CN110247235A - 具有带有应变消除元件的接地端接部件的电气装置 - Google Patents

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Abstract

一种电气装置(200)包括基板(202)，基板具有沿基板表面的多个信号触点(226)和一接地触点(228)。通信电缆(230)包括信号导体的差分对(232)、围绕信号导体的接地元件(236)以及围绕信号导体和接地元件的电缆护套(238)。信号导体中的每个都具有导线端接端(240)，其端接到基板的相应信号触点，该导线端接端突出超过电缆护套的护套边缘(252)。接地端接部件(300)具有与接地触点电耦合的主面板(304)，以及与通信电缆的至少一部分接合的应变消除元件(310)。应变消除元件包括电耦合到接地元件的连接端子(330)。

Description

具有带有应变消除元件的接地端接部件的电气装置
技术领域
在此的主题大体上涉及一种具有带有应变消除元件的接地端接部件的电气装置。
背景技术
通信电缆电耦合到各种类型的电气装置以传输差分信号，例如连接器和电路板。在一些应用中，例如高速数据传输应用，电磁干扰(EMI)和/或射频干扰(RFI)是所关注的。因此，电缆被屏蔽以防止来自EMI/RFI的环境源的干扰。例如，一些已知的通信电缆包括由屏蔽层围绕的信号导体的差分对，该屏蔽层又由电缆护套包围。屏蔽层包括导电薄片，其用于屏蔽信号导体免受电磁干扰(EMI)并且通常改善性能。另外，屏蔽层可以用作接地元件。在通信电缆的端部，可以移除或剥离电缆护套、屏蔽层和覆盖信号导体的绝缘体以暴露信号导体和/或屏蔽层。然后，导体和屏蔽层的暴露部分可以机械和/或电耦合(例如焊接)到电气装置的相应元件，例如信号触点、接地触点、接地汇流条和/或基板。
将通信电缆耦合到电连接器的各种部件可能是耗时且昂贵的过程。例如，电连接器可以具有基板，例如电路板，具有用于与通信电缆的信号导体耦合的信号触点，以及具有接地触点的接地汇流条，用于与通信电缆的接地元件电耦合，例如导电薄片屏蔽层或排扰线，由壳体固定。此外，连接器中使用的每个部件都需要额外的加工和组装。因此，使用较少部件并且需要较少机械和电气耦合的通信电缆和连接器降低了成本、加工和组装时间。
在组装期间，通信电缆受到很大的力，这可能导致通信电缆和基板之间的连接点处的断开或损坏。例如，可以在系统内的电缆布线期间拉动电缆。因此，必须保护通信电缆和电路板之间的连接点。因此，需要一种包括具有带有应变消除元件的接地端接部件的电气装置。
发明内容
该解决方案由电气装置提供，该电气装置包括基板，该基板具有沿着基板表面的多个信号触点以及一接地触点。通信电缆包括信号导体的差分对、围绕信号导体的接地元件以及围绕信号导体和接地元件的电缆护套。信号导体中的每个都具有导线端接端，该导线端接端端接到基板的相应信号触点，该导线端接端突出超过电缆护套的护套边缘。接地端接部件具有与接地触点电耦合的主面板，以及与通信电缆的至少一部分接合的应变消除元件。应变消除元件包括电耦合到接地元件的连接端子。
附图说明
图1是根据一实施例形成的电气装置的透视图；
图2是根据一个实施例的可以与图1的电气装置一起使用的电组件的透视图；
图3是根据一个实施例的可以与图1的电气装置一起使用的电组件的放大透视图；
图4是根据一实施例的电组件的基板和接地端接部件的透视图。
具体实施方式
在此描述的实施例包括具有电连接器、通信电缆和/或接地端接部件的电气装置。例如，通信电缆可以具有一个或更多个信号导体的差分对，其电连接到连接器和接地元件，例如与接地端接部件耦合的导电薄片屏蔽层。接地端接部件可以具有如在此所述的各种构造。例如，实施例可以包括具有主面板和应变消除元件的接地端接部件，该应变消除元件被构造为与通信电缆的至少一部分接合。应变消除元件可以包括电耦合到接地元件的连接端子。可选地，诸如金属合金材料的焊接材料可以沉积在连接端子内并熔化以机械地和电气地耦合接地元件和接地端接部件。接地端接部件可以具有如在此所述的各种构造。
图1是根据一个实施例形成的电气装置100的透视图，该电气装置100包括基板122，例如电路板，以及具有一个或更多个信号导体的差分对和接地元件(未示出)的通信电缆110。在所示实施例中，电气装置100是电连接器，例如小型可插拔(SFP)收发器。然而，在替代实施例中，电气装置100可以是另一种类型的电连接器。例如，电气装置100可以是包括电路板的任何装置，该电路板具有信号导体的差分对和端接于其上的接地元件。
