CN104025393B - 使用兼容的互连元件的控制阻抗电缆终端 - Google Patents

使用兼容的互连元件的控制阻抗电缆终端 Download PDF

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Abstract

一种设备，所述设备用于使用兼容电气触点终止控制阻抗电缆，从而提供到另一装置的接口。所述终端器包含导电接地区块，用于通过其接地屏蔽紧固所述电缆并且提供共用的接地。一旦所述电缆锚固在所述接地区块中，对所述区块面部和电缆端部进行敷料，以与将所述电缆中心导体电连接到所述装置的所述兼容信号触点形成可靠的电气接触。安装到所述接地区块的绝缘板或导电板固持信号触点以及将所述接地区块电连接到所述装置的接地平面的可选的接地触点。所述接地触点以非常接近地模拟所述电缆的阻抗环境的模式围绕所述信号触点。当使用导电板时，所述信号触点是通过绝缘居中插塞或非导电涂层与所述板绝缘的。

Description

使用兼容的互连元件的控制阻抗电缆终端
技术领域
本发明涉及电气电缆终端，更具体地说，涉及通常用于在电子设备中传输高频率信号的控制阻抗电缆终端。
背景技术
电缆终端的目的是提供从电缆到电气装置的互连并且提供电缆与其操作环境之间的可分离的电气互连。可分离性的特征意味着所述电缆不是通过永久性机械方法(例如，焊接或粘合)互连的，而是通过临时的机械方法互连的。
目前电缆是使用常规类型的连接器终止的，所述连接器也是控制阻抗，例如，SMA(超小型版本A(SubMiniature Version A))连接器，或者电缆是焊接到印刷电路板(PCB)的，所述印刷电路板随后单独地连接到工作环境。SMA连接器(同时是通常与电缆相同的阻抗环境)具有阻抗失配，所述阻抗失配引起电缆与连接器以及连接器与其工作环境(例如，PCB)之间的接口的点处的高频衰减。此外，这些电缆终端通常需要PCB中的通孔用于安装，并且因此它可能不易于设计最佳可能的控制阻抗环境。这些类型的电缆终端通常用于单条电缆并且需要大量的PCB区域以终止，从而减少连接的密度容量。
现有技术的另一形式是使用两个独立部分以将若干电缆匹配到其电气环境的系统。此系统使用通常焊接到印刷电路板的一个部分以及通常与若干电缆匹配的另一部分。这两个部分可以插在一起从而形成控制阻抗互连。这些系统是更好地控制的阻抗环境，但是在电缆可以使用的密度方面具有局限性。也就是说，所述电缆需要在它们之间的最小间隔以获得控制阻抗环境并且因此在给定的区域中仅有少量电缆可以终止。
在第7,544,093号美国专利中公开的现有技术的另一形式是采用可移除的电缆的系统，所述电缆借助于弹簧固持到所述装置。所述电缆具有终端，所述终端使得信号导体从电缆终端突出。所述终端随后借助于弹簧按压到所述装置并且电缆的接地屏蔽是通过导电的橡胶接地屏蔽连接到所述装置的，所述橡胶接地屏蔽将终端接地短接到装置接地。
发明内容
本发明是用于终止控制阻抗电缆的设备和方法，所述设备和方法使用兼容的接触元件在终止时使终止的不利的电气效果最小化。
本发明包含采用兼容的电气触点的电缆终端器，以在控制阻抗电缆(在下文中，简单地称为“电缆”)与另一装置之间提供接口。所述总成是通过在压缩的方向上的压缩力可移除地附接到电气装置的，所述压缩力通常由可以不将所述总成和装置线性地压缩在一起的千斤顶螺丝提供。兼容触点补偿了电气装置的传导点之间的非共面性。
终端器的每个实施例包含：导电接地区块，用于通过其接地屏蔽紧固电缆并且提供共同的接地；一个或多个兼容信号触点，用于在电缆中心导体与电气装置之间形成电气连接；可选的兼容接地触点，用于在接地区块与装置的接地平面之间形成电气连接；以及安装到所述接地区块的固持触点的板。
所有电缆的接地屏蔽电连接到接地区块。本发明构想出若干不同的方法来实现此目的，包含焊接电缆接地屏蔽、卷曲接地屏蔽、用导电粘合剂灌注、插入模制、压配加固的接地屏蔽、穿线以及扭锁。一旦电缆锚固在接地区块中，那么对接地区块面部和电缆端部进行敷料以制成与兼容触点的可靠的电气接触。敷料可以包含通过一些机械方法的抛光，例如通过铣削、研磨或砂磨，从而确保电缆中心导体放置在相对于接地区块面部的已知的深度处。
用于本发明的实例兼容触点包含弹簧探针、导电橡胶触点、绒毛按钮触点、冲压金属触点、化学蚀刻触点，以及偏斜线圈触点。
板固持触点。板的特征包含邻接接地区块面部的面部表面、通常邻接装置的装置表面，以及用于触点的至少一个贯穿孔隙。每个孔隙具有接地区块面部开口和装置面部开口。用于信号触点的孔隙与接地区块中的对应的电缆孔对齐。
电缆中心导体通过兼容信号触点连接到电气装置的信号导电点。在大多数构造中，信号触点是由多个接地触点围绕的，所述接地触点以非常接近地模拟电缆的阻抗环境的模式将接地区块或电缆屏蔽连接到装置。可以通过改变接地触点相对于信号触点的位置或通过改变绝缘材料来改变系统的阻抗。
偏斜线圈触点是捕获在板中的贯穿孔隙中的。孔隙具有较大的中心部分，所述中心部分在邻近于接地区块的侧面处变窄为较小的区块开口，并且在另一端部变窄为较小的装置开口。触点引线的长度使得引线从开口中延伸。或者，区块开口与中心部分一样宽。视情况，中心导体和装置以及对应的触点引线之间的接触面积可以由触点捕获在其中的一对导电凸台增大，所述凸台与电缆中心导体一样宽。视情况，孔隙的剩余空间填充有兼容点导电弹性体，所述弹性体增加了弹性并且有助于线圈环路的电短路。
绒毛按钮触点是圆柱形的并且被迫使进入到在中心比在端部要窄的孔隙中。触点端部从板延伸。
用于信号触点的导电橡胶触点可以是圆柱形，其具有在孔隙中配适在环形突起中的位于中心的环形凹口。触点端部从板延伸。用于接地触点的导电橡胶触点可以与信号触点的结构相同或者可以是圆形的围绕信号触点的。
蚀刻或冲压触点是C形状的导电材料的条带，其捕获在C形孔隙中。
