CN107078442A - 使用顺应性互连元件的控制阻抗电缆终端 - Google Patents

使用顺应性互连元件的控制阻抗电缆终端 Download PDF

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Abstract

一种设备(10)，其使用顺应性电气触点(12、14)以将接口提供到另一装置(2)来终止控制阻抗电缆(30)。该终止器(10)包含用于紧固所述电缆(30)的非导电锚定块(16)。导电套管(330)安装在电缆屏蔽(36)上且电缆端(332)被修整。套管/电缆组合件(8)安装在该锚定块中的通孔(334)中，因此该电缆端(332)与锚定块面(20)齐平。装配到该锚定块(16)的绝缘或导电板(18)固持将中心导体(32)电气连接到该装置(2)的该信号触点(12)及将该套管(330)电气连接到该装置(2)的任选接地触点(14)。该接地触点(14)以密切模仿所述电缆(30)的阻抗环境的样式环绕该信号触点(12)。在使用导电板(18)时，该信号触点(12)通过绝缘居中插塞(90)或非导电涂层而与该板件(18)绝缘。

Description

使用顺应性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，涉及通常用以在电子设备中传输高频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且在电缆与其操作环境之间提供可分离的电气互连。可分离性的特性意指电缆不是通过永久性机械手段(例如，焊接或粘结)而互连，而是通过临时性机械手段而互连。
当前，电缆是使用常规类型的连接器而终止，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；或电缆焊接到印刷电路板(PCB)，所述PCB接着可分离地连接到工作环境。虽然SMA连接器是与电缆大体上相同的阻抗环境，但其具有阻抗失配，所述阻抗失配会在电缆与连接器以及连接器与其工作环境(例如，PCB)之间的接口点处造成高频衰减。另外，这些电缆终端常常需要PCB中的通孔以供装配，且因此可难以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个电缆且需要大量的PCB区域以供终止，因此减少了连接的密度容量。
现有技术的另一形式是使用两个独立部件以使若干电缆与其电气环境搭配的系统。此系统使用通常焊接到印刷电路板的一个部件及通常与若干电缆搭配的另一部件。两个零件可插接在一起以形成控制阻抗互连。这些系统是较佳控制阻抗环境，但在电缆可被使用的密度方面受到限制。也就是说，电缆需要在它们之间的最小空间以实现控制阻抗环境，且因此仅少量电缆可在给定区域中终止。
美国专利第7,544,093号中所公开的现有技术的另一形式是采用可移除电缆的系统，所述可移除电缆借助于弹簧而固持到装置。电缆具有端子端，所述端子端使信号导体从电缆端子端突起。端子接着借助于弹簧而压入到装置，且电缆的接地屏蔽通过导电橡胶接地屏蔽而连接到装置，所述导电橡胶接地屏蔽将端子接地短接到装置接地。
发明内容
本发明是一种用于终止控制阻抗电缆的设备及方法，所述控制阻抗电缆在终端点处使用顺应性接触元件且使终端的不利电气效应最小化。
本发明包含一种采用顺应性电气触点以在控制阻抗电缆(在下文中简称为“电缆”)与另一装置之间提供接口的电缆终止器。组合件通过在压缩方向上的压缩力而可移除地附接到电气装置，压缩力通常由可不将组合件与装置线性地压缩在一起的千斤顶螺丝提供。顺应性触点补偿电气装置的传导点之间的非共面性。
终止器的每一实施例包含：锚定块，其用于紧固电缆；一或多个顺应性信号触点，其用于在电缆中心导体与电气装置之间进行电气连接；任选顺应性接地触点，其用于在电缆屏蔽与装置的接地平面之间进行电气连接；及板件，其装配到固持触点的锚定块。
锚定块可导电或非导电。在导电时，所有电缆的接地屏蔽电气连接到锚定块。本发明预期若干不同方法来实现此情形，包含焊接电缆接地屏蔽、压接接地屏蔽、用导电粘合剂进行灌注、插入物模制、对刚性化接地屏蔽进行压入配合、旋拧，及扭锁。一旦将电缆锚定在锚定块中，就修整锚定块面及电缆端以与顺应性触点进行可靠的电气接触。修整可包含通过一些机械手段(例如通过铣削、研磨或砂磨)进行抛光，以便确保电缆中心导体定位在相对于锚定块面的已知深度处。
在锚定块非导电时，将导电套管安装在每一电缆的接地屏蔽上。修整电缆端以与顺应性触点进行可靠的电气接触，且将套管/电缆组合件安装到锚定块中的孔中。本发明预期若干不同方法来实现此情形，包含压入配合、旋拧，及扭锁。
用于与本发明一起使用的实例顺应性触点包含弹簧探针、导电橡胶触点、绒毛按钮触点、冲压金属触点、化学蚀刻触点，及偏斜线圈触点。
板件固持触点。板件的特征包含紧靠锚定块面的面表面、大体上紧靠装置的装置表面，及用于触点的至少一个贯通孔隙。每一孔隙具有锚定块面开口及装置面开口。用于信号触点的孔隙与锚定块中的对应电缆孔对准。
电缆中心导体通过顺应性信号触点而连接到电气装置的信号传导点。在大多数配置中，将导电锚定块或电缆屏蔽连接到装置的数个接地触点以接近地模仿电缆的阻抗环境的样式环绕信号触点。可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。
偏斜线圈触点被捕获在板件中的贯通孔隙中。孔隙具有较大中心区段，中心区段在邻近于锚定块的侧处变窄为较小块开口且在另一端处变窄为较小装置开口。触点引线的长度是使得引线从开口延伸。替代地，块开口与中心区段一样宽。任选地，中心导体及装置与对应触点引线之间的接触面积可由触点被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。任选地，孔隙的剩余空间被填充有顺应性导电弹性体，所述弹性体增加弹性且有助于使线圈环路电气短接。