如图1所示，电气装置100具有配合端102、装载端104和在它们之间延伸的中心轴线150。电气装置100可以包括在配合端102处的插头部分106和在装载端104处的电缆部分108。插头部分106被构造为插入通信系统(未示出)的插座(未示出)中。电缆部分108被构造为耦合到具有绝缘护套112的通信电缆110。绝缘护套112可以围绕一个或更多个信号导体的差分对和排扰线。绝缘护套112可以包括围绕所述差分对的多个层，用于屏蔽所述差分对并为通信电缆提供应变电阻。这些层可包括例如聚氯乙烯(PVC)、铜编织物、镀铝聚酯薄膜和/或胶带。
电气装置100包括装置壳体114，装置壳体114具有壳体腔(未示出)，该壳体腔被构造为保持连接器组件120的一部分。连接器组件120包括基板122，该基板具有位于基板122的配合边缘128处的电触点124，该基板122的配合边缘128靠近电气装置100的配合端102。在示例性实施例中，配合边缘128构造成与插座的电连接器(未示出)配合并建立通过电触点124的通信连接。电触点124可以通信地耦合到信号导体的差分对和接地元件。
图2是根据一个实施例的可以与图1的电气装置100一起使用的电组件200的透视图。电组件200可以用作连接器组件120(图1)并且可以至少部分地设置在装置壳体114(图1)内。电组件200包括基板202，基板202具有端接边缘204、配合边缘206和侧边缘208，210，该侧边缘208，210沿着中心轴线212从端接边缘204朝向配合边缘206延伸。在示例性实施例中，基板202可以是印刷电路板，包括多个介电层、迹线、通孔，限定接地和信号触点。
基板202包括面向相反方向的上和下板表面220，尽管在图2中仅完全示出了上表面220。如所示的，上板表面220包括靠近端接边缘的电触点222和靠近配合边缘206的电触点224。在所示的实施例中，电触点222，224是接触垫并且可以包括信号触点226和接地触点228。电触点222，224可以通过基板202通信地耦合到彼此。例如，基板202的迹线(未示出)可以将端接边缘204的电触点222，224与配合边缘206的电触点222，224通信地耦合。可选地，下板表面220可包括类似地构造到上板表面的电触点222的电触点。例如，下板表面220可以包括通过基板202的迹线通信地耦合的信号和接地触点。
电组件200还包括多个通信电缆230，其沿着上板表面220电耦合到基板202。八个通信电缆230示出为端接于上板表面220，然而，替代实施例可包括任何数量的通信电缆230。接地端接部件300电耦合通信电缆230的接地元件236和电触点224，以形成电接地连接。接地端接部件300包括多个应变消除元件310，其构造成沿着接口302与对应的通信电缆230的一部分接合。
图3是根据一个实施例的可以与图1的电气装置100一起使用的电组件200的放大透视图。在示例性实施例中，通信电缆230可以表征为包括信号导体的差分对232的双轴或成对并行-电缆，其中单个差分对的两个信号导体232通过一定长度的通信电缆230彼此平行地延伸。通信电缆还包括围绕该单个导体232的一个或更多个绝缘体234，接地元件236，例如屏蔽层，其在外围围绕绝缘体234和信号导体232以提供电屏蔽，以及绝缘护套238，其围绕接地元件236。接地元件236可包括，例如，由铜、镀铝聚酯薄膜或其他合适材料组成的导电薄片或胶带。绝缘护套238可以包括围绕差分对的多个层，用于为通信电缆230提供环境保护。这些层可以包括例如聚氯乙烯(PVC)、铜编织物、镀铝聚酯薄膜和/或胶带。可选地，排扰线(未示出)也与信号导体平行地延伸穿过该一定长度的通信线缆230。
如图3所示，通信电缆230已经使护套238的一部分、接地元件236，和绝缘体234从其剥离或移除，以暴露信号导体232和接地元件236。信号导体232的暴露部分突出超过护套238的护套边缘，以限定为导线端接端240，其构造成端接到电触点224的信号触点226。例如，导线端接端240可通过激光端接、锡焊、压接、焊接、使用导电粘合剂、使用绝缘位移触点等电连接到电触点224。
