CN114762199A - 隔离对四轴互连 - Google Patents
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Abstract
一种四轴触头组件，包括隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并且限定有四个槽，所述四个槽沿着所述纵向轴线延伸并且围绕所述纵向轴线周向地间隔开，所述四个槽能够经由所述隔离件中的径向开口接近。该四轴触头组件还包括四个触头，每个触头被配置成通过将四个触头中的每一个沿径向压入相应的槽中而被四个槽中的相应的槽接收。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月4日提交的申请号为62/930,142、标题为Isolated PairQuadrax Interconnect(隔离对四轴互连)的美国临时申请的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用整体结合于此。
背景技术
1.技术领域
本说明书涉及一种四轴触点组件，其设计为将四轴电缆连接到另一四轴电缆，或将四轴电缆连接到另一四轴触头或连接器。
2.相关技术的描述
同轴电缆是一种具有内导体的电缆，所述内导体被同心导电屏蔽体包围，该同心导电屏蔽体通过介电材料与所述导体分离。同轴电缆可以以相对低的损耗传送高频电信号。双轴电缆类似于同轴电缆，但利用两个内导体而不是同轴电缆的一个导体。四轴电缆类似于双轴电缆，但包括四个内导体而不是双轴的所述两个。
因为内导体传输差分对信号，所以对于四轴电缆和连接器来说，设计成特定的规格是重要的。为了满足四轴的严格要求，这种连接器和触头通常设计成具有多个部件，每个部件都连接在一起以形成触头或触头组件。然而，这种复杂的部件导致传统的四轴触头组件相对昂贵，并且制造和组装复杂。
因此，在本领域中需要一种四轴连接器，其提供高质量的数据传输，并且相对便宜且易于制造和组装。
发明内容
本文描述了一种四轴触头组件(quadrax contact assembly)。该四轴触头组件包括隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并限定有四个槽，所述四个槽沿着纵向轴线延伸并且围绕纵向轴线周向地间隔开，所述四个槽能够经由隔离件中的径向开口接近。该四轴触头组件还包括四个触头，每个触头被配置成通过将四个触头中的每一个沿径向压入相应的槽中而被四个槽中的相应的槽接收。
还描述了一种四轴触头组件。该四轴触头组件包括隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并限定有四个槽，所述四个槽沿着纵向轴线延伸并且围绕纵向轴线周向地间隔开。四轴触头组件还包括四个触头，每个触头被配置成通过将四个触头中的每一个沿径向压入相应的槽中而被四个槽中的相应的槽接收。该四轴触头组件还包括导电的外部主体，其被配置为从隔离件和四个触头径向向外定位并且至少部分地包围隔离件和四个触头。该四轴触头组件还包括部分导电的屏障，其被配置成位于四个触头中的第一组两个触头和四个触头中的第二组两个触头之间。
还描述了一种四轴触头组件。该四轴触头组件包括隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并限定四个槽，所述四个槽沿着纵向轴线延伸并且围绕纵向轴线周向地间隔开，所述四个槽能够经由隔离件中的径向开口接近。该四轴触头组件还包括四个触头，每个触头被配置成通过将四个触头中的每一个沿径向压入相应的槽中而被四个槽中的相应的槽接收。四轴触头组件还包括部分导电的屏障，其被配置成位于四个触头中的第一组两个触头和四个触头中的第二组两个触头之间。
附图说明
在研究了下面的附图和详细描述之后，本发明的其它系统、方法、特征和优点对本领域技术人员来说将是显而易见的。附图中所示的组成部件不一定是按比例的，并且可以被放大以更好地示出本发明的重要特征。
图1A示出了根据本发明各种实施例的不具有外部主体的四轴触头组件的立体图；
图1B示出了根据本发明的各种实施例的图1A的四轴触头组件的立体截面图；
图1C示出了根据本发明各种实施例的图1A的四轴触头组件的触点侧的截面图；
图1D示出了根据本发明各种实施例的图1A的四轴触头组件的电缆侧的截面图；
图1E示出了根据本发明的各种实施例的图1A的四轴触头组件的回归平面的立体截面图；
图2A示出了根据本发明的各种实施例的四轴触头组件的立体图；