绒毛按钮触点是圆柱形且被迫使进入在中心处相比于在端处较窄的孔隙。触点端从板件延伸。
用于信号触点的导电橡胶触点可以是圆柱形，其具有在孔隙中配合在环形突起部上的位于中心的环形凹陷部。触点端从板件延伸。用于接地触点的导电橡胶触点可以是与信号触点相同的结构，或可以是圆形，从而环绕信号触点。
蚀刻或冲压触点是呈C形状的导电材料条带，其被捕获在C形孔隙中。
中心导体与信号触点之间的电气连接及接地块/电缆屏蔽套管与接地触点之间的电气连接是压缩连接。在触点安装在板件中的情况下，板件是用机械附件而装配到锚定块，由此迫使信号触点的端抵靠中心导体的端且迫使接地触点的端抵靠锚定块/电缆屏蔽套管。替代地，中心导体与信号触点之间的电气连接是焊接连接。替代地，中心导体的端被形成为类似于偏斜线圈触点的顺应性弹簧。
板件可绝缘或导电。绝缘板是由非导电材料制成。导电板是优选地由导电金属构成，导电金属耦合接地触点，由此提供与信号触点的较精确的阻抗匹配。替代地，导电板是由被镀覆有导电涂层的非导电材料构成。信号触点通过绝缘居中插塞或非导电涂层而与导电板绝缘。
替代地，信号触点孔隙在导电凸台内。凸台是由绝缘环带物环绕，绝缘环带物使凸台与导电板绝缘。
还公开一种用于将电缆组装到锚定块的方法及设备，使得电缆在极小的公差内是相同长度。为了促进所述方法，使用具有框架、连接器夹具、块夹具及支腿的焊接固定装置。框架是大体上矩形且竖直地站立。将连接器夹具装配到框架的下部横档。将块夹具装配到框架的上部横档。四个支腿以与水平线所成的至少10°的角度在大体上相对方向上从框架的底部转角延伸，使得其防止框架翻倒，但允许用户使框架倾斜。
连接器夹具将电缆连接器锁定为与电缆的另一端将被焊接到锚定块之处相隔固定距离。连接器夹具将连接器锁定在向上开弧中，使得电缆到锚定块的长度相同。
将锚定块以面向上的方式紧固到块夹具，将块夹具紧固到上部横档。将张紧板装配到上部横档。将千斤顶螺丝旋拧到张紧板的端处的孔中。
剥除电缆护套，且将剥除部分馈送通过锚定块中的孔及张紧板中的对应电缆孔。将螺旋弹簧放置在每一电缆上，且将接箍紧紧地紧固到电缆。
在将连接器放在连接器夹具中之后，收紧千斤顶螺丝直到在电缆上存在适当张力为止。将每一电缆屏蔽焊接到锚定块。成角度的支腿允许用户使固定装置倾斜以较容易地接取锚定块的每一侧。在焊料及锚定块已充分地冷却之后，松开千斤顶螺丝，且移除接箍、弹簧及张紧板。从框架移除锚定块，且从连接器夹具移除连接器。
通过砂磨、铣削、刨削、刮削、拉削或任何其它适当方法而将锚定块面精整为光滑且均匀地平坦。
按照以下附图说明及具体实施方式，本发明的目标将变得显而易见。
附图说明
为了较完全地理解本发明的本质及目标，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组合件的等距视图；
图2是连接到装置的图1的电缆终端组合件的正视图；
图3是连接到装置的电缆终端组合件的横截面详细视图；
图4是图1的电缆终端组合件的侧视图；
图5是具有导电锚定块的图1的电缆终端组合件的分解视图；
图6是沿着线A-A采取的图2的电缆终端组合件的俯视横截面视图；
图7是沿着线B-B采取的具有导电锚定块的图4的电缆终端组合件的正视横截面视图；
图8是将电缆可移除地附接到锚定块的方法的横截面视图；
图9是将电缆可移除地附接到锚定块的另一方法的横截面视图；
图10是具有非导电锚定块的图1的电缆终端组合件的分解视图；
图11是沿着线B-B采取的具有非导电锚定块的图4的电缆终端组合件的正视横截面视图；
图12是展示板件的共同特征的横截面视图；
图13是成角度的锚定块的等距视图；
图14是平行锚定块的等距视图；
图15是直角锚定块的等距视图；
图16是直角锚定块的配置的横截面侧视图；
图17是具有绝缘板的图1的电缆终端组合件的仰视图；
图18是在C处采取的图17的同轴电缆终端组合件的底部的配置的详细视图；
图19是在C处采取的图17的同轴电缆终端组合件的底部的另一配置的详细视图；
图20是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与导电锚定块及具有镜像薄片的绝缘板的同轴电缆终端；
图21是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与非导电锚定块及具有镜像薄片的绝缘板的同轴电缆终端；
图22是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与具有不对称薄片的绝缘板的同轴电缆终端；
图23是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与具有狭长中心区段的绝缘板的同轴电缆终端；
图24是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与绝缘板及导电凸台的同轴电缆终端；
图25是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用绒毛按钮触点与绝缘板的同轴电缆终端；
图26是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用导电橡胶触点与绝缘板的同轴电缆终端；
图27是在E-E处采取的图26的横截面视图；
图28是在F-F处采取的图27的横截面视图；
图29是使用嵌入在绝缘板中的冲压或蚀刻触点的图1的电缆终端组合件的仰视图；
图30是在H处采取的图29的同轴电缆终端组合件的底部的详细视图；
图31是安装在锚定块上之前的图29的板件的横截面视图；
图32是在D处采取的图7的详细视图，其展示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33是使用图14的锚定块的具有绝缘板的电缆终端组合件的分解视图；
