳第一端的内部底部，所述绝缘介质设置于所述GND固定圆臂内，所述第一信号脚的第一端固定在所述绝缘介质中，与所述线缆的信号线相连；

母头，包括第二圆筒状外壳、GND支撑圆臂、绝缘介质、第二信号脚及弹性件，所述第二圆筒状外壳两端均开口，第一端外围具有固定脚，所述GND支撑圆臂位于所述第二圆筒状外壳内，所述绝缘介质设置于所述GND支撑圆臂内，所述第二信号脚固定在所述绝缘介质中，所述第二信号脚的第一端伸出所述GND支撑圆臂，且与所述第二圆筒状外壳的第一端同侧，所述弹性件平行设置于所述GND支撑圆臂与所述第二圆筒状外壳之间；

所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可相互嵌套，在所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端相互嵌套的情况下，所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互接触。

2.根据权利要求1所述的用于线缆测试的连接器，其特征在于，所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可相互嵌套具体为：所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可旋接。

3.根据权利要求1所述的用于线缆测试的连接器，其特征在于，所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可相互嵌套具体为：所述第二圆筒状外壳的第二端与所述第一圆筒状外壳的第二端可卡接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于线缆测试的连接器，其特征在于，所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互接触包括：

所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互嵌套。

5.根据权利要求4所述的用于线缆测试的连接器，其特征在于，所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可相互嵌套具体为：所述第二信号脚的第二端与所述第一信号脚的第二端可插接。

6.一种采用上述权利要求1-5任一项所述的用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法，其特征在于，包括：

将所述连接器的母头固定在电路板上，使所述母头的第二信号脚的第一端与所述电路板上的待检测信号的焊盘对准；

将所述连接器的公头嵌套在所述母头上，使所述母头的第二信号脚在弹性件的作用下与所述待检测信号的焊盘相抵触；

利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

7.一种采用上述权利要求1-5任一项所述的用于线缆测试的连接器进行线缆测试信号的方法，其特征在于，包括：

将所述连接器的公头与母头相互嵌套，使所述第二信号脚的第一端伸出所述第二圆筒状外壳的第一端；

将所述第二信号脚的第一端与电路板上的待检测信号的焊盘对准；

通过所述母头上的固定脚将所述连接器固定在所述电路板上，使所述第二信号脚的第一端在弹性件的作用下，与所述待检测信号的焊盘相抵触；

利用示波器通过所述连接器及与连接器相连的线缆检测所述焊盘上的信号。

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