中心导体与信号触点之间的电气连接以及接地区块与接地触点之间的电气连接是压缩连接。通过将触点安装在板中，板被安装到具有机械附件的接地区块上，从而迫使信号触点的端部抵靠着中心导体的端部并且接地触点的端部抵靠着接地区块。或者，中心导体与信号触点之间的电气连接是焊接连接。或者，中心导体的端部形成到类似于偏斜线圈触点的兼容弹簧中。
所述板可以是绝缘的或导电的。绝缘板是由非导电材料制成的。导电板优选地由耦接接地触点的导电金属组成，从而将更加精确的阻抗匹配提供给信号触点。信号触点是通过绝缘居中插塞或非导电涂层与导电板绝缘的。
或者，信号触点孔隙位于导电凸台中。凸台由绝缘环围绕，所述绝缘环使凸台与导电板绝缘。
还揭示了用于将电缆组装到接地区块的方法和设备，使得电缆在极小的公差内是相同长度的。为了促进所述方法，使用具有框架、连接器卡具、区块卡具和支腿的焊接夹具。框架通常是矩形的并且垂直地站立的。连接器卡具安装到框架的下部交叉件。区块卡具安装到框架的上部交叉件。四条支腿以距离水平方向至少10°的角度在大体上相对方向上从框架的底部转角延伸，因此它们防止框架跌落但是允许使用者倾斜框架。
连接器卡具在远离要将电缆的另一端焊接到接地区块的固定距离处锁定电缆连接器。连接器卡具将连接器锁定在向上地开口的弧形中，使得电缆到接地区块的长度相同。
接地区块是面部向上紧固到区块卡具的，所述区块卡具紧固到上部交叉件。张力板被安装到上部交叉件。千斤顶螺丝被拧入到张力板的端部处的孔中。
电缆护套被剥除并且剥除部分通过接地区块中的孔和张力板中的对应的电缆孔得到供给。螺旋弹簧放置在每条电缆上并且套管紧密地紧固到电缆。
在将连接器放在连接器卡具中之后，收紧千斤顶螺丝直到在电缆上存在足够的张力为止。每个电缆屏蔽被焊接所述接地区块。成角度的支腿允许使用者倾斜夹具，从而更容易地接入接地区块的每个侧面。在焊料和接地区块已经充分冷却之后，松开千斤顶螺丝，并且移除套管、弹簧和张力板。接地区块从框架移除并且连接器从连接器卡具移除。
接地区块面部是通过砂磨、铣削、刨削、刮削、拉削或任何其他适合的方法以光滑的并且均匀的平坦的方式加工完成。
通过以下附图和具体实施方式本发明的目的将变得显而易见。
附图说明
为了更加全面地理解本发明的本质和目标，将参考附图，其中：
图1是用于与同轴电缆一起使用的本发明的电缆终端总成的等距视图；
图2是连接到装置的图1的电缆终端总成的正视图；
图3是连接到装置的电缆终端总成的截面详细视图；
图4是图1的电缆终端总成的侧视图；
图5是图1的电缆终端总成的分解视图；
图6是沿线A-A截取的图2的电缆终端总成的俯视截面图；
图7是沿线B-B截取的图3的电缆终端总成的前视截面图；
图8是将电缆可移除地附接到接地区块的方法的截面图；
图9是将电缆可移除地附接到接地区块的另一方法的截面图；
图10是示出了板的共同特征的截面图；
图11是成角度的接地区块的等距视图；
图12是直角接地区块的等距视图；
图13是平行接地区块的等距视图；
图14是具有绝缘板的图1的电缆终端总成的仰视图；
图15是在C处截取的图14的同轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图16是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与具有镜像片的绝缘板接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图17是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与具有不对称片的绝缘板接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图18是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与具有伸长的中心部分的绝缘板接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图19是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与绝缘板和导电凸台接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图20是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与绝缘板接触的绒毛按钮的同轴电缆终端；
图21是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与绝缘板接触的导电橡胶触点的同轴电缆终端；
图22是在E-E处截取的图21的截面图；
图23是在F-F处截取的图22的截面图；
图24是使用嵌入在绝缘板中的冲压或蚀刻触点的图1的电缆终端总成的仰视图；
图25是在H处截取的图24的同轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图26是在安装在接地区块上之前的图24的板的截面图；
图27是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用嵌入在绝缘板中的冲压或蚀刻触点的同轴电缆终端；
图28是使用具有绝缘板的图13的接地区块的电缆终端总成的分解视图；
图29是使用具有绝缘板的图13的接地区块的电缆终端总成的截面图；
图30是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用用于接地触点的偏斜线圈触点和用于与绝缘板信号接触的成形电缆中心导体的同轴电缆终端；
图31是具有用于信号触点的同轴电缆、导电板和绝缘插塞的图1的电缆终端总成的仰视图；
