CN108780971B - 选择性屏蔽的连接器通道 - Google Patents

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Abstract

一种连接器系统包括一薄片体，所述薄片体具有替代标准接地端子的一屏蔽部以及用于提供增强的电隔离的一另外的隔离屏蔽部。为了进一步提高电性能，发射通道和接收通道可设置在所述连接器系统的一侧面上的多个独立的薄片体中，其中一空间或一薄片体位于发射和信号薄片体对之间。在所述连接器系统的另一侧面上，所述薄片体将具有空白的或者填充有在较低频率下运行的端子的一个或两个空间。一导电插入件可提供薄片体内部(intra‑wafer)的进一步隔离。

Description

选择性屏蔽的连接器通道
相关申请的交叉引用
本申请主张于2016年6月18日提交的美国临时申请US62/363635的优先权，该美国临时申请通过援引其整体上并入本文。
技术领域
本发明涉及连接器领域，更具体地涉及适用于高数据传输率的应用的屏蔽的连接器。
背景技术
公知高数据传输率能力(capable)的连接器，诸如背板连接器。当前连接器的一个特征是支持使用不归零(NRZ)编码的25-40Gbps的数据传输率的能力。尽管目前的连接器设计适用于支持这种数据传输率，但是存在实施50Gbps通道和100Gbps通道的计划。这种数据传输率可被认为是高速信号传输(high speed signaling)。
实施一50Gbps或100Gbps的通道的问题在于信号传输频率(signalingfrequency)同样地(like)将(going to)扩大至约或高于25GHz(50Gbps预计能够满足于NRZ编码，然而100Gbps的数据传输率可能需要四阶脉冲幅度调制(four pulse amplitudemodulation PAM4))的电平(level)。然而，不论是哪种情况，Nyquist(奈奎斯特)频率将处于大约25-28GHz的范围内。使用这种频率会造成信号完整性的实质性问题且现有的方法常不能胜任(insufficient)。例如，甚至针对40Gbps数据传输率很好地工作且可能有能力支持针对使用NRZ编码的某些应用的50Gbps的一连接器，可能不足以支持100Gbps的数据传输率，因为幅度电平(amplitude level)的波动(variation)将是小的且难于探测到，由此需要特别干净(clean)的通道。结果，某些人群将会赏识一种背板连接器，其能提供更进一步的信号完整性改进，尤其是在更高的频率下。
发明内容
公开了一种连接器，其支撑多个薄片体。所述多个薄片体各包括：一绝缘框架，支撑设置成差分耦合的成对端子。各薄片体可包括包含多个通道的一第一屏蔽部，各通道部分地封闭一相应对的差分耦合的信号端子，其中所述屏蔽部设置为一通道共接于(common)一相邻通道。所述薄片体还可包括：一隔离屏蔽部，其相邻所述屏蔽部设置且将位于所述屏蔽部和一相邻薄片体(如果存在这样的薄片体)之间。在一实施例中，所述连接器包括至少三个差分对，第一对用于发射信号、第二对用于接收信号而第三对位于所述第一和第二对之间。一导电插入件可安装于所述第三对之上，以帮助在所述第一和第二对之间提供另外的屏蔽。所述导电插入件至少部分导电且电连接于所述屏蔽部和所述隔离屏蔽部中的至少一个。
附图说明
本发明借助实例示出但不限制于附图，在附图中类似的附图标记表示类似的部件，且在附图中：
图1示出设置为支持高数据传输率的一连接器系统的一实施例的一立体图。
图2示出图1所示的实施例的一立体图，其中两个连接器对接在一起。
图3示出图2所示的实施例的另一立体图。
图4示出一薄片体的一实施例的一立体图。
图5A示出图4所示的实施例的另一立体图。
图5B示出图5A所示的实施例的一放大的简化立体图。
图6示出一薄片体的一实施例的一前视图。
图7示出图6所示的实施例的一放大图。
图8示出图7所示的实施例的一立体图。
图9示出包括两个相邻薄片体的一实施例的一立体图。
