CN116404490A - 受控阻抗可压缩连接器 - Google Patents

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Abstract

一种受控阻抗可压缩电连接器，其具有壳体，壳体具有至少一个端子接收腔，至少一个端子接收腔从壳体的第一表面延伸到壳体的第二表面。端子组件定位在壳体的至少一个端子接收腔的每一个中。端子组件具有第一固定中心端子、第二可移动中心端子、固定外壳、可移动外壳和弹性构件。端子组件被配置为允许当第二可移动中心端子和可移动外壳相对于第一固定中心端子、固定外壳和壳体移动时保持电连接器的阻抗。

Description

受控阻抗可压缩连接器
技术领域
本发明涉及一种具有受控阻抗的可压缩同轴连接器或适配器。具体地说，本发明涉及一种可压缩同轴连接器或适配器，该可压缩同轴连接器或适配器保持有利的阻抗，同时适应配合基底之间的配合接合变化。
背景技术
由于电子元件增加的复杂度，希望将更多的元件安装到电路板或其他基板上更小的空间内。因此，电路板中信号迹线和触头之间的空间已经缩小，然而电路板内容纳的信号迹线和触头的数量已经增加，从而增加了能够以越来越高的密度处理越来越高的速度的电连接器的需求。
为两个配合连接器半部或电路板之间提供相互连接的共轴连接器和适配器在产业内是众所周知的。必须严格控制高速应用中使用的连接器内的阻抗，以便保持信号的完整性，特别是在微型RF连接器中。阻抗通过在整个连接器上保持内部导体与外部壳体之间的准确间距来控制。因为两个配合连接器半部或电路板之间的间距可由于制造公差等而变化，所以此类连接器和适配器需要能够顺应两个配合连接器半部或电路板之间的配合距离的变化。如美国专利号9,735,519中所描述的附接的电缆接触件允许接触件吸收两个配合连接器之间的配合距离的差异，因为至少一侧连接到电缆，该电缆可以与弹簧加载接触件一起相对于保持块(或模块)移动。对于两个配合连接器内的接触件连接到基板的应用，在所需配合距离变化内保持内导体与外导体之间的准确间距(以及因此阻抗)变得困难。
因此，有益的是提供一种同轴连接器或适配器，该同轴连接器或适配器可压缩以及能够在配合距离变化内保持阻抗，以稳定板对板连接的信号完整性。
发明内容
一个实施例涉及一种受控阻抗可压缩电连接器，其具有壳体，壳体具有至少一个端子接收腔，至少一个端子接收腔从壳体的第一表面延伸到壳体的第二表面。端子组件定位在壳体的至少一个端子接收腔的每一个中。端子组件具有第一固定中心端子、第二可移动中心端子、固定外壳、可移动外壳和弹性构件。端子组件被配置为允许当第二可移动中心端子和可移动外壳相对于第一固定中心端子、固定外壳和壳体移动时保持电连接器的阻抗。
一个实施例涉及一种用于在第一配合部件与第二配合部件之间提供电连接的受控阻抗可压缩电连接器。受控阻抗可压缩电连接器具有壳体，壳体具有至少一个延伸穿过壳体的端子接收腔。端子组件定位于至少一个端子接收腔内。端子组件包括固定中心端子、可移动外壳、可移动中心端子和弹性构件。可移动外壳可在至少一个端子接收腔和壳体中移动。可移动中心端子在可移动外壳中延伸。可移动中心端子与可移动外壳一致地移动。当可移动中心端子和可移动外壳移动时，保持可移动中心端子与可移动外壳之间的相对间距。弹性构件在可移动外壳上施加偏置力。可移动外壳和可移动中心端子相对于固定中心端子和壳体的移动允许受控阻抗可压缩电连接器顺应第一配合部件与第二配合部件之间的间距变化。当可移动中心端子和可移动外壳相对于固定中心端子和壳体移动时，保持电连接器的阻抗。
通过下面结合附图对说明性实施例更加详细的描述，本发明的其它特征和优点将会变得明显，附图通过举例的方式说明本发明的原理。
附图说明
图1是用于说明性的共轴连接器系统中的适配器的接触件的说明性实施例的透视图。
图2是图1的接触件的分解透视图。
图3是沿着接触件的中心轴线截取的位于适配器壳体中的接触件的剖视图，示出了在与示例性固定基板配合之前的接触件和适配器。
图4是类似于图3的接触件的剖视图，示出了与示例性固定基板部分配合的接触件和适配器。