图34是使用图14的锚定块的具有绝缘板的电缆终端组合件的横截面视图；
图35是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用用于接地触点的偏斜线圈触点及用于信号触点的成形电缆中心导体与绝缘板的同轴电缆终端；
图36是具有用于信号触点的同轴电缆、导电板及绝缘插塞的图1的电缆终端组合件的仰视图；
图37是具有用于信号触点的导电板及绝缘插塞的在J处采取的图36的同轴电缆终端组合件的底部的详细视图；
图38是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与用于信号触点的导电板及绝缘插塞的同轴电缆终端；
图39是具有用于信号触点的同轴电缆、导电板、电介质环带物及导电凸台的图1的电缆终端组合件的仰视图；
图40是具有用于信号触点的导电板、电介质环带物及导电凸台的在K处采取的图39的同轴电缆终端组合件的底部的详细视图；
图41是在D处采取的图7的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与用于信号触点的导电板、电介质环带物及导电凸台的同轴电缆终端；
图42是用于与双轴电缆一起使用的本发明的电缆终端组合件的等距视图；
图43是图42的电缆终端组合件的正视图；
图44是沿着线M-M采取的图43的电缆终端组合件的俯视横截面视图；
图45是图42的电缆终端组合件的侧视图；
图46是沿着线N-N采取的图45的电缆终端组合件的正视横截面视图；
图47是具有绝缘板的图42的电缆终端组合件的仰视图；
图48是具有绝缘板的在R处采取的图47的电缆终端组合件的底部的详细视图；
图49是在P处采取的图46的详细视图，其展示使用偏斜线圈触点与绝缘板的双轴电缆终端；
图50是具有用于信号触点的双轴电缆、导电板及绝缘插塞的图42的电缆终端组合件的仰视图；
图51是在S处采取的图50的双轴电缆终端组合件的底部的详细视图；
图52是在P处采取的图46的详细视图，其展示使用用于信号触点的偏斜线圈触点、导电板及绝缘插塞的双轴电缆终端；
图53是具有用于信号触点的双轴电缆、导电板及绝缘插塞的图42的替代电缆终端组合件的仰视图；
图54是在T处采取的图53的替代双轴电缆终端组合件的底部的详细视图；
图55是在P处采取的图46的详细视图，其展示图53的替代双轴电缆终端；
图56是具有电缆及锚定块的本发明的焊接固定装置的等距视图；
图57是图56的固定装置的正视图；
图58是图56的固定装置的侧视图；
图59是图57的连接器夹具的详细视图；
图60是锚定块被附接的图57的块夹具及张紧板的详细视图；
图61是旋拧通过块及张紧板的电缆的详细视图；
图62是安装在电缆上的螺丝及接箍的详细视图；且
图63是承受张力的张紧板的详细视图。
具体实施方式
本发明是一种用于终止控制阻抗电缆的设备及方法，所述控制阻抗电缆通过在终端点处使用顺应性或可压缩接触元件而使终端的不利电气效应最小化。在本发明的情况下，使阻抗失配最小化，从而允许电缆在高频信号范围内更有用。本发明可结合内部导体与接地屏蔽之间的阻抗被控制的任何电缆结构而使用。
另外，本发明增大了控制阻抗电缆可被使用的密度。也就是说，在本发明的情况下，相比于在现有技术的终端的情况下，更多电缆可终止在给定量的空间中。另外，本发明的组件之间的接口可不需要通孔装配，这可进一步增强密度容量。
本发明要求适当地修整电缆端，使得小的顺应性触点可用于可分离地将控制阻抗电缆互连到用户需要的任何电气装置。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11所展示，本发明包含电缆终止器10，电缆终止器10采用顺应性电气触点12、14以在控制阻抗电缆(在下文中简称为“电缆”)30与另一装置2(通常是集成电路(IC)或印刷电路板(PCB))之间提供接口。终止器10安装在电缆30上，如下文所描述。终止器10与电缆的组合被称为电缆终端组合件8。如图2及图3所展示，组合件8通过在压缩方向24上的压缩力22而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可不将组合件8与电气装置2线性地压缩在一起。顺应性触点12、14促进电缆30与电气装置2之间的适当连接，从而补偿电气装置2的传导点4中的非共面性。
本发明是用于与具有一或多个中心导体的控制阻抗电缆一起使用。同轴电缆30具有由电介质34环绕的中心导体32，其中接地参考屏蔽36在电介质34外部。任选地，护套38覆盖屏蔽36。双轴电缆30具有由电介质34环绕的两个中心导体32，其中接地参考屏蔽36在电介质34外部且护套38覆盖屏蔽36。具有多于两个中心导体的电缆是可用的。虽然未特定地描述，但本发明可适应于容纳具有多于两个中心导体的电缆。
本发明的终止器10具有若干实施例。每一实施例包含：锚定块16，其用于紧固电缆30；一或多个顺应性信号触点12，其用于在电缆中心导体32与电气装置2之间进行电气连接；任选顺应性接地触点14，其用于在电缆屏蔽36与装置2的接地平面之间进行电气连接；及板件18，其装配到固持触点12、14的锚定块16。
在一个实施例中，锚定块16导电且针对电缆30提供共同接地，如在图5中。所有电缆30的接地屏蔽36电气连接到锚定块16。本发明预期用以实现此情形的若干不同方法。可将接地屏蔽36焊接到锚定块16中的孔40中。将电缆护套38至少回剥锚定块孔40的长度。将电缆30插入到孔40中一直到护套38的端，且将屏蔽36焊接到锚定块16。
替代地，可将电缆30压接到锚定块孔40中。在将护套38回剥之后，将电缆30插入到孔40中。孔40可具有路径，在将电缆30插入到所述路径的大小小于电缆30的大小的点之后，电缆30在几何学上变更的情况下穿过所述路径，由此将电缆30锚定到锚定块16且将屏蔽36电气连接到锚定块16。