图32是具有用于信号触点的导电板和绝缘插塞的在J处截取的图31的同轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图33是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与用于信号触点的导电板和绝缘插塞接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图34是具有用于信号触点的同轴电缆、导电板、电介质环和导电凸台的图1的电缆终端总成的仰视图；
图35是具有用于信号触点的导电板、电介质环和导电凸台的在K处截取的图34的同轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图36是在D处截取的图7的详细视图，示出了使用与用于信号触点的导电板、电介质环和导电凸台接触的偏斜线圈的同轴电缆终端；
图37是用于与双轴电缆一起使用的本发明的电缆终端总成的等距视图；
图38是图37的电缆终端总成的正视图；
图39是沿线M-M截取的图38的电缆终端总成的俯视截面图；
图40是图37的电缆终端总成的侧视图；
图41是沿线N-N截取的图40的电缆终端总成的前视截面图；
图42是具有绝缘板的图37的电缆终端总成的仰视图；
图43是具有绝缘板的在R处截取的图42的电缆终端总成的底部的详细视图；
图44是在P处截取的图41的详细视图，示出了使用具有绝缘板的偏斜线圈触点的双轴电缆终端；
图45是具有用于信号触点的双轴电缆、导电板和绝缘插塞的图37的电缆终端总成的仰视图；
图46是在S处截取的图45的双轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图47是在P处截取的图41的详细视图，示出了使用用于信号触点的偏斜线圈触点、导电板和绝缘插塞的双轴电缆终端；
图48是具有用于信号触点的双轴电缆、导电板和绝缘插塞的图37的替代性电缆终端总成的仰视图；
图49是在T处截取的图48的替代性双轴电缆终端总成的底部的详细视图；
图50是在P处截取的图41的详细视图，示出了图48的替代性双轴电缆终端；
图51是具有电缆和接地区块的本发明的焊接夹具的等距视图；
图52是图51的夹具的正视图；
图53是图51的夹具的侧视图；
图54是图52的连接器卡具的详细视图；
图55是附接有接地区块的图52的区块卡具和张力板的详细视图；
图56是通过区块和张力板的电缆的详细视图；
图57是安装在电缆上的螺丝和套管的详细视图；以及
图58是承受张力的张力板的详细视图。
具体实施方式
本申请案特此通过引用并入有第61/550,543号美国临时专利申请案的全文，本申请案的部分是基于所述美国临时专利申请案的。
本发明是用于终止控制阻抗电缆的设备和方法，所述设备和方法通过在终止时使用兼容的或可压缩的接触元件使终止的不利的电气效果最小化。通过本发明，阻抗失配得到了最小化，使得电缆在高频率信号范围内更加有用。本发明可以与内部导体与接地屏蔽之间的阻抗是受到控制的任何电缆结构一起使用。
此外，本发明增大了控制阻抗电缆可以使用的密度。也就是说，通过本发明，与现有技术的终端相比更多电缆可以按给定量的间隔终止。另外，本发明的组件之间的接口可以不需要安装通孔，这可以进一步提高密度容量。
本发明需要电缆端部的适当的敷料，使得较小的兼容触点可以用于单独地将控制阻抗电缆互连到使用者需要的任何电气装置。一个主要实例是连接必须在高频下彼此通信的两个印刷电路板，例如连接计算机中央处理PCB与其随机存取存储器PCB或另一中央处理PCB。
如图1到图5中所示，本发明包含电缆终端器10，所述电缆终端器采用兼容电气触点12、14以在控制阻抗电缆(在下文中，简单地称为“电缆”)30与另一装置2之间提供接口，所述另一装置通常是集成电路(IC)或印刷电路板(PCB)。如下文所述终端器10安装在电缆30上。终端器10和电缆的组合被称作电缆终端总成8。如图2和图3中所示，总成8通过压缩方向24上的压缩力22可移除地附接到电气装置2。通常，千斤顶螺丝26提供压缩力22。千斤顶螺丝26可以不将总成8和电气装置2线性地压缩在一起。兼容触点12、14促进电缆30与电气装置2之间的充分连接，补偿电气装置2的传导点4中的非共面性。
本发明是用于具有一个或多个中心导体的控制阻抗电缆的。同轴电缆30具有由电介质34围绕的中心导体32，其中接地参考屏蔽36位于电介质34外部。视情况，护套38覆盖屏蔽36。双轴电缆30具有由电介质34围绕的两个中心导体32，其中接地参考屏蔽36位于电介质34的外部并且护套38覆盖屏蔽36。具有两个以上中心导体的电缆是可供使用的。虽然未具体描述，但是本发明可以适用于容纳具有两个以上中心导体的电缆。
本发明的终端器10具有若干实施例。每个实施例包含：导电接地区块16，用于通过其接地屏蔽36紧固电缆30并且提供共用接地；一个或多个兼容信号触点12，用于在电缆中心导体32和电气装置2之间形成电气连接；可选的兼容接地触点14，其用于在接地区块16与装置2的接地平面之间形成电气连接；以及板18，其安装到固持触点12、14的接地区块16。
为了生产总成8，所有电缆30的接地屏蔽36是电连接到接地区块16的。本发明构想出若干种不同的方法来实现它。接地屏蔽36可以焊接到接地区块16中的孔40中。电缆护套38是剥除掉至少接地区块孔40的长度的。电缆30是插入到孔40中直到护套38的端部的，并且屏蔽36焊接到接地区块16。
或者，电缆30可以卷入接地区块孔40中。在将护套38剥除掉之后，将电缆30插入到孔40中。孔40可以具有路径，通过所述路径在将电缆30插入到路径的尺寸小于电缆30的尺寸的点处之后电缆30在几何学上发生改变的延伸，由此将电缆30锚定到接地区块16并且将屏蔽36电连接到接地区块16。