图5是接触件的剖视图，类似于图3，示出了与示例性固定基板完全配合的接触件和适配器。
具体实施方式
如图3至图5所示，说明性受控阻抗可压缩电连接器或适配器10具有壳体12，壳体12具有至少一个端子接收腔14，至少一个端子接收腔14从壳体12的第一表面16延伸到壳体12的第二表面18。在所示的实施例中，壳体12是具有主体20和盖22的两件式壳体。然而，可使用壳体12的其他配置，包括但不限于单件壳体。
第一肩部24从壳体12延伸到端子接收腔14中。在所示的示例性实施例中，第一肩部24关于端子接收腔14的整个圆周向内延伸。然而，可以使用第一肩部24的其他配置。第一肩部24位于第一表面16和第二表面18之间。
第二肩部26从壳体12延伸到端子接收腔14中。在所示的示例性实施例中，第二肩部26关于端子接收腔14的整个圆周向内延伸。然而，可以使用第二肩部26的其他配置。第二肩部26定位在第一表面与第二表面之间并且接近第一表面16。在所示的实施例中，第二肩部26设置在壳体12的盖22上。
端子组件30定位在壳体的至少一个端子接收腔14的每一个中。如图1和图2所示，端子组件30中的每一个包括第一固定中心端子32、第二可移动中心端子34、固定外壳36、可移动外壳38、弹性构件或弹簧40以及绝缘体42。
第一固定中心端子32具有第一配合部段44和第二配合部段46。在示出的说明性实施例中，第一配合部段44是插针，并且在远离第一表面16的方向上从第二表面18延伸。第一配合部段44被配置为完成到基板的电连接(未示出)。第二配合部段46是用于在其中接收第二可移动中心端子34的端部的阴型接收部。绝缘体42a位于第一配合部段44和第二配合部段46之间。绝缘体42a围绕第一固定中心端子32的圆周延伸。绝缘体42a的尺寸被设定成从第一固定中心端子32延伸到端子接收腔14的壁48。绝缘体42a将第一固定中心端子32适当地定位在端子接收腔14中并且将第一固定中心端子32保持在其中。在所示的说明性实施例中，第一固定中心端子32由铍铜形成，但是也可以使用具有适当导电和强度特性的其他材料，例如但不限于磷青铜。绝缘体42a可以由聚四氟乙烯(PTFE)或其他具有适当绝缘和强度特性的材料制成。
第二可移动中心端子34具有第一配合部段50和第二配合部段52。在示出的说明性实施例中，第一配合部段50是插针。第一配合部段50被配置为与第一固定中心端子32的第二配合部段46进行电连接。第二可移动中心端子34的第二配合部段52是用于接收第二基底56的配合接触件54的端部的阴型接收部。第二可移动中心端子34具有不同直径的部段，包括第一减小直径部段58和第二减小直径部段60。在所示的说明性实施例中，第二可移动中心端子34由铍铜形成，但是也可以使用具有适当导电和强度特性的其他材料，例如但不限于磷青铜。
第二绝缘体42b定位在第一减小直径部段58中。第二绝缘体42b围绕第一减小直径部段58的圆周延伸。第二绝缘体42a的尺寸被设定成从第二可移动中心端子34延伸到可移动外壳38。第二绝缘体42b将第二可移动中心端子34适当地定位在可移动外壳38中并且将第二可移动中心端子34保持在其中。
第三绝缘体42c与第二减小直径部段60配合。第三绝缘体42c围绕第二减小直径部段60的圆周延伸。第三绝缘体42c的尺寸被设定成从第二可移动中心端子34延伸到可移动外壳38。第三绝缘体42c将第二可移动中心端子34适当地定位在可移动外壳38中并且将第二可移动中心端子34保持在其中。
固定外壳36具有导电壁62和后壁64。导电壁62和后壁64形成第一端子接收腔66。第一端子接收腔66尺寸被设定为在其中接收第二可移动中心端子34的第一配合部段50和可移动外壳38的一部分。后壁64具有开口68，开口68的尺寸被设定成允许第二可移动中心端子34的第一配合部段50延伸穿过该开口68并且与第一固定中心端子32的第二配合部段46配合。安装肩部或突出部70从导电壁62在远离第一端子接收腔66的方向上延伸。安装突出部70与壳体12的第一肩部24协作，以将固定外壳36适当地定位并固定在端子接收腔14中。