将电缆30锚定到锚定块16的其它方法包含：一旦将接地屏蔽36放置在孔40中，就用导电粘合剂来灌注接地屏蔽36；在模制时在电缆30处于适当位置的情况下对锚定块16进行插入物模制；及将刚性化(例如，预镀锡)接地屏蔽压入配合到孔40中。
一旦将电缆30锚定在锚定块16中，就适当地修整锚定块16的面20以及电缆端136以与小的顺应性触点进行可靠的电气接触。电缆端136及锚定块面20可需要通过一些机械手段(例如，通过铣削、研磨或砂磨)予以抛光及平面化，以便确保电缆中心导体32定位在相对于锚定块面20的已知深度处，在此状况下与锚定块面20齐平。电缆端136及面20还可需要贵金属镀覆以防止抛光表面氧化或以其它方式降级而抑制到中心导体32及锚定块16的可接受的电气连接。
图8及图9中展示将电缆30可移除地附接到锚定块16的方法。这些方法准许替换个别电缆30，因此不必替换整个组合件。第一方法要求将套管附接在电缆30的端处或附近以用于修整电缆端。将护套38回剥，且使螺纹套管134遍及屏蔽36滑移。通过焊接、压接或将套管134电气耦合到屏蔽36的其它机械手段而将套管134附接到电缆。接着通过抛光来修整电缆端136，以便在电缆端136上实现平坦表面。接着将套管134旋拧到锚定块16中的螺纹孔138中，直到将中心导体32压入到信号触点12为止，以便在中心导体32与信号触点12之间产生电气连接。
在图8的配置中，锚定块16具有两个部件140、142。顶部部件140具有螺纹孔138，套管13旋拧到螺纹孔138中。底部部件142用于精确地对准电缆端136，使得中心导体32在信号触点12正上方。此方法可用于在如电缆中心导体32之间的1mm或更小的间隔中的非常紧密的间距上精确地终止个别电缆。
将电缆30可移除地附接到锚定块16的第二方法要求使用扭锁附件300，如图9所展示。使扭锁组件302遍及电缆30滑移，使得组件302可遍及电缆30自由地滑动。使螺旋弹簧304遍及电缆30滑移。在将护套38回剥之后，通过焊接、压接或将套管306电气耦合到屏蔽36的其它机械手段而将套管306附接到屏蔽36。接着通过抛光来修整电缆端308，以便在电缆端308上实现平坦表面。
将电缆端308插入到锚定块16中的孔310中。来自扭锁组件302的突起部312使相对凹口(未展示)在孔310的侧中向下滑动，直到它们与孔310中的环形凹陷部316对准为止。在此对准的情况下，使弹簧304压缩，使得它将中心导体32压入到信号触点12，以便在中心导体32与信号触点12之间产生电气连接。使扭锁组件302转动，使得突起部312被环形凹陷部316捕获，由此将电缆30保持在孔310中。
在另一实施例中，锚定块16非导电且针对电缆30仅仅提供锚定，如在图10及图11中。锚定块16是由非导电材料构成。将电缆护套38回剥，且使导电套管330遍及屏蔽36滑移。通过焊接、压接或将套管330电气耦合到屏蔽36的其它机械手段而将套管330附接到电缆。接着通过抛光来修整电缆端332，以便在电缆端332上实现平坦表面。接着将套管330插入到锚定块16中的孔334中，直到将中心导体32压入到信号触点12且将套管330压入为抵靠接地触点14为止。
本发明预期用于将套管/电缆组合件保持在锚定块16中的数种不同方式。上文参考可移除电缆以及图8及图9而描述两种此类方法。第一方法使用螺纹附件，且第二方法使用扭锁附件。
另一方法是经由一压入配合件。任选地，使套管330的侧340隆起或以其它方式粗糙。迫使套管/电缆组合件进入稍微较小的孔334，直到电缆端332与块面338齐平为止。
图11中展示另一方法。套管330具有在套管330的端344处或远离端344的环形隆脊342，如在图11中。锚定块16具有两个区段：底部区段346及顶部区段348。底部区段346中的孔334的上端具有环形沟槽352。在将套管/电缆组合件插入到孔334中时，隆脊342配合到沟槽352中，其中电缆端332与块面338齐平。块顶部区段348安装在底部区段346上且经由螺丝、夹子或任何其它可接受的方法而附接。顶部区段348将套管/电缆组合件捕获在锚定块16中。任选地，隆脊342与沟槽352可被键接以防止套管/电缆组合件在孔334中旋转。
在一些设计(特别是具有可移除附件)中，电缆端可不与锚定块面20确切地齐平，也就是说，其可稍微凹入到锚定块面20中或从锚定块面20突起。所述凹入部或突起部可多达0.05英寸。本说明书及权利要求书使用术语“齐平”来指示电缆端与锚定块面20实际上齐平、稍微凹入到锚定块面20中多达0.05英寸，或从锚定块面20稍微突起多达0.05英寸。
在本发明的大多数图中，锚定块16是大体上矩形固体，其中电缆30垂直于锚定块面20。然而，锚定块16可具有其它形状。图13展示成角度的锚定块16，其中电缆30与锚定块面20成角度。图14展示可结合装置边缘附件而使用的平行锚定块16。
图15展示一般的直角锚定块16，其中电缆30弯曲达90°。图16展示具有应变消除的直角锚定块16。锚定块16具有由导电或非导电材料(通常是刚性材料)构成的基底280。电缆30搁置在基底280中的通道284中。由导电或非导电的相对刚性材料构成的罩盖282附接到基底280。附接方式取决于基底及罩盖材料。举例来说，如果基底280及罩盖282两者都是金属性的，那么可通过螺丝进行附接。如果基底280及罩盖282两者都是塑性的，那么附接可以是罩盖282用突片及狭槽而搭扣到基底280上。通道284具有在基底280与罩盖282被组装时提供应变消除的弯曲部286。
这些仅为其它锚定块形状的实例。本发明预期到，锚定块16可具有针对特定应用而工作的任何形状。
用于与本发明一起使用的实例顺应性触点包含弹簧探针、导电橡胶触点、绒毛按钮触点、冲压金属触点、化学蚀刻触点，及偏斜线圈触点。
典型的弹簧探针由具有弹簧及一个或两个柱塞的中空圆筒组成。弹簧容纳在圆筒中，其中柱塞的端在弹簧的端处压接在圆筒的相对开端中。弹簧使柱塞向外偏置，由此向柱塞的尖端提供弹簧力。