图2B示出了根据本发明不同实施例的图2A的四轴触头组件的分解图；
图2C示出了根据本发明各种实施例的图2A的四轴触头组件的一部分的立体图；以及
图3示出了根据本发明的各种实施例的四轴触头组件的分解图。
具体实施方式
这里公开的四轴触头组件或四轴触头系统被设计成端接四轴电缆，以提供大于10千兆比特每秒(Gbps)的带宽，同时实现10-12或更小的误码率。该四轴触头组件更可大幅减少近端与远端串音的问题，确保无比的四轴电性效能。由此，该四轴触头组件提供了双轴水平的能力，而没有双轴系统中存在的鲁棒性问题(例如活塞作用，pistoning)。该四轴触头组件获得标称平均超过100欧姆的特征阻抗值，为用于该四轴触头组件使用的互连的印刷电路板(PCB)型的阻抗的电容性下降提供峰值储备。这些特性通过使用以下所揭示的各种特征来达成，例如固定端接接地(solid terminated ground，而非传统上所使用的浮动接地)及向四轴触头组件内的各种触点提供绝缘特性的单个隔离件。
该四轴触头组件可用于多种连接器组件，以用于军事、医疗或其它具有高保真要求的系统。例如，该四轴触头组件可用于D-Sub、ARINC、D38999或其它高保真度连接器组件中。
参看图1A-图1E，四轴触头组件100具有纵向轴线A-A’。该四轴触头组件100的第一侧102作为触点侧102操作且设计为耦接到另一四轴触头。该四轴触头组件100的另一侧104作为电缆侧104操作。在一些实施例中，电缆侧104被设计成耦接到四轴电缆(即，具有两组差分对导线或引线的电缆)。在这方面，该四轴触头组件100可与另一四轴触头结合使用，以将两个四轴电缆连接在一起(例如，每一四轴触头组件的电缆侧104连接到四轴电缆，且每一四轴触头组件的触点侧102连接在一起，以电连接所述两个四轴电缆)。在一些实施例中，触点侧102和电缆侧104可具有相同的特性，并且在一些实施例中，触点侧102和电缆侧104可具有不同的特性(如图1C和1D中详细示出的)。
该四轴触头组件100包括沿该四轴触头组件的纵向轴线A-A’延伸的隔离件(isolator)106。该隔离件106限定或包括沿着隔离件106的长度延伸的四个槽108。该四个槽108可以围绕隔离件106周向地间隔开。在一些实施例中，四个槽108可沿周向均匀地间隔开，或者可沿周向以不同的距离间隔开。四个槽108中的每一个都可以具有由隔离件106限定的径向开口110。四个槽108的径向开口110可以沿着隔离件106的整个长度延伸。
该四轴触头组件100可进一步包括四个触头112。该四个触头112中的每一个都设计成由四个槽108中的一个接收。在一些实施例中，四个触头112中的每一个可压配合到相应的槽中，或者可以以其它方式放置在相应的槽中。例如，一个或多个触头112可轴向插入相应的槽中。四个触头112中的两个可作为第一差分对操作，并且剩余的两个触头112可作为第二差分对操作。
四个触头112中的每一个可在一端具有阳触点，在另一端具有导线或导体终端。阳触点可以在一端与阴触点接合，在另一端与导线或导体终端接合，以提供配合的接口。在一些实施例中，触头112的一端或两端可通过任何其它方式(例如压接、焊接等)连接到另一电气部件(例如导线或其它连接器(例如PCB安装焊料或无焊接口))。例如，四个触头112中的每一个(例如，在触头的端部处)可以具有线缆压接或焊接区域以便于连接到隔离件106或其它电气部件。
隔离件106可以作为绝缘体操作。为此，隔离件106可以由诸如塑料、橡胶的非导电材料或任何其他电绝缘体形成。由此，隔离件106可以将四个触头112中的每一个彼此隔离。
隔离件106可以整体地(monolithically)或一体地形成。换句话说，隔离件106可以是单个部件并且可以由单件材料形成。这是有益的，因为其减少了四轴触头组件100的部件数量，从而降低了四轴触头组件100的总成本，并提高了组装的容易性。另外，形成单个、整体的部件比形成多个部件(尤其是如果多个部件具有不同的形式或形状)更便宜并且更容易制造。
四个触头112中的每一个在四轴触头组件100的轴向端114、116(例如触点侧102和电缆侧104)处的直径可大于在更靠近触头112的中心118的位置处的直径。四个槽108可以具有类似的尺寸，以允许触头112和槽108之间沿着槽108和触头112的整个长度的压配合或其它抵接配合。为此，四个槽108的形状可以沿着其整个长度匹配或类似于四个触头112的形状。