尽管未示出，但是图2和图3的通信电缆230可以是较大电缆的一部分，并且可以由外部护套或套管围绕。可以剥离外部护套以允许操纵如在此所述的通信电缆230。在替代实施例中，通信电缆230内的信号导体可以形成双绞线的信号导体。在其他各种实施例中，通信电缆230可以是具有单个中心导体而不是一对信号导体的单端电缆。
对于成对并行构造，通信电缆230具有相反的轮廓侧241，242和相反的平面侧244，该平面侧在轮廓侧241，242之间延伸并且连接轮廓侧241，242。图3中仅示出了一个平面侧244，但是应理解到，通信电缆230具有与平面侧244相反的另一平面侧244。轮廓侧241，242可具有横向于具有半圆形状的一定长度的通信电缆230截取的横截面。通信电缆230具有宽度WC。
如所示的，接地元件236通过电缆护套238的进入开口250暴露。进入开口250可以与电缆护套238的一端间隔开。例如，电缆护套238包括护套边缘。进入开口250可沿着通信电缆230的长度定位成远离护套边缘252一纵向距离X1。进入开口250从电缆护套238的外表面到接地元件236延伸进入通信电缆230中一深度。可以通过例如使用激光(例如，CO2激光器)来蚀刻电缆护套238以移除电缆护套238的材料并暴露接地元件236来形成进入开口250。因此，进入开口250可以是沿着接地元件236的空隙。进入开口250可以由电缆护套238和接地元件236(例如，导电薄片)的材料部分地限定。进入开口250可以通向通信线缆230的外部。
进入开口250可以具有宽度WA和长度LA。在所示实施例中，宽度WA小于通信电缆230的宽度WC。宽度WA的尺寸可以设定成使得进入开口250仅沿平面侧244延伸并且不延伸到轮廓侧241，242中。然而，在其他实施例中，宽度WA可以更大，使得部分的轮廓侧241，242也使材料从电缆护套238移除。例如，宽度WA可以基本上等于宽度WC。
图4是根据一实施例的电组件200的基板202和接地端接部件300的透视图。图4中未示出通信电缆230以更好地示出接地端接部件300。在示例性实施例中，接地端接部件300包括沿着基板202的上板表面220延伸的主面板304。主面板304具有大致矩形的形状，其中多个指状物306从其延伸以与基板202的接地触点228电耦合。接地端接部件300具有长度L1、宽度W1和厚度T1。指状物306沿着接地端接部件300的宽度W1以间隔S1分布。间隔S1的尺寸可以设定成使得信号导体的差分对可以位于相邻的接地触点228之间。接地端接部件300包括面向相反方向的顶表面312和底表面314。在顶表面312和底表面314之间测量厚度T1。在所示实施例中，厚度T1基本上是均匀的，但在其他实施例中可以具有不同的尺寸。如图4所示，主面板304可以邻近通信电缆230定位，使得沿着主面板304的上表面312与通信电缆230的下平面侧244对接。
主面板304包括与主面板304一体的并从主面板304延伸的多个应变消除元件310，每个应变消除元件310与相应通信电缆230的接口302(图3)的至少一部分接合以在一个或更多个方向上限制通信电缆230并且提供对通信电缆230的应变释放，例如在电组件200的组装期间。在示例性实施例中，每个应变消除元件310具有基本上钩形的配合突片，其具有连接到主面板304的基本竖直的近端320和构造成通过进入开口250与接地元件236电耦合的基本水平的连接端子330(图3)。
每个连接端子330机械地和/或电气地耦合到接地元件236，以提供接地端接部件300和通信电缆230之间的电耦合。在示例性实施例中，每个连接端子330基本上是矩形的与对应的进入开口250对准的突片。然而，连接端子330可以构造成任何形状和尺寸，以提供接地端接部件300和通信电缆230之间的电气和机械耦合。每个连接端子330的尺寸可以设计成允许导电的粘合材料通过进入开口250将连接端子结合到接地元件236。在其他实施例中，可以使用不同的导电粘合材料。例如，导电粘合材料可以是粘合剂、环氧树脂、泡沫、胶带等。
在其他实施例中，连接端子330可以具有其他构造以将接地端接部件206与接地元件236机械地和电气地耦合，包括但不限于单个突片或绝缘位移连接器。另外，连接端子330可以被构造为通过干涉或夹紧装配与接地元件236耦合。