图10示出图9所示的实施例的一前视立体图。
图11示出图10所示的实施例的一放大前视图。
图12示出两个相邻薄片体的一实施例的简化立体图，其中为了说明目的而省略了框架和端子。
图13示出图12所示的实施例的一放大的简化立体图。
图14示出图13所示的实施例的另一立体图。
图15示出一薄片体的另一实施例的一立体图。
图16示出一薄片体的又一实施例的一立体图。
图17示出一连接器具有导电插入件和不具有导电插入件的一实施例的串扰与插入损耗的一图表。
具体实施方式
下面具体的说明描述多个示范性实施例且不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
从图1至图3能够认识到的，所示出的连接器设计是一正交的直接连接结构。这意味着两个直角连接器50、100分别安装于电路板5、10上，且电路板5、10(各具有一导孔图案(via pattern)6，导孔图案6设置为收容连接器50、100的尾部)布置成它们互相正交。这种结构导致由连接器50中的一单个薄片体提供的一列成对的信号端子被分离(split)在连接器100中的多个不同的薄片体中。
如图所示，连接器50包括一薄片体组80，薄片体组80包含三个或更多的薄片体以及壳体70，壳体70支撑并帮助提供与一对接连接器的一接合接口。同样地，连接器100包括一壳体120，壳体120帮助支撑并提供用于薄片体组130的一接合接口。自然地，壳体70和/或壳体120可以省略或可以视需要而提供一明显不同的形状。如能够认识到的，一般而言，两个壳体的机械益处使得两个壳体的使用在许多应用中是令人满意的。
为了支持更高的数据传输率，诸如使用NRZ编码的50Gbps，申请人已成功发现的一种方法将是使连接器50设置成在一第一侧的一个或多个薄片体(优选三个或四个薄片体)用于发射信号而在与第一侧相反的一第二侧的一个或多个薄片体(再次优选三个或四个薄片体)用于接收信号。通常位于发射薄片体和接收薄片体之间的一个或两个薄片体或者可以被省略或者可以用于提供低数据传输率能力(capable)的信号。如果连接器50如此设置，那么连接器100将布置为各薄片体使一些数量的成对端子用于接收信号而一些数量的成对端子用于发射信号。发射信号对和接收信号对之间可以存在有一个空白空间(blankspace)或者能用于低速信号传输的信号端子。关于此，更多的将在下面说明。
薄片体组80、130各包含多个薄片体150。图4至图5B所示的薄片体150包括由绝缘材料形成的一框架155且设置成提供8个差分对180(但是在3-12之间的其它数量也是合理可行的)。各差分对180由两个端子181组成且各端子181具有一尾部182、一接触部183以及在尾部182和接触部183之间延伸的一本体部184。
薄片体150具有一第一缘150a和一第二缘150b，且还包括一屏蔽部(shield)165，并屏蔽部165形成有由多个肩部167形成的多个通道(channel)166。屏蔽部165不包括任何接触部，但可以预期的是对接连接器上的屏蔽部将包括会与屏蔽部165接合的接触部。通道166与差分对180对齐且能从第一缘150a延伸至第二缘150b。通道166帮助提供一接地端子和屏蔽(shielding)的等效形式，而无需一独立的接地端子。这允许多个差分对180更靠近地定位在一起，同时依然提供理想的信号完整性性能。屏蔽部165耦合于隔离屏蔽部(isolation shield)，以在薄片体之间提供额外的隔离，且多个通道166经由横条(crossbar)168互相连接。
多个端子对180可布置在一顶部区域195a、一底部区域195b和一中间区域195c中。顶部区域195a可用于发射高速信号，而底部区域195b可用于接收高速信号。相反地，顶部区域195a可用于接收高速信号，而底部区域可用于发射高速信号。在这两种情况下，中间区域可用于低速信号。