四轴触头组件100可进一步包括外部主体120。外部主体120可以被设计为位于隔离件106和四个触头112的径向外侧。由此，外部主体120可以包围四个触头112和隔离件106。在一些实施例中，通过从触点侧102或电缆侧104沿着轴向方向移动外部主体120，该外部主体120可以在隔离件106和触头112上滑动或以其他方式被操纵。
外部主体120可以是导电的。由此，外部主体可以由金属或任何其它导电材料形成，例如铜、锡、铝等。外部主体120可设计为耦接到固体端接接地而非充当浮动接地，因此改进了四轴触头组件100的性能。例如，外部主体120可以与另一个四轴触头组件的外部主体配合，并且外部主体120的这种配合可以提供从电缆屏蔽体到电缆屏蔽体或者从PCB到电缆屏蔽体的通过触头的接地连续性。在一些实施例中，外部主体120可一体地或整体地形成，这意味着其可包括单件材料或由单件材料形成。在一些实施例中，外部主体120可以包括多个外部主体部分，所述多个外部主体部分永久地或可移除地耦接在一起以形成单个外部主体子组件120。
在一些实施例中，四个触头112可以被封闭在外部主体120和隔离件106之间。由此，由于触头112压配合到隔离件106的槽108中的一个或多个，触头112可以通过被包围在隔离件106和外部主体120之间等而保持在适当位置。
外部主体120可以以多种方式中的任何一种耦接到隔离件106和/或四个触头112。例如，可以使用粘合剂将部件联接在一起。作为另一示例，紧固件(例如螺钉、螺母、夹具、卡环等)可以紧固到外部主体120和隔离件106，以将两者联接在一起。作为又一示例，外部主体120可围绕隔离件106卷曲(例如，在电缆侧104或任何其它位置处)，以将四轴触头组件100的部件紧固在一起。
外部主体120可以限定感应腔122，其形成围绕每个触头112的一部分的开放区域。可以选择感应腔122的尺寸和形状以实现四轴触头组件100的期望阻抗。该感应腔122可以位于沿着隔离件106的长度的任何位置处。在一些实施例中，感应腔122可以位于触点侧102或电缆侧104中的一个或两个的近侧。
在一些实施例中，外部主体120或隔离件106中的一个可以限定或包括键124，该键124被设计为与外部主体120或隔离件106中的另一个的键孔126接合。键124和键孔126可以在将外部主体120联接到隔离件106时便于外部主体120和隔离件106的对准。
在一些实施例中，隔离件106可以限定有两个槽128、130。该两个槽128、130可以朝向隔离件106的径向中心向内延伸。两个槽128、130中的每一个可以在一对触头112之间延伸。例如，槽128可在第一触头132和第二触头134之间延伸。外部主体120可以限定有两个向内延伸的部分或翼136、138。第一向内延伸的翼136可以由第一槽128接收，并且第二向内延伸的翼138可以由第二槽130接收。由此，向内延伸的翼136、138中的每一个可以位于一对触头112之间(例如，第一向内延伸的翼136可以位于第一触头132和第二触头134之间)。由此，向内延伸的翼136、138可以作为集成到四轴触头组件100的主体中的部分导电的屏障来操作(例如，由于外部主体120的导电特性，并且因此，由于向内延伸的翼136、138的导电特性)。
现在参见图2A、2B和2C，另一四轴触头组件200可包括与图1A的四轴触头组件100类似的特征。该四轴触头组件200包括作为触点侧202操作且设计成耦接到另一四轴触头的第一侧202和作为电缆侧204操作的第二侧204。
该四轴触头组件200包括沿四轴触头组件200的纵向轴线的一部分延伸的隔离件206。该隔离件206可以包括两个或更多个分离的隔离件部分207、209。由此，两个或更多个隔离件部分207、209可以一起形成隔离件206。当组装四轴触头组件200时，两个或更多个分离的部分207、209可彼此接触，或者当组装四轴触头组件200时，其可间隔开。其中一个部分209限定或包括沿着该部分209的长度延伸的四个槽208。该四个槽208可围绕部分209周向地间隔开。在一些实施例中，四个槽108可沿周向均匀地间隔开，或者可沿周向以不同的距离间隔开。四个槽208中的每一个都可以具有由部分209限定的径向开口。四个槽208的径向开口可以沿着部分209的整个长度延伸。另一部分207可限定周向封闭的槽210。在一些实施例中，槽210可以在径向方向上部分敞开。该另一部分207的槽210可以通过轴向插入触头而接收触头。