在所示说明性实施例中，可移动外壳38包括第一可移动外壳74和第二可移动外壳76。然而，可以使用可移动外壳38的其他配置。在示出的说明性实施例中，第一可移动外壳74和第二可移动外壳76由铍铜形成，但是也可以使用具有适当导电和强度特性的其他材料，例如但不限于磷青铜。
第一可移动外壳74具有带有导电外壁77的管状配置。外壁77具有第一内径为D1的第一端子接收部分78、第二内径为D2的第二端子接收部分80以及第三内径为D3的第三端子接收部分82。第三内径D3大于第二内径D2，并且第二内径D2大于D1的第一内径。
第一端子接收部分78被配置为接收第二可移动中心端子34的第一减小直径部段58。第二端子接收部分80被配置为接收第一减小直径部段58和第二绝缘体42b。第二端子接收部分80与第二绝缘体42b协作，以将第二可移动中心端子34适当定位在可移动外壳38中并且将第二可移动中心端子34保持在其中。第三端子接收部段82被配置为接收第二可移动中心端子34和第二可移动外壳76的一部分。
第二可移动外壳76具有带有导电外壁84的管状配置。外壁84具有内径为D4的第一端子接收部分86和内径为D5的第二端子接收部分88。内径D4略大于内径D5。在所示说明性实施例中，内径D5大致等于第一可移动外壳74的第三内径D2，然而，可使用其他配置。
第二可移动外壳76的第二端子接收部分88被配置为接收第二可移动中心端子34的第二配合部段52。第二可移动外壳76的第一端子接收部分86被配置为接收第二可移动中心端子34的接近第二配合部段52的部分。第一端子接收部分86还被配置为接收第三绝缘体42c。第一端子接收部分86的肩部90与第三绝缘体42c协作，以将第二可移动中心端子34适当地定位在可移动外壳38中并且将第二可移动中心端子34保持在其中。第一端子接收部分86还被配置为接收在第一可移动外壳74的第三端子接收部段82中。第二可移动外壳76上设置有外突出部或肩部92，以便于第二可移动外壳76相对于第一可移动外壳74的适当定位。
弹簧40在固定外壳36和可移动外壳74之间延伸。在所示的实施例中，弹簧40在固定外壳36的安装突出部70与可移动外壳38的第一可移动外壳74的肩部94之间延伸。
在与配合连接器或基板56配合之前，连接器或适配器10处于图3所示的位置中。在这个位置中，第一固定中心端子32的第一配合部段44延伸超出壳体12的第二表面18。第二可移动外壳76的第二端子接收部分88和第二可移动中心端子34的第二配合部段52延伸超出壳体12的第一表面18。虽然在这个实施例中，第一固定中心端子32的第一配合部段44延伸超出壳体12的第二表面18，但是可使用第一配合部段44其他配置，诸如用于表面安装应用。
在图3所示的位置中，第二可移动中心端子34的第一配合部段50的末端部分定位在第一固定中心端子32的第二配合部段46中。第一配合部段50的剩余部分定位在固定外壳36的端子接收腔66中。可移动外壳38的第一可移动外壳74的第一端子接收部分78的末端部分也定位在固定外壳36的端子接收腔66中。
在这个位置中，弹簧40保持在稍微压缩的位置中。因此，弹簧40在安装突出部70上施加力以将固定外壳36偏置抵靠壳体10的第一肩部24。此外，弹簧40在可移动外壳38的第一可移动外壳74的肩部94上施加力以将第二可移动外壳76的突出部92偏置抵靠壳体的第二肩部26。在这样做时，端子组件30通过弹簧40的力维持在其初始或未配合的位置中。在初始或未配合位置中，在壳体12的第一肩部24与第一可移动外壳74的导电外壁77的自由端69之间的端子接收腔66中提供空间或凹腔67。
当适配器10和端子组件30移动成与第二基板56接合时，第二可移动外壳76的第二端子接收部分88移动成与第二基板56上的外壳55接合，如图4所示。此外，第二可移动中心端子34的第二配合部段52移动到与第二基板56的配合接触件54接合。这样做，在基板56与适配器10之间建立同轴电连接。
当完全插入时，如图5所示，第二可移动外壳76的第二端子接收部分88和第二可移动中心端子34的第二配合部段52被迫朝向壳体12的第二表面18向内移动。当这发生时，整个端子组件30从图3所示的位置向壳体12的第二表面18移动，如图5所示。
