CN103415959A - 高频数字信号用的连接装置和连接方法 - Google Patents

Abstract

为了改善信号完整性，为用于双股电缆的连接装置（2）提出：属于相关加蔽线（11）的连接垫（31）直接安置在两个属于同一个数据导线（1）的芯线（12，13）的两个连接垫（32，33）之间。连接垫（3）的各组连接垫可彼此错开地加以安置，借以防止串扰现象发生。在此可将数据导线（1）都固定在例如处于电路板上的连接装置（2）上。

Description

高频数字信号用的连接装置和连接方法

技术领域

本发明涉及一种用于高频数据信号的连接装置，该连接装置设置用于连接一个或多个电的数据导线，所述数据导线适合于传输高频数据信号，每个数据导线都具有三条电导线，即一条第一芯线、一条第二芯线和一条充填金属丝（Beilaufdraht）（“加蔽线”），这两个芯线分别由一个圆柱形的绝缘体包围；每个数据导线则由一个屏蔽体、例如由一个至少一侧导电的屏蔽箔包围；连接装置为每个电导线都具有一个连接垫。

在此“高频数字信号”概念指的是这样的数字信号，其比特速率大于10GBit/秒，特别是甚至达到25GBit/秒或更大。这种数据导线已知其名称为“Twinax（屏蔽双导线馈电线）”或“Shilded Twisted Pair”（屏蔽双绞线）。

此外，本发明还涉及一种连接方法，用于将一个或多个电的数据导线连接到所属的连接垫上，这些数据导线都是适合于传输高频数字信号，每个数据导线都具有三条电导线，即一个第一芯线、一个第二芯线及一个充填金属丝（加蔽线（drain wire））；这两个芯线各自由一个圆柱形的绝缘体包围，并且每个数据导线都被一个屏蔽体、例如由一个至少单侧导电的屏蔽箔包围。

这种连接装置、例如电路板或插塞式连接器和这种连接方法是需要的，以便在连接一个电的数据导线在相应的电过渡处尽可能保证良好的信号完整性。

背景技术

在背景技术中，已知有许多解决方案可用于连接这种电的数据导线。

专利文件EP1202419A1就介绍了一种相应的连接方法，在该方法中电缆连接部位的微差阻抗的失配现象通过使用一种收缩性软管加以减小。为此，在其两个导线在正常状态下都是互相绞合的一种所谓的“双绞式”电缆上，除去其连接部位上的屏蔽体，并且这两个导线在带有处于它们之间的加蔽线的情况下相平行地导引。通过收缩软管，便可保证导线和加蔽线之间有相等的间距。这样就在连接部位中产生一种与Twinax相似的导线导引方式。此外，该专利文件还提出：将加蔽线和芯线对在电路板的不同侧面上导引并加以连接。

专利文件US6380485B1介绍了一种用于双股电缆（Twinaxcable）的连接单元。为此提出一种电路板，在此电路板上连接双股电缆，并可实现利用所属加蔽线的良好的接地连接。为此，加蔽线是与各导线呈直角地被弯曲的，并被引入到大面积的接地导轨的一个凹穴中。

此外，在该专利文件中还描述一种作为已知现有技术的装置，在此可将多个双股电缆经过一个电路板插塞式连接器按常规地连接到一个电路板上。此外还可看出：已知可将导线成对地并排安置在所属的连接垫上，并通过其直接在旁边所连接的加蔽线而与下一个导线对分离。

背景技术中的一个缺点在于：对于要求越来越高的数据传送率，在所属的连接区域内，在这样的电的数据导线和与之相连的电装置、例如电路板或插塞式连接器之间的电过渡处的馈入的均一性是不够的。

发明内容

因此，本发明的任务在于：将连接区域中的阻抗不均匀性减小到最低。

上述任务是利用开头所述的那种连接装置如此加以解决的，即，将属于相应的加蔽线的连接垫安置在两个属于同一个数据导线的芯线的两个连接垫之间。

上述任务此外利用开头所述的那种方法如此加以解决，即，将两个属于一个电缆的芯线以一个大致始终不变的有效间距一直引导到其各自的连接垫并且在那儿连接在该相应的连接垫上。

在此“彼此的有效间距”这一概念表示一个第一间距和一个第二间距之和。据此，第一间距是在第一芯线和加蔽线之间测定的，第二间距是在第二芯线和加蔽线之间测定的。在此可利用这一事实：第一芯线的电场和第二芯线的电场在很大程度上经过加蔽线而彼此耦合。