导电弹性体凸块是由具有嵌入式导电金属元件的不同类型的橡胶及/或硅酮制成。弹性体凸块可在装置传导点升高离开装置时工作，因此有时需要来自装置的突起特征或将第三导电元件添加到系统以充当突起构件。
替代地，触点可由单个各向异性导电弹性体薄片制成，所述单个各向异性导电弹性体薄片是使电仅传导通过其厚度的弹性体薄片。
绒毛按钮是被褶皱成圆柱形形状的导线。所得形状看起来非常像由钢绒制成的微小圆柱体。在将圆柱体放置在非导电材料薄片中的孔中时，它的作用就像连续地电气短接的弹簧。类似于弹性体凸块，绒毛按钮可结合为到达非导电薄片的孔内部以与绒毛按钮进行接触所需要的第三元件而使用。
美国专利第7,126,062号及第Re41,663号中描述各种类型及配置的偏斜线圈触点，所述两个专利都以引用的方式并入本文中。简要地说，偏斜线圈触点包含具有一对相对延伸引线的导电固有弹性导线的线圈。引线在与线圈轴线成角度的方向上延伸。在压缩期间，线圈环路在其沿着彼此滑动时电气短接在一起。
诸图说明偏斜线圈触点、绒毛按钮触点、导电橡胶触点及冲压金属或化学蚀刻触点的使用。如上文所指示，板件18固持触点12、14。板件18的结构取决于触点类型。无论触点类型如何，板件18都具有若干共同特征。这些特征在图12中参考作为信号触点12的偏斜线圈触点予以展示，但适用于所有类型的触点及接地触点14。板件18具有在终止器10被组装时紧靠锚定块面20的面表面170。板件18具有在终止器10连接到装置2时大体上紧靠装置2的装置表面172。板件18具有用于触点12、14的至少一个贯通孔隙174。所述孔隙是信号孔隙或接地孔隙，这取决于所述孔隙中的触点中所承载的信号类型。每一孔隙174具有锚定块面开口176及装置面开口178。用于信号触点12的信号孔隙与锚定块16中的对应电缆孔40对准。在将板件18组装到锚定块16之前，触点12的锚定块接触点180从锚定块面开口176延伸。在将终止器10连接到装置2之前，触点12的装置接触点182从装置面开口178延伸。
图17到图41展示用于同轴电缆的本发明的配置。电缆30的中心导体32通过顺应性信号触点12而连接到电气装置2的信号传导点4。如图17到图19所展示，将导电锚定块16或电缆套管330连接到装置的数个接地触点14以接近地模仿电缆30的阻抗环境(例如，50欧姆、75欧姆、85欧姆或100欧姆)的样式环绕信号触点12。通过改变接地触点14相对于信号触点12的位置，或通过改变绝缘材料，由此改变所述材料的介电常数，或通过这两者，可改变系统的阻抗。改变接地触点相对于信号触点的部位类似于在同轴电缆上将接地屏蔽的直径从针对50欧姆的电缆的2.5mm改变为针对75欧姆的电缆的6mm。替代地，可改变电介质，使得材料的介电常数越低，接地屏蔽可与电缆信号导体越近，而电缆维持相同的阻抗环境。
在存在两个或多于两个电缆30以及导电锚定块16时，可存在在电缆30之间“共享”的接地触点14。举例来说，在图19的同轴结构中，两个信号触点12之间的接地触点14'为两个电缆所共有。在图20中也可看到共同接地触点，在图20中，右侧接地触点14在邻近电缆30的接地屏蔽36之间。图48的双轴结构中展示另一实例，在图48中，邻近电缆30的两个信号触点之间的接地触点14'为两个电缆所共有。
如图20到图22所展示，偏斜线圈触点42被捕获在板件18中的贯通孔隙44中。孔隙44具有较大中心区段48，中心区段48在邻近于锚定块16的侧处变窄为较小块开口46b且在另一端处变窄为较小装置开口46a。在图20及图21所展示的一个配置中，板件18具有两个镜像薄片50，其中每一薄片50具有一个开口46a、46b以及中心区段48的半部。触点42放置在一个薄片50的中心区段48中，且薄片50包夹在一起以捕获触点42。在图22所展示的另一配置中，板件18具有：基底薄片52，其具有一个开口46a及中心区段48；及顶部薄片54，其具有另一开口46b。触点42放置在中心区段48中，且薄片52、54包夹在一起，从而将触点42捕获在孔隙44内。触点引线56的长度是使得引线56从开口46a、46b延伸。
图23中展示替代配置。中心区段48从块开口46b以其完全宽度延伸到板件18的与锚定块16相对的侧上的较小装置开口46a，而非在两端处具有较小开口的较宽中心区段。在板件18装配到锚定块16时，如下文所描述，触点12、14紧固在板件18中。如果所有孔隙44都属于此设计，那么板件18不必具有两个薄片50。由于可从块开口46b安装触点12、14，故板件18可以是单个薄片。
因为用以制造偏斜线圈触点42的导线的大小极小，所以偏斜线圈信号触点12与电缆中心导体32之间的接触面积小。这可在触点支腿56与电缆中心导体32的界面处造成容抗，所述容抗可在高频下造成反射。为了帮助缓解此问题，贯通孔隙44对于其整个长度来说是宽的，如在图24中。每一端具有环形肩部60。具有肩部64的一对导电凸台62配合到孔隙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，通孔66从孔隙44的中心在端处变窄为触点引线56延伸通过的较小装置开口46a及较小块开口46a。凸台62增大了触点引线56的有效面积。
在图24中，导电凸台62被展示为彼此隔开，也就是说，它们彼此不接触。在替代配置中，使导电凸台62足够长以在孔隙44的整个圆周周围或仅在所述圆周的部分周围彼此接触，例如用延伸指状件。这可缓解导电凸台62在触点12不将它们短接在一起的情况下充当电容性装置的潜在问题。
任选地，在任何偏斜线圈触点配置中，在安装触点42之后，孔隙44的剩余空间被填充有顺应性导电弹性体，所述弹性体增加弹性且有助于使线圈环路电气短接。
如图25所展示，绒毛按钮触点70是圆柱形。板件18具有贯通孔隙72，贯通孔隙72在中心处相比于在端处(如在74处)较窄。触点70被迫使进入孔隙72。触点70的长度是使得端76从板件18延伸。