当端子组件30移动到图5所示的位置时。固定外壳36和第一固定中心端子32保持静止并且不移动。然而，端子组件30的其余部分(包括第二可移动端子38、第一可移动外壳74和第二可移动外壳76)一致地移动。因此，当端子组件30在端子接收腔14中移动或滑动时，第二可移动中心端子34相对于第一可移动外壳74和第二可移动外壳76的定位和间距不改变。这允许在适配器10与配合连接器或基板配合时适当地控制和维持端子组件30的阻抗。
特别是，当端子组件30从图3所示的第一位置移动到图5所示的第二位置时：保持第二可移动中心端子34的减小直径部段58相对于第一可移动外壳74的第一端子接收部分78的定位和间距；保持第二可移动中心端子34的减小直径部段58和第二绝缘体42b相对于第一可移动外壳74的第二端子接收部分80的定位和间距；保持第二可移动中心端子34的第二配合部段52相对于第二可移动外壳76的第二端子接收部分88的定位和间距；以及保持第二可移动中心端子34的接近第二配合部段52的部分和第三绝缘体42c相对于第二可移动外壳76的第二端子接收部分88的定位和间距。
以下各部段的配置以及尤其是间距被计算使得这些部段中的每一个中的阻抗与其他部段中的每一个中的阻抗匹配：在第一可移动外壳74的第一端子接收部分78中的第二可移动中心端子34的减小直径部段58；在第一可移动外壳74的第二端子接收部分80中的第二可移动中心端子34的减小直径部段58和第二绝缘体42b；在第二可移动外壳76的第二端子接收部分88中的第二可移动中心端子34的第二配合部段52；以及在第二可移动外壳76的第二端子接收部分88中的第二可移动中心端子34的接近第二配合部段52的部段和第三绝缘体42c。这允许信号在信号完整性较少损失或没有损失的情况下跨每个部段和跨端子组件30传输。
在端子组件30从图1所示的第一位置移动到图5所示的第二位置期间，第二可移动中心端子34的第一配合部段50从固定外壳36的第一接收腔66移动到第一固定中心端子32的第二配合部段46中。当这种情况发生时，当导电外壁77的自由端69朝向壳体12的第一肩部24移动时，空间或凹腔67的大小减小。固定外壳36的第一端子接收腔66和第一固定中心端子32的第二配合部段46被配置成使得这些部段中的阻抗在发生移动时匹配。这允许信号在信号完整性损失很小或没有损失的情况下跨这些部段传输。
当端子组件30从图3所示的第一位置移动到图5所示的第二位置时，弹簧40被进一步压缩。因此，当适配器10从第二基板56移动时，弹簧40将朝向无应力位置返回，从而在可移动外壳38的第一可移动外壳74的肩部94上施加力，从而致使第一可移动外壳74和端子组件30移动回到图3所示的初始或未配合位置。在这个位置中，可移动外壳38的第一可移动外壳74的肩部94邻接壳体12的第二肩部26。同样在这个位置，安装突出部70与壳体12的第一肩部24协作，以将固定外壳36适当地定位并固定在端子接收腔14中。
此外，使用具有偏置弹簧40的可移动端子组件30允许适配器10和端子组件30在配合连接器或基板之间提供受控且有利的阻抗，即使由于制造公差等而在配合基板之间存在配合接合变化时也是如此。当端子组件30被配置为如上所述移动时，无论第二可移动中心端子34的第一配合部段50移动到第一固定中心端子32的第二配合部段46中的距离如何，端子组件30的阻抗都受控。因为第一可移动外壳74、第二可移动外壳76和第二可移动中心端子34一致地移动，并且因为不管端子接收腔14中的位置如何，部件之间的间距都维持，所以阻抗无论位置如何都保持一致。这允许适配器10和可移动端子组件30顺应两个配合连接器或基板之间的配合距离变化，该配合距离变化由于连接器/基板和使用它们的系统中的制造公差造成。在本发明中，通过在整个连接器上保持内部固定中心导体或端子32、内部可移动中心导体或端子34、固定外壳34和可移动外壳36之间的准确间距，阻抗受控。

Claims (15)