将电缆30锚固到接地区块16的其他方法包含一旦接地屏蔽36放置在孔40中就用导电粘合剂灌注所述接地屏蔽，在模制时使接地区块16与电缆30一起在适当的位置插入模制，并且压配加固的(例如，预先锡化的)接地屏蔽到孔40中。
一旦电缆30锚固在接地区块16中，接地区块16的面部20和电缆端部136是适当地敷料的，以与较小的兼容触点形成可靠的电气接触。电缆端部136和接地区块面部20可能需要通过一些机械方法来抛光和平面化，例如，通过铣削、研磨或砂磨，从而确保在与接地区块面部20齐平的情况下，电缆中心导体32放置在相对于接地区块面部20的已知深度处。电缆端部136和面部20还可能需要贵金属镀覆以防止抛光表面发生氧化，否则的话会发生降解从而抑制到中心导体32和接地区块16的可接受的电气连接。
在图8和图9中示出了将电缆30可移除地连接到接地区块16的方法。这些方法允许单独的电缆30的替代，因此不需要替代整个总成。第一方法需要在电缆30的端部处或附近的附接套管用于对电缆端部进行敷料。护套38被剥除掉并且螺纹套管134在屏蔽36上方滑动。套管134通过焊接、卷曲或将套管134电耦接到屏蔽36的其他机械方法附接到电缆。随后通过抛光对电缆端部136进行敷料，从而在电缆端部136上获得平坦表面。随后将套管134拧入到接地区块16中的螺纹孔138中，直到中心导体32被按压到信号触点12，从而在中心导体32与信号触点12之间产生电气连接。
在图8的配置中，接地区块16具有两个部分140、142。顶部部分140具有螺纹孔138，套管13被拧入到所述螺纹孔中。底部部分142用于精确地对齐电缆端部136，使得中心导体32直接位于信号触点12上方。此方法可以用于在如同电缆信号导体32之间的1mm或更小的间隔中的非常紧凑的螺距上精确地终止单独的电缆。
将电缆30可移除地附接到接地区块16的第二方法需要扭锁附件300的使用，如图9中所示。扭锁组件302在电缆30上方滑动，使得组件302可以在电缆30上方自由滑动。螺旋弹簧304在电缆30上方滑动。在护套38被剥除掉之后，套管306通过焊接、卷曲或将套管306电耦接到屏蔽36的其他机械方法附接到屏蔽36。电缆端部308随后通过抛光得到敷料，从而在电缆端部308上获得平坦表面。
电缆端部308插入到接地区块16中的孔310中。来自扭锁组件302的突起312在孔310的侧面向下滑动相对的凹槽(未图示)直到它们与孔310中的环形凹口316对齐为止。通过这种对齐，弹簧304得到压缩，使得它将中心导体32按压到信号触点12，从而在中心导体32与信号触点12之间产生电气连接。扭锁组件302发生转动，使得突起312被环形凹口316捕获，由此将电缆30保持在孔310中。
在一些设计中，尤其是具有可移除的附件的，电缆中心导体32可能不是精确地与接地区块面部20齐平的，也就是说，它可能略微地凹陷到接地区块面部20中或者从接地区块面部20中突出。该凹陷或突起可以是最多0.05英寸。本说明书和权利要求书使用术语“齐平”来表示中心导体32实际上是与接地区块面部20齐平的、以最多0.05英寸略微地凹陷到接地区块面部20中，或者略微地从接地区块面部20中突出。
在本发明的大多数附图中，接地区块16通常是矩形的实体，其中电缆30垂直于接地区块面部20。然而，接地区块16可以具有其他形状。图11示出了成角度的接地区块16，其中电缆30与接地区块面部20成一定角度。图12示出了直角接地区块16，其中电缆30弯曲通过90°。图13示出了可以与装置边缘附件一起使用的平行接地区块16。这些仅仅是其他形状的实例。本发明构想出接地区块16可以具有对特定应用生效的任何形状。
用于本发明的实例兼容触点包含弹簧探针、导电橡胶触点、绒毛按钮触点、冲压金属触点、化学蚀刻触点，以及偏斜线圈触点。
典型的弹簧探针由带有弹簧和一个或两个柱塞的中空的圆筒组成。弹簧容纳在圆筒中，其中柱塞的端部在弹簧的端部处的圆筒的相对的开口端中卷曲。弹簧向外偏置柱塞，由此向柱塞的端部提供到弹簧力。
导电弹性体凸块是由具有嵌入的导电金属元件的不同类型的橡胶和/或硅酮制成的。所述弹性体凸块可以在装置导电点从所述装置升高时工作，因此有时需要来自所述装置的突出特征或添加第三导电元件到系统以充当突出部件。
或者，触点可以由单片的各向异性导电弹性体制成，所述单片的各向异性导电弹性体是仅穿过其厚度导电的弹性体片。
绒毛按钮是被褶皱为圆柱形形状的导线。所得到的形状看起来非常像由钢绒制成的微小的圆柱体。当圆柱体放置在非导电材料的片中的孔内时，它的作用类似于连续地发生电短路的弹簧。类似于弹性体凸块，绒毛按钮可以与需要到达非导电片的孔的内部的第三元件一起使用，以与绒毛按钮发生接触。
在第7,126,062和Re41，663号美国专利中描述了多种类型和构造的偏斜线圈触点，所述专利以引用的方式并入本文中。简而言之，偏斜线圈触点包含具有一对相对地延伸的引线的导电的、固有地弹性导线的线圈。引线在与线圈轴成角度的方向上延伸。在压缩期间，线圈环路是一起电短路的同时它们沿彼此滑动。
附图说明了偏斜线圈触点、绒毛按钮触点、导电橡胶触点和冲压金属或化学蚀刻触点的使用。如上文所指出，板18固持触点12、14。板18的结构取决于触点的类型。无论触点的类型如何，板18具有若干共同特征。这些特征是在图10中参考作为信号触点12的偏斜线圈触点示出的，但是适用于所有类型的触点以及接地触点14。板18具有面部表面170，当终端器10组装时所述面部表面邻接接地区块面部20。板18具有装置表面172，当终端器10连接到装置2时，所述装置表面通常邻接装置2。板18具有用于触点12的至少一个贯穿孔隙174。所述孔隙是信号孔隙或接地孔隙，这取决于该孔隙中的触点中承载的信号的类型。每个孔隙174具有接地区块面部开口176和装置面部开口178。用于信号触点12的信号孔隙与接地区块16中的对应的电缆孔40对齐。在将板18组装到接地区块16之前，触点12的接地区块接触点180从接地区块面部开口176延伸。在将终端器10连接到装置2之前，触点12的装置接触点182从装置面部开口178延伸。