“大致始终不变的有效间距”这一概念相应地指的是：加蔽线接触到两个圆柱形的绝缘体。“大致”这一概念则是通过圆柱形绝缘体的圆的横截面的几何品质加以确定的。

本发明的一些有利的发展见各项从属权利要求中所述。

本发明涉及一种装置，为了改进高频数据传输的信号完整性，需要这种装置。

本发明的一个优点在于：可以减小连接区域中电阻抗不均匀性，从而获得良好的馈入，并经过该连接可传输高的数据传送率。

本发明的另一个优点在于：电的数据导线的连接可方便地以合理的花费予以实现。

例如屏蔽件，特别在除去绝缘层的情况下，可以加以纵剖。于是电缆可朝向电路板定向。在此可通过纵向切口可能的是，将该电缆下压到电路板平面上，其中加蔽线将各圆柱形的绝缘体彼此远离地推动。

可以使用一种相应的工具来执行下压。该工具具有导引肋，这些导引肋引导绝缘体并将之定位，从而将电导线加以引导和定位。

按本发明的另一个有利的具体实施方式，该连接装置具有至少两组彼此错开地布置的连接垫。在此一个“连接垫组”应当理解成三个用于连接一条数据导线的电导线。该连接装置在其连接方向上（数据导线在该方向上被引导到该连接装置上）具有一个直线边缘。由于连接垫的错开布置而得到下述结果：至少有一组连接垫与至少另一组连接垫相比与该直线边缘具有一个不同的距离。

根据本发明的另一个具体实施方式，该连接装置具有两个以上的连接垫组。于是，从其错开的布置中获得下述结果：在电路板上各组连接垫的布置与直线布置不同。在此“直线布置”这一概念指的是这样一种布置，各组连接垫都成一排地安置在电路板上，即处于一条直线上。相应地，“各组连接垫在电路板上的安置不同于直线布置”这一概念表示：至少一个组的连接垫不处于直线上，该直线延伸通过至少两个另外组的连接垫。

这种设计的优点在于：不同各组的连接垫之间的串扰大大减小了。

该设计的另一个附带的优点在于：正是在有许多数据导线的情况下，其渡越时间差异是可以补偿的，这是因为路径差异可以毫无问题加以补偿。这一点至关重要，因为正是在高频数据传输范围内，在毫米范围内至厘米范围内的电缆长度差异就可能导致重大的渡越时间差，这一情况通常会大大增加连接技术上的难度。

按一个优选的具体实施方式，连接装置是电路板。

根据另一项有利的发展，数据导线例如可以用双面的粘合带固定在连接装置上、特别是固定在电路板上，并在以后与其它部分一起在浇注过程中用一种浇注材料加以浇注。

按一个优选的具体实施方式，连接装置是一种插塞式连接器或者至少是一种插塞式连接器的一部分。

附图说明

下面将参照附图对本发明的一个实施例作详细说明。附图表示：

图1按现有技术的一种连接装置的倾斜的俯视图，其配有多个连接在其上的电的数据导线；

图2按现有技术的连接装置的一部分的俯视图，其配有连接在其上的电的数据导线中的一条数据导线；

图3本发明提出的一种连接装置的倾斜的俯视图，配有连接在其上的电的数据导线；

图4本发明提出的一种连接装置的俯视图，配有连接在其上的电的数据导线；

图5电的数据导线的一个未除去绝缘层的区域的横截面图；

图6电的数据导线的一个撑开的区域和一个除去绝缘层的区域之间的过渡区的一个横截面图；

图7本发明提出的一种电装置，配有多个错开地布置的连接垫组。

具体实施方式

图1所示是一种从现有技术所知的常用的装置。在此一条数据导线1在多条相同数据导线旁边连接到一个连接装置2上。数据导线1除了一个屏蔽件15之外，还具有一个第一芯线12和一个第二芯线13，这两个芯线分别由一个圆柱形绝缘体16、14包围。此外，数据导线1还具有一个充填金属丝（“加蔽线”）11。电路板2为了两个芯线12、13以及为了数据导线1的加蔽线11而具有一组连接垫3，即：为了加蔽线11而具有一个第一连接垫31；为了第一芯线12而具有一个第二连接垫32；并且为了第二芯线13而具有一个第三连接垫33。在此两个芯线12、13的连接垫32、33是彼此直接并排相处。加蔽线11的连接垫31则处在芯线对12、13的连接垫和相邻的数据导线的一个芯线对的连接垫之间，借此改善其电分离状况。

图2表示用于各数据导线1和用于所属的一组连接垫3的同一装置，借以获得对俯视图的更好的一目了然。

图3表示本发明提出的一种装置。在此，连接装置2′的边缘没有在图中示出。数据导线1的屏蔽件15具有一个纵向切口17。这样就可以实现，在一个撑开的区域中两个芯线12、13是很容易地彼此远离弯曲的。加蔽线11在两个绝缘体14、16之间被抬起，从而与该两个绝缘体处于持久的机械接触。

相应地，加蔽线11的连接垫31′处在所属芯线对12、13的两个连接垫32′、33′之间。

图4以一个俯视图示出前述装置，以便于更好地观看。在此可很好地看出：两个芯线11、12在切口17的长度上在撑开的区域内彼此远离弯曲。此外，标出了撑开的区域的开始处41和撑开的区域的结束处42。在该图中连接装置2′的边缘也没有示出。