四轴触头组件200可进一步包括四个触头212。四个触头212中的每一个都设计成由部分209的四个槽208中的一个接收。在一些实施例中，四个触头212中的每一个触头可以压配合到相应的槽中或者可以以其它方式放置在相应的槽中。例如，一个或多个触头212可轴向插入相应的槽中。四个触头212中的每一个可由部分207的四个槽210中的一个接收。四个触头212中的两个可作为第一差分对操作，并且剩余的两个触头212可作为第二差分对操作。
四轴触头组件200可以进一步包括导电的外部主体组件220。该外部主体组件220可以被设计成从隔离件206和四个触头212径向向外定位。由此，外部主体组件220可以至少部分地包围四个触头212和隔离件206。在一些实施例中，通过从触点侧202或电缆侧204沿着轴向方向移动外部主体220，外部主体组件220可以在隔离件206和触头212上滑动或以其它方式被操纵。
外部主体组件220可以包括第一部分221和第二部分223。第一部分221被设计为至少部分包围和封闭隔离件206的部分207，并且第二部分223被设计为至少部分包围和封闭隔离件206的部分209。当四轴触头组件200被组装以提供沿其的接地连续性时，第一部分221和第二部分223可以接触。在一些实施例中，第一部分221可以与第二部分223间隔开，其中接地连续性由另一装置提供。外部主体组件220可以以诸如卡环、紧固件、过盈配合等多种方式中的任何一种方式耦接到四轴触头组件200。
四轴触头组件200可以进一步包括部分导电的屏障236。部分导电的屏障236可以包括一个、两个或多个分离的片，其在四个触头212中的两个之间形成屏障。如图2B所示，部分导电的屏障236可以包括两个分离的屏障，使得其中一个屏障将两个触头212彼此分离，而另一屏障将另外两个触头212彼此分离。
隔离件206的部分207可以形成有两个槽237，每个槽被设计成接收两个屏障236中的一个，并且隔离件206的部分209可以形成另外两个槽239，每个槽被设计成接收两个屏障236中的一个。由此，屏障236可以通过槽237、239保持在适当位置，并且可以通过将外部主体组件220围绕隔离件206和屏障236放置而限制屏障236与槽237、239的分离。屏障236可以在外部主体组件220的部分221、223之间提供接地连续性。
在一些实施例中，隔离件206的部分207可以被设计成包括防斜插特征250。例如，防斜插特征250可以包括槽或开口，对应连接器的卡销被接纳到该槽或开口中的，或者防斜插特征250可以包括卡销，该卡销将被对应连接器的槽或开口接纳。
简要参照图3，另一四轴触头组件300可包括与图2A、2B和2C的四轴触头组件200相似或相同的特征。然而，该四轴触头组件300可以包括部分导电的屏障336，其包括通过中心部分341接合在一起的两个屏障337、339。由此，屏障337、339和中央部分341可以形成大致H形的屏障336。H形屏障336可以以与图2A的屏障226类似的方式相对于四轴触头组件300保持在适当位置。屏障337可以位于两个相邻的触头之间，并且屏障339可以位于剩余的两个相邻的触头之间。
以上以说明性的方式公开了方法/系统的示例性实施例。因此，在全文中使用的术语应当以非限制性的方式来阅读。尽管本领域技术人员可以对这里的教导进行微小的修改，但是应当理解，旨在被包括在这里所授权的专利的范围内的是所有这样的实施例，这些实施例合理地落入由此对本领域所贡献的改进的范围内，并且除了根据所附权利要求及其等同物之外，该范围不应当被限制。
Claims (20)
1.一种四轴触头组件，包括：
隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并且限定有四个槽，所述四个槽沿着所述纵向轴线延伸并且围绕所述纵向轴线周向地间隔开，所述四个槽能够经由所述隔离件中的径向开口接近；以及
四个触头，每个触头构造成通过将四个触头中的每个沿径向方向压入相应的槽中而由四个槽中的相应的槽接收。
2.如权利要求1所述的四轴触头组件，其中，所述四个触头中的每一个在所述四个触头的轴向端部处具有比在更靠近所述四个触头的轴向中心的位置处更大的直径，并且其中，所述径向开口在所述四个槽的轴向端部处具有更大的距离，以匹配所述四个槽在所述轴向端部处的更大的直径。
3.如权利要求1所述的四轴触头组件，其中，所述隔离件用作所述四个触头中的每一个之间的绝缘体。
4.如权利要求1所述的四轴触头组件，其中，所述隔离件整体地形成。
5.如权利要求1所述的四轴触头组件，还包括外部主体，所述外部主体被配置成从所述隔离件和所述四个触头径向向外定位并且至少部分地包围所述隔离件和所述四个触头。