图14到图36示出了用于同轴电缆的本发明的构造。电缆30的中心导体32通过兼容信号触点12连接到电气装置2的信号导电点4。如图14和图15中所示，信号触点12由多个接地触点14围绕，所述接地触点以非常接近地模拟电缆30的阻抗环境的模式(例如，50欧姆、75欧姆、85欧姆或100欧姆)将接地区块16或电缆屏蔽36连接到装置。
可以通过改变接地触点14相对于信号触点12的位置或者通过改变绝缘材料来改变系统的阻抗，由此改变材料或这两者的介电常数。改变接地触点相对于信号触点的位置类似于在同轴电缆上将接地屏蔽的直径从针对50欧姆电缆的2.5mm变为针对75欧姆电缆的6mm。或者，可以改变电介质使得材料的介电常数越低，接地屏蔽可以更加接近电缆信号导体同时所述电缆维持相同的阻抗环境。当存在两个或两个以上电缆30时，在电缆30之间可能存在“共享”的接地触点14。举例来说，在图15的同轴结构中，两个信号触点12之间的接地触点14'是两条电缆共用的。在图16中也可以看到共用的接地触点，其中右侧接地触点14位于邻近的电缆30的接地屏蔽36之间。另一实例在图43的双轴结构中示出，其中邻近的电缆30的两个信号触点之间的接地触点14'是两条电缆共用的。
如图16和图17中所示，偏斜线圈触点42是在板18中的贯穿孔隙44中捕获的。孔隙44具有较大的中心部分48，所述中心部分在邻近于接地区块16的侧面处变窄为较小的区块开口46b，并且在另一端部变窄为较小的装置开口46a。在图16中所示的一个配置中，板18具有两个镜像片50，其中每个片50具有一个开口46a、46b和中心部分48的一半。触点42放置所述一个片50的中心部分48中并且片50是包夹在一起的以捕获触点42。在图17所示的另一配置中，板18具有：基底片52，所述基底片具有一个开口46a和中心部分48；以及顶部片54，所述顶部片具有另一开口46b。触点42放置在中心部分48中并且片52、54包夹在一起，捕获孔隙44内的触点42。触点引线56的长度使得引线56从开口46a、46b中延伸。
替代性配置在图18中示出。并非是两端处的具有较小开口的较宽中心部分，中心部分48从区块开口46b以其完全的宽度延伸到板18与接地区块16的相对侧上的较小装置开口46a。当板18安装到接地区块16时，如下文所述，触点12、14紧固在板18中。如果所有的孔隙44都是这样设计的，那么板18不需要具有两个片50。由于触点12、14可以从区块开口46b安装，所以板18可以是单个片。
因为用于制造偏斜线圈触点42的导线的极小的尺寸，所以偏斜线圈信号触点12与电缆中心导体32之间的接触面积是较小的。这可以引起触点支路56和电缆信号导体32的接口处的电容性电抗，所述电抗可以引起高频处的反射。为了有助于缓解此问题，贯穿孔隙44对其整个长度而言是较宽的，如同图19中所示。每个端部具有环形肩部60。具有肩部64的一对导电凸台62配适到孔隙44中，其中肩部60、64将凸台62保持在孔隙44中。凸台62具有通孔66，所述通孔从孔隙44的中心变窄为较小的装置开口46a以及较小的区块开口46a，在端部处触点引线56穿过所述开口延伸。凸台62增大了触点引线56的有效区域。
在图19中，导电凸台62是彼此间隔开示出的，也就是说，它们并不接触彼此。在一个替代性配置中，导电凸台62被制造成足够的长以接触彼此，要么围绕孔隙44的整个圆周要么仅围绕圆周的部分，例如，通过延伸棘爪。这可以缓解如果触点12不将它们短接在一起的导电凸台62充当电容装置的潜在的问题。
视情况，在任何偏斜线圈触点配置中，在安装触点42之后，孔隙44的剩余的空间由兼容的导电弹性体填充，所述弹性体增加了弹性并且有助于线圈环路的电短路。
如图20中所示，绒毛按钮触点70是圆柱形的。板18具有贯穿孔隙72，所述贯穿孔隙在中心处与在端部处(如同在74处)相比较窄。触点70被迫使进入孔隙72中。触点70的长度使得端部76从板18延伸。
如图21到图23中所示，用于信号触点12的导电橡胶触点100可以是具有位于中心的环形凹口102的圆柱形。板18具有位于中心的环形突起106的贯穿孔隙104。橡胶触点100是径向压缩的并且放置在孔隙104中，使得突起106配适到凹口102中以将触点100保持在孔隙中。触点100的长度使得端部108从板18延伸。
用于接地触点14的导电橡胶触点可以与信号触点12的结构相同。或者，用于接地触点14的导电橡胶触点112是圆形的，围绕信号触点12，如图22中所示。导电橡胶触点112具有邻近于接地区块16的圆形顶部片114以及用于介接到装置2的圆形底部片116。两个片114、116是由板18中的贯穿孔隙120中的多个插塞118电连接的。插塞118的数目可以根据应用改变并且通常是围绕信号触点100的均匀间隔开的四个或八个。如同信号触点100，每个插塞118具有配适到环形突起124中的用于固持的环形凹口122。旋钮126从片114、116延伸到板18中的凹口128中，如图23中所示，有助于将片114、116保持在适当位置上。
在图24到图27中，触点150是C形状的导电材料的条带。触点可以通过化学蚀刻形成、通过冲压和成型形成，或者通过任何其他切实可行的方法形成。触点150是捕获在板18中的贯穿孔隙160中的。在它们的静止状态，触点引线152从板18向外延伸，如图26中所示。当接地区块16附接到板18时，上部引线152朝向板18变形并且进入到凹口156中，如图27中所示，从而通过到中心导体32的信号触点12并且通过到接地区块16的接地触点14提供电气接触。当总成连接到装置2时，下部引线154朝向板18变形并且进入到凹口158中。