从图5A至图14能够认识到的，一导电插入件160可用于增强顶部区域195a中的差分对180与底部区域195b中的差分对180之间的屏蔽。尽管所示出的实施例具有三个差分对，但是其它数量的差分对也可以采用。在一实施例中，导电插入件160可位于设置为以低数据传输率提供信号的一差分对周围。导电插入件160具有一顶壁161和侧壁162，顶壁161和侧壁162可设置为电连接于屏蔽部165(例如，通过使肩部167接合脊部164)和/或支撑薄片体上的隔离屏蔽部170、且可通过首先使导电插入件160与相应的隔离屏蔽部170之间存在有一轻微的干涉(slight interference)而电连接于相邻薄片体150上的一隔离屏蔽部170。导电插入件160可包括：突出部163，位于顶壁161的外表面161a上，压靠并接合相邻的隔离屏蔽部170。
如图15所示，一薄片体150’可设置成可省略位于中间区域195c中的一对或更多对的信号端子。在很多情况下，使中间区域195c中的信号端子支持较低速信号的传输是有益的。然而，在不需要低速信号端子的情况下，导电插入件160仍然能提供在发射信号对和接收信号对之间的增强的屏蔽，因为导电插入件160在一薄片体内提供发射通道和接收通道之间的一竖向的隔离/屏障(barrier)。
从图16能够认识到的，导电插入件也可形成为一墙体。如图所示，导电插入件160’具有一墙的形状且可位于一设置成发射信号的差分对180与一设置成接收信号的差分对180之间。导电插入件160’可压入到框架155’上的一插槽155a中且可接合支撑导电插入件160’的隔离屏蔽部170和/或屏蔽部160同时接合相邻薄片体的一隔离屏蔽部170。导电插入件160’的一个益处是使用一单个的墙体为薄片体150”上的高速信号对提供额外的空间。可以预期的是，这样的结构不会提供发射对和接收对之间的更多的隔离，且由此远端串扰可能略高，但益处是所有对都能用于高速信号传输。因此，图16所示的设计在性能和尺寸之间的权衡适用于应用的情况下提供了灵活性。
可替代地，导电插入件可覆盖多个差分对而不是为一墙体或仅仅覆盖一个差分对(如图所示)。增大导电插入件的尺寸从而它覆盖多个差分对(优选各对均被覆盖且与相邻的一对隔离)预期提供额外的屏蔽，且由此对串扰特别敏感的应用而言可以是令人满意的。自然地，采用一更大的导电插入件时，另外的突出部可以多排设置(将理解的是，成排的突出部不呈直线(linear)而是顺从(follow)插入件的形状)。
从图17能够认识到的，针对包括导电插入件的系统与不包括导电插入件的系统，模拟测试表明在20-25GHz之间有一些益处且在25-30GHz之间有更显著的益处。在25-30GHz之间的益处是显著的，因为信号的处于串扰噪音水平与插入损耗之间的额外的3-5dB能足以支持在25-28GHz下的PAM4信号传输，这使适合使用NRZ编码的50-56Gbps的连接器成为适合使用PAM4编码的100-112Gbps的连接器。换句话说，对于具有约28GHz的奈奎斯特频率的信号传输的一结构而言，导电插入件的益处能是显著的。
本文给出的本发明以其优选实施例及示范性实施例说明了各个特征。本领域技术人员在阅读本发明后将作出处于随附权利要求的范围和精神内的许多其它的实施例、修改以及变形。

Claims (14)

1.一种连接器，包括：
一壳体；
一第一薄片体，由所述壳体支撑且具有一第一绝缘框架、一第一侧面和一第二侧面以及一第一缘和一第二缘，所述第一侧面具有安装于其上的一第一屏蔽部，所述第一屏蔽部具有从所述第一缘延伸至所述第二缘的多个通道，所述第一绝缘框架支撑在所述多个通道内对齐的多对信号端子，所述第一薄片体具有安装于所述第一侧面上的一第一隔离屏蔽部，所述第一隔离屏蔽部电连接于所述第一屏蔽部；
一第二薄片体，由所述壳体支撑且具有一第二绝缘框架、一第三侧面和一第四侧面以及一第一缘和一第二缘，所述第三侧面面向所述第一薄片体的第二侧面且具有安装于其上的一第二屏蔽部，所述第二屏蔽部具有从所述第一缘延伸至所述第二缘的多个通道，所述第二绝缘框架支撑在所述多个通道内对齐的多对信号端子，所述第二薄片体具有安装于所述第三侧面上的一第二隔离屏蔽部，所述第二隔离屏蔽部电连接于所述第二屏蔽部；以及