如图26到图28所展示，用于信号触点12的导电橡胶触点100可以是圆柱形，其具有位于中心的环形凹陷部102。板件18具有贯通孔隙104，贯通孔隙104具有位于中心的环形突起部106。橡胶触点100径向地压缩且放置在孔隙104中，使得突起部106配合到凹陷部102中以将触点100保持在孔隙中。触点100的长度是使得端108从板件18延伸。
用于接地触点14的导电橡胶触点可以是与信号触点12相同的结构。替代地，用于接地触点14的导电橡胶触点112是圆形，其环绕信号触点12，如在图27中。导电橡胶触点112具有邻近于锚定块16的圆形顶部薄片114及用于介接到装置2的圆形底部薄片116。两个薄片114、116通过板件18中的贯通孔隙120中的多个插塞118而电气连接。插塞118的数目可根据应用而变化，且通常是四个或八个，在信号触点100周围均匀地隔开。如同信号触点100，每一插塞118具有配合到环形突起部124中以供保持的环形凹陷部122。任选地，如在图28中，在板件18中从薄片114、116延伸到凹陷部128中的旋钮126帮助将薄片114、116保持在适当位置。
在图29到图32中，触点150是呈C形状的导电材料条带。触点150可通过化学蚀刻而形成，通过冲压及成型而形成，或通过任何其它实用手段而形成。触点150被捕获在板件18中的贯通孔隙160中。触点引线152在其静止状态中从板件18向外延伸，如在图31中。在锚定块16附接到板件18时，上部引线152朝向板件18变形且进入凹陷部156，如在图32中，由此通过到中心导体32的信号触点12且通过到锚定块16的接地触点14来提供电气接触。在组合件连接到装置2时，下部引线154朝向板件18变形且进入凹陷部158。
图33及图34中展示使用图14的锚定块的替代终止器组合件10。顺应性触点12、14配合到板件18中的孔隙44中。信号触点12压靠已被纵向地平分且被修整的中心导体32。
中心导体32与信号触点12之间的电气连接80及锚定块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。在触点12、14安装在板件18中的情况下，板件18是用机械附件28(例如，螺丝、铆钉及其类似者)而装配到锚定块16。安装板件18会迫使信号触点12的端抵靠中心导体32的端且迫使接地触点14的端抵靠锚定块16。
替代地，中心导体32与信号触点12之间的电气连接80是焊接连接，而锚定块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。
替代地，如图35所展示，中心导体32的端被形成为类似于偏斜线圈触点的顺应性弹簧，如在84处。板件18的配置类似于图23的配置，其中块开口46b与中心区段48的大小相同。板件18是在无信号触点12的情况下被组装，且在安装板件18时，中心导体32的端延伸通过装置开口46a。锚定块16与接地触点14之间的电气连接82是压缩连接。
板件18可绝缘或导电。图20到图35展示绝缘板86。绝缘板86是由非导电材料(优选地是塑料)制成，以便不电气耦合信号触点12与接地触点14。
图36到图41所展示的导电板88是优选地由导电金属构成。替代地，导电板是由被镀覆有导电涂层的非导电材料构成。导电板88电气耦合接地触点14，因此提供与信号触点12的较精确的阻抗匹配。信号触点12通过绝缘居中插塞90而与导电板88绝缘，绝缘居中插塞90防止信号触点12电气短接到导电板88。插塞90包含贯通孔隙44、装置开口46a、锚定块开口46b及中心区段48。插塞90通常是由绝缘塑料制成。
插塞90可压入配合到导电板88中的通孔92中，或其可用粘合剂而粘结到孔92中。替代地，如图38所展示，插塞90具有两个部件94，两个部件94中的每一者配合到一个板薄片50中。搭配肩部96、98将插塞部件94保持在板薄片50中。
图39到图41展示信号触点孔隙44在导电凸台190内的配置，类似于图24的配置。凸台190是由绝缘环带物192环绕，绝缘环带物192使导电凸台190与导电板88绝缘。环带物192可由任何电介质材料构成，但如果环带物192是由与电缆电介质34相同的材料构成，那么可具有较佳匹配。
替代地，信号触点12可通过非导电涂层(例如，粉末涂层)而与导电板88绝缘。在此状况下，可使信号触点孔隙较大，使得涂层将孔隙大小减小到适当大小以供使用。如同插塞90，通过改变涂层的厚度，或通过改变涂层材料，由此改变所述材料的介电常数，可改变系统的阻抗。
图42到图55展示用于双轴电缆的本发明的配置。双轴配置是使用偏斜线圈触点予以说明。本发明预期到，各种可用顺应性触点(包含参考同轴电缆组合件所描述的顺应性触点)中的任一者可结合双轴电缆以及具有多于两个中心导体的电缆而使用。
电缆30的中心导体32通过顺应性信号触点12而连接到电气装置2的信号传导点4。如图47到图52所展示，数个接地触点14以接近地模仿电缆30的阻抗环境(例如，50欧姆、75欧姆、85欧姆或100欧姆)的样式环绕信号触点12。如上文参考同轴电缆组合件所描述，通过改变接地触点14相对于信号触点12的位置，或通过改变绝缘材料，由此改变所述材料的介电常数，或通过这两者，可改变系统的阻抗。
如同同轴电缆配置，板件18可绝缘或导电。图47到图49展示绝缘板86，且图50到图55展示导电板88。在导电板88的情况下，信号触点12通过绝缘插塞90而与导电板88绝缘，绝缘插塞90防止信号触点12电气短接到导电板88。插塞90具有两个孔隙44，对于每一信号触点12具有一个孔隙44。如上文参考图36到图38所描述，双轴电缆插塞90可通过任何可想到的手段而锚定，例如通过压入配合(如图52所展示)、粘合剂，或捕获。
图53到图55展示图50到图52的配置的替代方案。此配置不使用接地触点，仅使用信号触点12。接地信号直接通过导电板88传导到装置2。