在图28和图29中示出了使用图13的接地区块的一个替代终端器总成10。兼容触点12、14配适到板18中的孔隙44中。信号触点12按压已经得到纵向平分和敷料的中心导体32。
中心导体32与信号触点12之间的电气连接80以及接地区块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。通过将触点12、14安装在板18中，板18由机械附件28(例如，螺丝、铆钉等)安装到接地区块16。安装板18迫使信号触点12的端部抵靠着中心导体32的端部并且迫使接地触点14的端部抵靠着接地区块16。
或者，中心导体32与信号触点12之间的电气连接80是焊接连接，而接地区块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。
或者，如图30中所示，中心导体32的端部是形成为类似于偏斜线圈触点的兼容弹簧的，如同位于84处。板18的配置类似于图18中的配置，其中区块开口46b与中心部分48的尺寸相同。板18是无需信号触点12组装的并且当安装板18时，中心导体32的端部延伸穿过装置开口46a。接地区块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。
板18可以是绝缘的或导电的。图16到图30示出了绝缘板86。绝缘板86是由非导电材料制成的，优选地是塑料，从而以不会电耦接信号触点12和接地触点14。
图31到图36中所示的导电板88优选地由导电金属组成。导电板88电耦接接地触点14，因此提供与信号触点12的更精确的阻抗匹配。信号触点12通过绝缘居中插塞90与导电板88绝缘，所述插塞防止信号触点12与导电板88电短路。插塞88包含贯穿孔隙44、装置开口46a、区块开口46b，以及中心部分48。插塞90通常由绝缘塑料制成。
插塞90可以压配到导电板88中的通孔92中或者它可以由粘合剂粘合到孔92中。或者，如图33中所示，插塞90具有两个部分94，所述每个部分配适到一个板片50中。匹配的肩部96、98将插塞部分94保持在板片50中。
图34到图36示出了信号触点孔隙44位于导电凸台190内的配置，这类似于图19的配置。凸台190由绝缘环192围绕，所述绝缘环使导电凸台190与导电板88绝缘。环192可以由任何电介质材料组成，但是如果环192是由与电缆电介质34相同的材料组成的话那么可以具有更好的匹配。
或者，信号触点12可以通过非导电涂层(例如，粉末涂层)与导电板88绝缘。在这种情况下可以使信号触点孔隙较大，使得涂层将孔隙尺寸减小到用于使用的适合的尺寸。如同插塞90，可以通过改变涂层的厚度或者通过改变涂层材料来改变系统的阻抗，从而改变材料的介电常数。
图37到图50示出了用于双轴电缆的本发明的构造。所述双轴构造是使用偏斜线圈触点说明的。本发明构想出任何各种可用的兼容触点(包含那些参考同轴电缆总成描述的)可以与双轴电缆以及具有两个以上中心导体的电缆一起使用。
电缆30的中心导体32通过兼容信号触点12连接到电气装置2的信号导电点4。如图42到图47中所示，信号触点12由多个接地触点14围绕，所述接地触点处于非常接近地模拟电缆30的阻抗环境的模式，例如，50欧姆、75欧姆、85欧姆或100欧姆。如上文参考同轴电缆总成所述，可以通过改变接地触点14相对于信号触点12的位置或者通过改变绝缘材料来改变系统的阻抗，从而改变材料或这两者的介电常数。
如同同轴电缆构造，板18可以是绝缘的或导电的。图42到图44示出了绝缘板86并且图45到图50示出了导电板88。对于导电板88，信号触点12通过绝缘插塞90与导电板88绝缘，所述插塞防止信号触点12与导电板88电短路。插塞90具有两个孔隙44，每一个用于每个信号触点12。如同大致参考图31到图33描述的，双轴电缆系统插塞90可以通过任何可设想的方法锚固，例如，通过压配，如图47中所示，粘合剂或捕获。
图48到图50示出了图45到图47的配置的替代方案。此配置并不使用接地触点，仅使用信号触点12。接地信号直接穿过导电板88传导到装置2。
本说明书描述了可以用于本发明的多个不同兼容触点。这些仅仅是实例。本发明构想出具有针对可以使用的特定应用的适合的特征的任何形式的兼容触点。此外，本说明书构想出可以在相同总成中使用的不同类型的触点。举例来说，偏斜线圈触点可以被用作信号触点并且圆形导电橡胶触点可以被用作接地触点。
本发明生成了到装置接口的控制阻抗的兼容电缆，所述电缆可以小于1mm粗(兼容触点12、14的长度)并且模拟电缆30的控制阻抗环境，从而确保通过终端的最高可能信号速率。
本发明也可以产生到装置接口的控制阻抗装置，因为电缆30可以在两端处具有终端器10。
当以非常高的频率工作时，例如，在千兆赫范围和更高的频率下，电缆长度是非常关键的。为了维持不同电缆上的信号之间的相位同步，所述电缆必须具有接近切实可行的精确的相同长度。本说明书描述了一种用于将电缆202组装到接地区块200的方法和设备，使得电缆202是极小公差内的相同长度，所述公差对于从电缆连接器204到区块面部206为6英寸长度的电缆202为0.001英寸的数量级。本发明方法可以用于任何长度的电缆。较长的电缆导致较大的公差。在给定温度下，可以将电缆长度控制在电缆的总长度的0.03％到0.05％内。
为了促进所述方法，使用焊接夹具210。所述夹具包含框架212、连接器卡具214、区块卡具216和支腿218。图51到图53说明了用于与16条电缆202一起使用的夹具210以及用于两行电缆202的矩形实体接地区块200。夹具210可以被修饰用于不同数目的电缆、不同形状的接地区块200、不同电缆连接器204、不同电缆长度等等。