一导电插入件，安装于所述第一薄片体的第二侧面上，所述导电插入件在所述第一缘和所述第二缘之间延伸并与所述多个通道的其中一个对齐且接合所述第二隔离屏蔽部。
2.如权利要求1所述的连接器，其中，所述导电插入件具有在成对信号端子中的一对上形成一U形通道的两个侧壁和一个顶壁。
3.如权利要求2所述的连接器，其中，所述顶壁具有设置为接合所述第二隔离屏蔽部的多个突出部。
4.如权利要求1所述的连接器，其中，所述第一薄片体具有带有至少一个信号对的一顶部区域、带有至少一个信号对的一底部区域以及位于所述顶部区域和所述底部区域之间的一中间区域，所述中间区域具有至少一个信号对，其中所述导电插入件安装于所述中间区域。
5.如权利要求4所述的连接器，其中，与所述导电插入件对齐的所述通道不包括一端子对。
6.一种连接器，包括：
一壳体；
一第一薄片体，由所述壳体支撑，所述第一薄片体具有一第一绝缘框架、一第一侧面和一第二侧面以及一第一缘和一第二缘，所述第一侧面具有安装于其上的一第一屏蔽部，所述第一屏蔽部具有从所述第一缘延伸至所述第二缘的多个通道，所述第一绝缘框架支撑多对信号端子，各对信号端子布置在所述多个通道的其中一个中，其中所述成对信号端子和所述多个通道布置在一顶部区域、一底部区域和一中间区域的一个中，所述中间区域位于所述顶部区域和所述底部区域之间，所述第一薄片体具有安装于所述第一侧面上的一第一隔离屏蔽部，所述第一隔离屏蔽部电连接于所述第一屏蔽部；
一第二薄片体，由所述壳体支撑，所述第二薄片体具有一第二绝缘框架、一第三侧面和一第四侧面以及一第一缘和一第二缘，所述第三侧面面向所述第一薄片体的第二侧面且具有安装于其上的一第二屏蔽部，所述第二屏蔽部具有从所述第一缘延伸至所述第二缘的多个通道，所述第二绝缘框架支撑在所述多个通道内对齐的多对信号端子，所述第二薄片体具有安装于所述第三侧面上的一第二隔离屏蔽部，所述第二隔离屏蔽部电连接于所述第二屏蔽部；以及
一导电插入件，安装于所述第一薄片体的第二侧面，所述导电插入件在所述第一缘和所述第二缘之间延伸且与所述中间区域中的通道对齐。
7.如权利要求6所述的连接器，其中，所述第一屏蔽部具有三个通道或至少五个通道，且所述至少五个通道中的至少两个通道位于所述顶部区域而所述至少五个通道中的至少两个通道位于所述底部区域。
8.如权利要求7所述的连接器，其中，所述第一屏蔽部具有更多的存有多对信号端子的通道。
9.如权利要求8所述的连接器，其中，所述导电插入件与一通道对齐，所述通道不包括与所述通道对齐的一对信号端子。
10.一种使用连接器系统的方法，包括：
提供一第一连接器，所述第一连接器具有如权利要求1所限定的一第一薄片体和一第二薄片体，以及能够支持一第三薄片体的且位于所述第一和第二薄片体之间的一空间，其中所述第一、第二薄片体以一竖向结构布置，所述第一和第二薄片体中的每一个具有N对信号端子；
提供一第二连接器，所述第二连接器具有以一水平结构布置的N个薄片体，所述第二连接器连接于所述第一连接器，其中所述第一和第二薄片体设置为提供设置成用于高速信号传输的成对端子，所述成对端子连接于所述第二连接器中的N个薄片体；以及
专门在所述第一薄片体中提供发射高速信号，而专门在所述第二薄片体中接收高速信号，其中位于所述第一和第二薄片体之间的所述空间不用于发射高速信号。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一连接器具有位于所述第一和第二薄片体之间的一第三薄片体。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一连接器不具有一位于所述第一和第二薄片体之间的第三薄片体。
13.如权利要求10所述的方法，其中，所述高速信号提供为具有20GHz的一信号传输频率。
14.如权利要求10所述的方法，其中，所述高速信号提供为具有28GHz的奈奎斯特频率的一信号传输频率。
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