6.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述外部主体限定有感应腔，所述感应腔被配置成在接近所述外部主体的轴向端部的位置处至少部分地围绕所述四个触头中的每一个，以实现所述四轴触头组件的预定阻抗。
7.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述外部主体包括单体件且被设计成沿所述隔离件的所述纵向轴线滑动就位。
8.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述隔离件或所述外部主体中的至少一个包括键，以便于所述隔离件相对于所述外部主体的对准。
9.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述外部主体是导电的且包括两个向内延伸部，每个向内延伸部被配置成朝向所述隔离件的纵向轴线延伸以在所述四个触头中的两个触头之间形成部分导电的屏障。
10.如权利要求5所述的四轴触头组件，进一步包括部分导电的屏障，所述屏障被配置为位于所述四个触头的第一组两个触头与所述四个触头的第二组两个触头之间。
11.如权利要求10所述的四轴触头组件，其中，所述外部主体包括第一轴向主体部分和被配置为与所述第一轴向主体部分接合的第二轴向主体部分，所述第一轴向主体部分被配置为从第一轴向方向接收所述部分导电的屏障，并且所述第二轴向主体部分被配置为从第二轴向方向接收所述部分导电的屏障，以使得所述部分导电的屏障被所述第一轴向主体部分或所述第二轴向主体部分中的至少一个保持就位。
12.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述外部主体是导电的，且被配置成耦接至固定端接接地。
13.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，第一对触头中的至少一个包括第一对插座触点，第二对触头中的至少一个包括第一对管脚触点，或者所述第一对触头包括所述第一对插座触点，所述第二对触头包括第二对插座触点。
14.如权利要求5所述的四轴触头组件，其中，所述四个触头是与多个相关的连接器外壳结构和设计兼容的空腔。
15.如权利要求1所述的四轴触头组件，还包括电缆侧和触点侧，其中所述四个触头被配置成在所述电缆侧耦接到四轴电缆并且在所述触点侧耦接到另一触头。
16.如权利要求1所述的四轴触头组件，进一步包括具有插座结构的外部主体，其中所述四轴触头组件被配置成与具有外部主体的第二四轴触头组件配合，该外部本体具有用于在配合状态下提供接地连续性的销结构。
17.如权利要求1所述的四轴触头组件，其中，所述隔离件包括第一部分和与所述第一部分分离的第二部分，其中所述第一部分限定所述四个槽中的每一个。
18.一种四轴触头组件，包括：
隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并且限定有四个槽，所述四个槽沿着所述纵向轴线延伸并且围绕所述纵向轴线周向地间隔开；
四个触头，每个触头构造成通过将所述四个触头中的每个触头沿径向方向压入所述四个槽中的相应槽中而由相应的所述槽接收；
导电的外部主体，所述导电的外部主体被配置为从所述隔离件和所述四个触头径向向外定位并且至少部分地包围所述隔离件和所述四个触头；以及
部分导电的屏障，该部分导电的屏障被配置为位于所述四个触头中的第一组两个触头和所述四个触头中的第二组两个触头之间。
19.如权利要求18所述的四轴触头组件，其中，所述导电的外部主体包括第一轴向主体部分及配置为与所述第一轴向主体部分接合的第二轴向主体部分，所述第一轴向主体部分配置为从第一轴向方向接收所述部分导电的屏障，且所述第二轴向主体部分配置为从第二轴向方向接收所述部分导电的屏障，以使得所述部分导电的屏障由所述第一轴向主体部分或所述第二轴向主体部分中的至少一个保持就位。
20.一种四轴触头组件，包括：
隔离件，所述隔离件具有纵向轴线并且限定有四个槽，所述四个槽沿着所述纵向轴线延伸并且围绕所述纵向轴线周向地间隔开，所述四个槽能够经由所述隔离件中的径向开口接近；
四个触头，每个触头构造成通过将所述四个触头中的每个沿径向方向压入所述四个槽中的相应槽中而由相应的所述槽接收；以及
部分导电的屏障，该部分导电的屏障被配置为位于四个触头中的第一组两个触头和四个触头中的第二组两个触头之间。
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