框架212通常是矩形的并且垂直地站立的。连接器卡具214在框架212内部安装到框架212的下部交叉件222。区块卡具216在框架212的外部安装到框架212的上部交叉件224。四条支腿218从框架212的底部拐角处在通常相对的方向上延伸。支腿218与框架212以距离水平方向的至少10°成角度，因此它们防止框架212跌落但是允许使用者倾斜框架212。优选的角度是大约20°，因此框架可以在距离垂直方向的70°、90°和110°之间倾斜以促进使用，如下文所述。本发明构想出支腿218的角度可以在不同应用之间发生变化。
夹具210在远离要将电缆202的另一端焊接到接地区块200的固定距离处锁定每条电缆202的连接器204。连接器卡具214锁定连接器204并且可以设计为适合用于任何特定类型的连接器204。图54示出了用于锁定同轴连接器的连接器卡具214的一部分。对于每条电缆202存在一个连接器紧固件(securement)226。紧固件226包含通道228，其中上部较窄部分230用于电缆202并且下部较宽部分232用于连接器204。较窄部分230由向外延伸的上部棘爪234界定。较宽部分232由向外延伸的下部棘爪236界定。当电缆202上存在向上的张力时，连接器204卡住上部棘爪234的底部表面238。
因为在接地区块200处电缆202之间的距离(间距)小于连接器204的直径，所以电缆202无法平行于彼此紧固以获得相等长度。为了解决此问题，连接器卡具214将连接器204锁定在向上开口的弧形240中，因此电缆202到接地区块200的长度是相同的。
如图55中所示，区块卡具216(C形组件)是由螺丝250紧固到框架212的上部交叉件224的顶部表面244的，跨越C形断流器246。接地区块200由螺丝242紧固到区块卡具216，使得接地区块面部206向上并且跨越断流器246，所述断流器提供在接地区块200中接入电缆孔248的途径。
张力板252被安装到上部交叉件224。在张力板252的每个端部处存在螺纹孔254，千斤顶螺丝256拧入到所述螺纹孔中。张力板252放置在接地区块面部206上方并且千斤顶螺丝256转动到孔254中，使得张力板252搁置在接地区块面部206上。张力板252具有用于每条电缆202的电缆孔258，所述电缆孔与用于相同电缆202的接地区块电缆孔248对齐。视情况，张力板252是从上述接地区块200中机器加工出来的，如在270处，以促进接入到面部206。
每条电缆202经过修整使得它至少比电缆202的组装长度长1.4英寸。电缆202是在端部剥除的，使得从连接器204到剥除部分的长度保持恒定。电缆202的非剥除部分延伸到接地区块孔248中近似0.06英寸。
如图56中所示，在修整之后，每条电缆202通过对应于连接器紧固件228的接地区块200中的孔248(电缆连接器204将放置在所述孔中)并且通过张力板252中对应的电缆孔258供给。
如图57中所示，螺旋弹簧260放置在每条电缆202上并且套管262放置在每条电缆202上方，因此它可以触碰弹簧260。或者，弹簧260和套管202可以是统一的组件。将定位螺丝264转动到套管262中以将套管262紧密地紧固到电缆202。
连接器204放置到对应的紧固件228中并且两个千斤顶螺丝256是收紧的直到电缆202具有足够的张力而被抵靠着它们的紧固件226拉动为止，确保电缆202在连接器204与接地区块200之间是直的而没有扭结或弯曲。可选的止挡件266防止千斤顶螺丝256收的太紧。在所说明的配置中，止挡件266是位于张力板252与插孔螺丝头294之间的千斤顶螺丝256上的隔片292，如图58中所示。
弹簧260独立地保持每条电缆202绷紧，因此距离连接器204接地区块面部206的距离对于所有电缆202保持一致。
每条电缆屏蔽208是焊接到接地区块200的，使得焊料流入到孔248中。成角度的支腿218允许使用者倾斜夹具210，从而允许更容易地接入接地区块200的每个侧面以进行焊接。
在焊料和接地区块200已经充分冷却之后，使千斤顶螺丝256松开直到弹簧260上的张力释放为止。套管262、弹簧260和张力板252被移除。接地区块200从框架212移除并且连接器204从连接器卡具214移除。过量的电缆被剪掉。
接下来，接地区块面部206以光滑的并且均匀的平坦的方式加工完成。在本领域中已知多种方法来实现这个目标，包含砂磨、铣削、刨削、刮削和拉削。一旦电缆202紧固在接地区块200中，可以使用任何可设想的方法对接地区块200的面部206进行敷料，从而获得希望的表面加工和/或平坦度。
因此已经示出并且描述了控制阻抗电缆终端以及用于将控制阻抗电缆附接到所述终端的方法和设备。由于在不脱离本发明的范围的情况下可以在本发明中进行某些改变，因此希望在前述说明书中描述的以及附图中示出的所有内容被解释为说明性的而非表示限制性的含义。

Claims (9)

1.一种控制阻抗电缆终端，其包括：
(a)由导电材料组成的接地区块，所述区块具有面部、适于收纳控制阻抗电缆的至少一个电缆孔，所述电缆孔具有在所述面部中的开口；
(b)附接到所述面部的板，所述板具有邻接所述面部和装置表面的面部表面，所述板包含在所述面部表面与所述装置表面之间延伸的至少一个信号贯穿孔隙，所述信号孔隙具有邻近于所述电缆孔开口并且与所述电缆孔开口对齐的信号区块开口，所述信号孔隙具有在所述装置面部中的信号装置开口；以及
(c)捕获在所述至少一个信号孔隙中的每个内的导电兼容信号触点，所述信号触点具有从所述信号区块开口延伸的信号区块接触点以及从所述信号装置开口延伸的信号装置接触点。
2.根据权利要求1所述的控制阻抗电缆终端，其中所述板由导电材料组成并且所述信号孔隙在所述板中的绝缘插塞内。