图5表示正常状态中的数据导线1的一个横截面，例如在撑开的区域的开始处41。绝缘体14、16相接触。两个芯线彼此之间的距离为D。第一芯线12离加蔽线11的距离为D1。第二芯线13离加蔽线11的距离为D2。由于加蔽线11与每个圆柱形绝缘体14、16相接触，所以对有效距离适用：D1+D2=D。

图6示出数据导线在撑开区域的结束处42的横截面。这些芯线相应于屏蔽件的切口17比在前述的图中更加彼此远离。芯线12、13基本上是经过加蔽线11而彼此相耦合的。从而保持其有效距离。即使两个芯线12、13的几何距离D在连接区域中增大了，而有效距离D1+D2仍保持不变，从而可减小连接区域中阻抗的不均匀性。

图7表示根据本发明的一种电装置的俯视图，其配有第一组连接垫3’、第二组连接垫3″及第三组连接垫3′″。这些连接垫组3’、3″、3′″离电路板2的一个直线边缘21有不同的距离，也就是说，至少一个连接垫组3″离该直线边缘21的距离不同于至少另一个连接垫组3′、3′″离该直线边缘的距离。若观察延伸通过第一连接垫组3′和第三连接垫组3′″的一条直线43，则可看出：第二连接垫组3″不处在该直线43上。

从该图中可以看出：不同组的连接垫3′、3′″、3′″之间的电串扰现象可通过其错开的布置而被大大减少，因为这样可使一条数据导线1’、1′″的未加屏蔽的部分处于另一数据导线1″的被屏蔽的部分旁边。

附图标记清单

1  数据导线

11 加蔽线

12 第一芯线

13 第二芯线

14 第二芯线的圆柱形绝缘体

15 屏蔽件

16 第一芯线的圆柱形绝缘体

17 纵向切口

2，2″ 连接装置

21 连接装置的直线边缘

3  连接垫组

31 加蔽线的连接垫

32 第一芯线的连接垫

33 第二芯线的连接垫

Claims (7)

1.一种用于高频数据信号的连接装置（2），用于连接一个或多个电的数据导线（1），所述数据导线适合于传输高频数据信号，每个数据导线（1）都具有三条电导线，即：一条第一芯线（12）、一条第二芯线（13）及一条充填金属丝（“加蔽线”）（11），两条芯线（12，13）各自由一个圆柱形的绝缘体（16，14）包围，并且每个数据导线（1）由一个屏蔽件（15）、例如由一个至少单侧导电的屏蔽箔包围，并且连接装置（2）为每个电导线具有一个连接垫（31，32，33），其特征在于：

属于相应的加蔽线（11）的连接垫（31′）设置在两个属于同一数据导线（1）的芯线（12，13）的两个连接垫（32′，33′）之间。

2.按权利要求1所述的连接装置（2’），其特征在于：

连接装置（2′）具有至少两组连接垫（3′、3″、3′″），每组连接垫（3′、3″、3′″）都分别设置用于连接一个数据导线（1′、1″、1′″）的电导线（11、12、13），连接装置（2′）在其连接方向上具有一个直线边缘（21），并且至少有一个组的连接垫（3′、3′″）相比于至少另一个组的连接垫（3″）离所述直线边缘具有不同的距离。

3.按权利要求1所述的连接装置（2’），其特征在于：

连接装置（2’）具有至少三组连接垫（3′、3″、3′″），每组连接垫（3′、3″、3′″）都分别设置用于连接一个数据导线（1′、1″、1′″）的电导线（11，12，13），并且各组连接垫（3′、3″、3′″）在连接装置（2′）上的布置不同于直线布置。

4.一种用于将一个或多个电的数据导线（1）连接在所属的连接垫（31′、32′、33′）上的方法，所述数据导线（1）适合于传输高频数字信号，每个数据导线（1）都具有三条电导线，即：一条第一芯线（12）、一条第二芯线（13）及一条充填金属丝（“加蔽线”）（11），两个芯线（12，13）分别由一个圆柱形的绝缘体（16，14）包围，并且每个数据导线（1）由一个屏蔽件（15）、例如由一个至少单侧导电的屏蔽箔包围，其特征在于：

将两个属于一个数据导线（1）的芯线（12，13）以一个大致始终不变的有效距离（D1+D2）一直被引至其相应的连接垫（32’、33’）并且在那儿连接在该连接垫上。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于：

屏蔽件（15）具有纵向切口（17）。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于：

将两个芯线（12，13）在纵向切口（17）的区域中彼此分离地弯曲。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于：

将加蔽线（11）在纵向切口（17）的区域中压到两个芯线（12，13）的绝缘体（16，14）之间，并且因此确保大致始终不变的有效距离（D1+D2）。

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