本说明书描述可用于本发明中的数个不同顺应性触点。这些仅仅是实例。本发明预期到，可使用具有用于特定应用的适当特性的任何形式的顺应性触点。另外，本说明书预期到，可在同一组合件中使用不同类型的触点。举例来说，偏斜线圈触点可用作信号触点，且圆形导电橡胶触点可用作接地触点。
本发明产生到装置接口的控制阻抗顺应性电缆，所述电缆可小于1mm粗(顺应性触点12、14的长度)且模仿电缆30的控制阻抗环境，由此确保通过终端的最高可能信号速率。
本发明还可产生到装置接口的控制阻抗装置，这是因为电缆30可在两个端处都具有终止器10。
在以非常高的频率(例如，在千兆赫范围及更高范围内的频率)工作时，电气电缆长度是非常关键的。为了在不同电缆上的信号之间维持相位同步，电缆必须以机械方式且以电气方式尽可能接近地具有确切的相同长度，这是实用的。本说明书描述一种用于将电缆202组装到锚定块200的方法及设备，使得电缆202在极小的公差内是相同长度，对于从电缆连接器204到块面206为6英寸长的电缆202，公差为大约0.001英寸。本方法可用于任何长度的电缆。较长的电缆引起较大的公差。在给定温度下，可将电缆长度控制为在电缆总长度的0.03％到0.05％内。
为了促进所述方法，使用焊接固定装置210。所述固定装置包含框架212、连接器夹具214、块夹具216及支腿218。图56到图58说明用于与16个电缆202一起使用的固定装置210及用于两行电缆202的矩形固体锚定块200。固定装置210可被修改以用于不同数目个电缆、不同形状锚定块200、不同电缆连接器204、不同电缆长度等等。
框架212是大体上矩形且竖直地站立。连接器夹具214在框架212内部装配到框架212的下部横档222。块夹具216在框架212外部装配到框架212的上部横档224。四个支腿218在大体上相对方向上从框架212的底部转角延伸。支腿218与框架212成与水平线所成的至少10°的角度，使得其防止框架212翻倒，但允许用户使框架212倾斜。优选的角度为约20°，使得框架可在与垂直线所成的70°、90°及110°之间倾斜以促进使用，如下文所描述。本发明预期到，支腿218的角度可随着不同应用而变化。
固定装置210将每一电缆202的连接器204锁定为与电缆202的另一端将被焊接到锚定块200之处相隔固定距离。连接器夹具214锁定连接器204且可经适当地设计以用于任何特定类型的连接器204。图59展示用于锁定同轴连接器的连接器夹具214的部分。对于每一电缆202存在一个连接器紧固件226。紧固件226包含通道228，其中上部窄区段230用于电缆202且下部宽区段232用于连接器204。窄区段230是由向外延伸的上部指状件234界定。宽区段232是由向外延伸的下部指状件236界定。在电缆202上存在向上张力时，连接器204卡住上部指状件234的底部表面238。
因为锚定块200处的电缆202之间的距离(间距)小于连接器204的直径，所以电缆202不能被紧固为彼此平行以实现相等长度。为了解决此问题，连接器夹具214将连接器204锁定在向上开弧240中，使得电缆202到锚定块200的长度相同。
如图60所展示，块夹具216(C形组件)是由螺丝250紧固到框架212的上部横档224的顶部表面244，从而横跨C形切口246。锚定块200是由螺丝242紧固到块夹具216，使得锚定块面206向上且横跨切口246，这在锚定块200中提供对电缆孔248的接取。
张紧板252装配到上部横档224。在张紧板252的每一端处存在螺纹孔254，千斤顶螺丝256旋拧到螺纹孔254中。张紧板252放置在锚定块面206上方且千斤顶螺丝256转动到孔254中，使得张紧板252搁置在锚定块面206上。张紧板252具有用于每一电缆202的电缆孔258，电缆孔258与用于同一电缆202的锚定块电缆孔248对准。任选地，张紧板252是在锚定块200上方被加工出来(如在270处)，以促进对面206的接取。
整理每一电缆202，使得其比电缆202的组装长度长至少1.4英寸。在端处剥除电缆202，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锚定块孔248中达大约0.06英寸。
如图61所展示，在整理之后，将每一电缆202馈送通过对应于连接器紧固件228的锚定块200中的孔248(电缆连接器204将放置到连接器紧固件228中)且通过张紧板252中的对应电缆孔258。
如图62所展示，螺旋弹簧260放置在每一电缆202上，且接箍262放置在每一电缆202上方，因此其可接触弹簧260。替代地，弹簧260及接箍202可以是统一的组件。将固定螺丝264转动到接箍262中以将接箍262紧紧地紧固到电缆202。
连接器204放置到对应紧固件228中，且两个千斤顶螺丝256被收紧直到电缆202具有足够的张力以被拉动抵靠其紧固件226为止，从而确保电缆202在连接器204与锚定块200之间笔直而无扭结部或弯曲部。任选的止挡件266防止千斤顶螺丝256被收紧得太多。在所说明的配置中，止挡件266是在张紧板252与千斤顶螺丝头294之间的千斤顶螺丝256上的隔片292，如图63所展示。
弹簧260独立地使每一电缆202保持绷紧，使得与连接器204的锚定块面206相隔的距离对于所有电缆202保持一致。
将每一电缆屏蔽208焊接到锚定块200，使得焊料流动到孔248中。允许用户使固定装置210倾斜的成角度的支腿218准许较容易地接取锚定块200的每一侧以供焊接。
在焊料及锚定块200已充分地冷却之后，松开千斤顶螺丝256直到释放弹簧260上的张力为止。移除接箍262、弹簧260及张紧板252。从框架212移除锚定块200，且从连接器夹具214移除连接器204。切掉过量的电缆。
接下来，将锚定块面206精整为光滑且均匀地平坦。存在所属领域中所知的数种方式来实现此情形，包含砂磨、铣削、刨削、刮削及拉削。一旦将电缆202紧固在锚定块200中，就可使用任何可想到的方法以修整锚定块200的面206，这实现所要的表面精整度及/或平面度。