每个接地端接部件300可以是单个连续的材料件。例如，接地端接部件300可以由金属板冲压和形成，或者可以使用导电材料模制或铸造。尽管在所示实施例中示出了一个接地端接部件300，但是电组件200的替代实施例可以包括附加的接地端接部件300。例如，第二接地端接部件(未示出)可以沿着底板表面220电耦合在电触点(未示出)和通信电缆之间。可选地，接地端接部件300可以分成多个部分。例如，接地端接部件可以包括多个分立面板，每个面板具有一个或更多个应变消除元件以与相应的通信电缆接合。
如图4所示，成对的应变消除元件310沿着接地端接部件300的宽度W1以间隔S2分布。每对应变消除元件310包括第一应变消除元件331和第二应变消除元件332，第一应变消除元件331具有附接到主面板304的第一近端334，第二应变消除元件332具有附接到主面板304的第二近端336。第一和第二近端334，336定位成彼此相邻并且基本上彼此共面。第一和第二应变消除元件332，334的连接端子330在基本平面和相反的方向上延伸，以与相应的进入开口250对准，并与相应的接地元件236(图3)电耦合。
尽管应变消除元件310被示出为部分地周向地围绕第一通信电缆的至少两个侧面，例如轮廓侧241，242和平面侧244中的一个，但是任何部分和/或数量的侧面可以被包围。

Claims (8)

1.一种电气装置(200)，包括：
基板(202)，该基板具有沿基板的表面的多个信号触点(226)和一接地触点(228)；
通信电缆(230)，该通信电缆包括信号导体(232)的差分对、围绕所述信号导体的接地元件(236)，以及围绕所述信号导体和接地元件的电缆护套(238)；其中所述信号导体中的每个都具有端接到基板的相应信号触点的导线端接端(240)，该导线端接端突出超过电缆护套的护套边缘(252)；和接地端接部件(300)，该接地端接部件具有与接地触点电耦合的主面板(304)，以及与通信电缆的至少一部分接合的应变消除元件(310)；其中，所述应变消除元件包括电耦合到接地元件的连接端子(330)。
2.根据权利要求1所述的电气装置(200)，其中，所述应变消除元件(310)包括配合突片，该配合突片耦合到所述通信电缆(230)的外部并且至少部分地周向围绕所述通信电缆(230)的外部。
3.根据权利要求1所述的电气装置(200)，其中，所述主面板(304)沿着所述基板(202)的表面延伸，所述应变消除元件(310)沿着所述通信电缆(230)从所述主面板远离所述表面延伸。
4.根据权利要求1所述的电气装置(200)，其中，所述应变消除元件(310)是第一应变消除元件(331)，该第一应变消除元件包括附接到所述主面板(304)的第一近端(334)；所述接地端接部件(300)还包括第二应变消除元件(332)，该第二应变消除元件具有第二近端(336)，该第二近端连接到主面板并且定位成邻近第一应变消除元件的第一近端并且与该第一应变消除元件的第一近端基本上共面。
5.根据权利要求4所述的电气装置(200)，其中，所述第一应变消除元件(331)和所述第二应变消除元件(332)从所述主面板(304)在所述通信电缆(230)和第二通信电缆(230)之间延伸，第一应变消除元件接合所述通信电缆，第二应变消除元件接合第二通信电缆。
6.根据权利要求1所述的电气装置(200)，其中，所述电缆护套(238)具有进入开口(250)，该进入开口定位成距离所述电缆护套的护套边缘(252)一纵向距离；
其中所述连接端子(330)通过所述进入开口电耦合到接地元件(236)。
7.根据权利要求6所述的电气装置(200)，还包括位于所述进入开口(250)内的导电粘合材料，该导电粘合材料将所述连接端子(330)电耦合到所述接地元件(236)。
8.根据权利要求1所述的电气装置(200)，还包括：
第二通信电缆(230)，该第二通信电缆包括信号导体(232)的差分对、围绕所述信号导体的接地元件(236)以及围绕所述信号导体和接地元件的电缆护套(238)；其中信号导体中的每个都具有端接到基板(202)的相应信号触点(226)的导线端接端(240)，该导线端接端突出超过所述电缆护套的护套边缘(252)；
其中所述接地端接部件(300)还包括与第二通信电缆的至少一部分接合的第二应变消除元件(332)，其中第二应变消除元件包括第二连接端子(330)，该第二连接端子电耦合到所述第二通信电缆的第二接地元件。
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