3.根据权利要求2所述的控制阻抗电缆终端进一步包括：
(a)所述板，其包含与所述至少一个信号孔隙间隔开并且围绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯穿孔隙，每个所述接地孔隙在所述面部表面与所述装置表面之间延伸，所述每个接地孔隙具有在所述面部表面中的接地区块开口以及在所述装置面部中的接地装置开口；以及
(b)捕获在每个所述接地孔隙内的导电兼容接地触点，所述接地触点具有从所述接地区块开口延伸的接地区块接触点以及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点。
4.根据权利要求1所述的控制阻抗电缆终端，其中所述板由电绝缘材料组成并且所述电缆终端进一步包括：
(a)所述板，其包含与所述至少一个信号孔隙间隔开并且围绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯穿孔隙，每个所述接地孔隙在所述面部表面与所述装置表面之间延伸，所述每个接地孔隙具有在所述面部表面中的接地区块开口以及在所述装置面部中的接地装置开口；以及
(b)捕获在每个所述接地孔隙内的导电兼容接地触点，所述接地触点具有从所述接地区块开口延伸的接地区块接触点以及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点。
5.一种控制阻抗电缆终端总成，其包括：
(a)至少一条控制阻抗电缆，所述电缆具有至少一个中心导体、围绕所述中心导体的电介质，以及围绕所述电介质的接地屏蔽；
(b)由导电材料组成的接地区块，所述区块具有面部、至少一个收纳所述电缆的电缆孔，以及用于在所述电缆孔中紧固所述电缆使得所述电缆屏蔽电连接到所述接地区块的构件，所述电缆孔具有在所述面部中的开口，所述面部是抛光的，使得所述至少一个中心导体与所述面部齐平；
(c)附接到所述面部的板，所述板具有邻接所述面部和装置表面的面部表面，所述板包含在所述面部表面与所述装置表面之间延伸的至少一个信号贯穿孔隙，所述信号孔隙具有邻近于所述电缆中心导体并且与所述电缆中心导体对齐的信号区块开口，所述信号孔隙具有在所述装置面部中的信号装置开口；以及
(d)捕获在所述至少一个信号孔隙中的每个内的导电兼容信号触点，所述信号触点具有从所述信号区块开口延伸的信号区块接触点以与所述中心导体和从所述信号装置开口延伸的信号装置接触点电气接触。
6.根据权利要求5所述的控制阻抗电缆终端总成，其中所述板由导电材料组成并且所述信号孔隙在所述板中的绝缘插塞内。
7.根据权利要求6所述的控制阻抗电缆终端总成进一步包括：
(a)所述板，其包含与所述至少一个信号孔隙间隔开并且围绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯穿孔隙，每个所述接地孔隙在所述面部表面与所述装置表面之间延伸，所述每个接地孔隙具有在所述面部表面中的接地区块开口以及在所述装置面部中的接地装置开口；以及
(b)捕获在每个所述接地孔隙内的导电兼容接地触点，所述接地触点具有从所述接地区块开口延伸的接地区块接触点以与所述接地区块或屏蔽以及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点电气接触。
8.根据权利要求6所述的控制阻抗电缆终端总成，其中所述板由电绝缘材料组成并且所述电缆终端进一步包括：
(a)所述板，其包含与所述至少一个信号孔隙间隔开并且围绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯穿孔隙，每个所述接地孔隙在所述面部表面与所述装置表面之间延伸，所述每个接地孔隙具有在所述面部表面中的接地区块开口以及在所述装置面部中的接地装置开口；以及
(b)捕获在每个所述接地孔隙内的导电兼容接地触点，所述接地触点具有从所述接地区块开口延伸的接地区块接触点以与所述接地区块或屏蔽以及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点电气接触。
9.一种夹具，其用于用接地区块终止多条控制阻抗电缆，每条所述电缆具有中心导体、围绕所述中心导体的电介质、围绕所述电介质的接地屏蔽，所述电缆具有自由端以及另一端处的连接器，所述接地区块具有安装孔、面部，以及所述面部中的电缆孔以收纳每条所述电缆，所述夹具包括：
(a)通常为矩形的垂直框架，所述框架具有下部交叉件和相对的上部交叉件；
(b)四条支腿，所述支腿以与水平方向成至少10°的角度从所述框架的底部转角延伸；
(c)所述上部交叉件上的区块卡具，所述卡具适于使所述区块面部向上地紧固所述区块；
(d)张力板，所述张力板具有在每个端部处的螺纹孔以及适于在所述区块中与所述电缆孔对齐的通孔；
(e)千斤顶螺丝，所述千斤顶螺丝拧入到所述张力板中的每个螺纹孔中，所述千斤顶螺丝搁置在所述上部交叉件上；以及
(f)所述框架的所述下部交叉件上的连接器卡具，所述连接器卡具具有适用于每个电缆连接器的紧固件，所述紧固件布置成弧形使得在所述接地区块中从所述紧固件到对应的所述电缆孔的距离对于所有电缆是相同的；
(g)由此所述接地区块安装到所述区块卡具上，所述张力板放置在所述接地区块上方，所述电缆自由端是穿过所述接地区块电缆孔并且通过所述对应的张力板通孔的，螺旋弹簧放置在每条电缆上方，套管紧固到邻近于所述弹簧的每条电缆，所述电缆连接器放置在对应的紧固件中，转动所述千斤顶螺丝以向所述电缆施加张力，所述电缆屏蔽焊接到所述接地区块，转动所述千斤顶螺丝以从所述电缆中移除张力，并且所述接地区块和电缆连接器是从所述夹具中移除的。
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