因此，已展示及描述一种控制阻抗电缆终端以及一种用于将控制阻抗电缆附接到所述终端的方法及设备。由于可在不脱离本发明的范围的情况下对本公开进行某些改变，故希望前述说明书中所描述及附图中所展示的所有内容都被解释为说明性的而非限制性的意义。

Claims (12)

1.一种用于控制阻抗电缆的控制阻抗电缆终端，所述电缆包括至少一个中心导体、环绕所述至少一个中心导体的一电介质，及环绕所述电介质的一接地屏蔽，所述终端包括：
(a)锚定块，其由非导电材料构成，所述块具有一面及至少一个电缆通孔，所述电缆通孔具有在所述面中的开口；
(b)导电套管，其适应于在所述电缆的端处被安装在所述接地屏蔽上，所述套管适应于被捕获在所述电缆通孔中；
(c)板件，其附接到所述面，所述板具有紧靠所述面的一面表面以及一装置表面，所述板包含在所述面表面与所述装置表面之间延伸的至少一个信号贯通孔隙，所述信号孔隙具有邻近于所述电缆通孔开口且与所述电缆通孔开口对准的一信号块开口，所述信号孔隙具有在所述装置面中的一信号装置开口；及
(d)导电顺应性信号触点，其被捕获在所述至少一个信号孔隙中的每一者内，所述信号触点具有从所述信号块开口延伸的信号块接触点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所述的电缆终端，其中所述套管通过一压入配合件而被捕获在所述电缆通孔中。
3.根据权利要求1所述的电缆终端，其中所述套管被可移除地捕获在所述电缆通孔中。
4.根据权利要求1所述的电缆终端，其中所述板件由导电材料构成，且所述信号孔隙在所述板件中的非导电插塞内。
5.根据权利要求4所述的电缆终端，其进一步包括：
(a)所述板件，其包含与所述至少一个信号孔隙隔开且环绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯通孔隙，所述接地孔隙中的每一者在所述面表面与所述装置表面之间延伸，所述接地孔隙各自具有在所述面表面中的锚定块开口及在所述装置面中的接地装置开口；及
(b)导电顺应性接地触点，其被捕获在所述接地孔隙中的每一者内，所述接地触点具有从所述锚定块开口延伸成与所述套管进行电气接触的套管接触点及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点。
6.根据权利要求1所述的电缆终端，其中所述板件由非导电材料构成，且所述电缆终端进一步包括：
(a)所述板件，其包含与所述至少一个信号孔隙隔开且环绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯通孔隙，所述接地孔隙中的每一者在所述面表面与所述装置表面之间延伸，所述接地孔隙各自具有在所述面表面中的锚定块开口及在所述装置面中的接地装置开口；及
(b)导电顺应性接地触点，其被捕获在所述接地孔隙中的每一者内，所述接地触点具有从所述锚定块开口延伸成与所述套管进行电气接触的锚定块接触点及从所述接地装置开口延伸的接地装置接触点。
7.一种控制阻抗电缆终端组合件，其包括：
(a)至少一个控制阻抗电缆，其具有至少一个中心导体、环绕所述中心导体的一电介质，及环绕所述电介质的一接地屏蔽；
(b)锚定块，其由非导电材料构成，所述块具有一面及至少一个电缆通孔，所述电缆通孔具有在所述面中的开口；
(c)导电套管，其在所述电缆的端处被安装在所述接地屏蔽上以形成套管/电缆组合件，所述套管/电缆组合件被捕获在所述电缆通孔中，使得所述电缆端与所述块面齐平；
(d)板件，其附接到所述面，所述板件具有紧靠所述面的一面表面以及一装置表面，所述板件包含在所述面表面与所述装置表面之间延伸的至少一个信号贯通孔隙，所述信号孔隙具有邻近于所述电缆中心导体且与所述电缆中心导体对准的一信号块开口，所述信号孔隙具有在所述装置面中的一信号装置开口；及
(e)导电顺应性信号触点，其被捕获在所述至少一个信号孔隙中的每一者内，所述信号触点具有从所述信号块开口延伸成与所述中心导体进行电气接触的一信号块接触点及从所述信号装置开口延伸的一信号装置接触点。
8.根据权利要求7所述的电缆终端，其中所述套管通过一压入配合件而被捕获在所述电缆通孔中。
9.根据权利要求7所述的电缆终端，其中所述套管被可移除地捕获在所述电缆通孔中。
10.根据权利要求7所述的电缆终端，其中所述板件由导电材料构成，且所述信号孔隙在所述板中的非导电插塞内。
11.根据权利要求10所述的电缆终端，其进一步包括：
(a)所述板件，其包含与所述至少一个信号孔隙隔开且环绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯通孔隙，所述接地孔隙中的每一者在所述面表面与所述装置表面之间延伸，所述接地孔隙各自具有在所述面表面中的一锚定块开口及在所述装置面中的一接地装置开口；及
(b)导电顺应性接地触点，其被捕获在所述接地孔隙中的每一者内，所述接地触点具有从所述锚定块开口延伸成与所述套管进行电气接触的一锚定块接触点及从所述接地装置开口延伸的一接地装置接触点。
12.根据权利要求7所述的电缆终端，其中所述板件由非导电材料构成，且所述电缆终端进一步包括：
(a)所述板件，其包含与所述至少一个信号孔隙隔开且环绕所述至少一个信号孔隙的多个接地贯通孔隙，所述接地孔隙中的每一者在所述面表面与所述装置表面之间延伸，所述接地孔隙各自具有在所述面表面中的一锚定块开口及在所述装置面中的一接地装置开口；及
(b)导电顺应性接地触点，其被捕获在所述接地孔隙中的每一者内，所述接地触点具有从所述锚定块开口延伸成与所述套管进行电气接触的一锚定块接触点及从所述接地装置开口延伸的一接地装置接触点。
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