1.一种受控阻抗可压缩电连接器(10)，包括：
壳体(12)，具有至少一个端子接收腔(14)，端子接收腔(14)从所述壳体(12)的第一表面(16)延伸到所述壳体(12)的第二表面(18)；
端子组件(30)，定位在所述壳体(12)的至少一个端子接收腔(14)中的每一个中，所述端子组件(30)具有第一固定中心端子(32)、第二可移动中心端子(34)、固定外壳(36)、可移动外壳(38)和弹性构件(40)；
其中，所述端子组件(30)被配置为允许当所述第二可移动中心端子(34)和所述可移动外壳(38)相对于所述第一固定中心端子(32)、所述固定外壳(36)和所述壳体(12)移动时，所述电连接器(10)的阻抗维持。
2.根据权利要求1所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述壳体(12)是具有主体(20)和盖(22)的两件式壳体(12)。
3.根据权利要求1所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，第一肩部(24)从所述壳体(12)延伸到所述端子接收腔(14)中，所述第一肩部(24)定位在所述第一表面(16)与所述第二表面(18)之间。
4.根据权利要求3所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，第二肩部(26)从所述壳体(12)延伸到所述端子接收腔(14)中，所述第二肩部(26)定位在所述第一表面(16)与所述第二表面(18)之间并且接近所述第一表面(16)。
5.根据权利要求1所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中所述，第一固定中心端子(32)具有第一配合部段(44)和第二配合部段(46)。
6.根据权利要求5所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述第一固定中心端子(32)的所述第一配合部段(44)是从所述壳体(12)的所述第二表面(18)在远离所述壳体(12)的所述第一表面(16)的方向上延伸的插针，所述第一固定中心端子(32)的所述第二配合部段(46)是用于在其中接收所述第二可移动中心端子(34)的端部的阴型接收部。
7.根据权利要求6所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，第一绝缘体(42a)定位在所述第一配合部段(44)与所述第二配合部段(46)之间，所述第一绝缘体(42a)围绕所述第一固定中心端子(32)的圆周延伸，所述第一绝缘体(42a)将所述第一固定中心端子(32)定位在所述端子接收腔(14)中并且将所述第一固定中心端子(32)保持在所述端子接收腔(14)中。
8.根据权利要求1所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述第二可移动中心端子(34)具有第一配合部段(44)和第二配合部段(46)，所述第一配合部段(44)被配置为与所述第一固定中心端子(32)进行电连接。
9.根据权利要求8所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述第一配合部段(44)是插针，所述第二可移动中心端子(34)的所述第二配合部段(46)是用于接收配合接触件(54)的端部的阴型接收部，所述第二可移动中心端子(34)具有不同直径的部段，包括第一减小直径部段(58)和第二减小直径部段(60)。
10.根据权利要求9所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，第二绝缘体(42b)定位在所述第一减小直径部段(58)中，所述第二绝缘体(42b)围绕所述第一减小直径部段(58)的圆周延伸并且被尺寸被设置为从所述第二可移动中心端子(34)延伸到所述可移动外壳(38)，所述第二绝缘体(42b)将所述第二可移动中心端子(34)定位在所述可移动外壳(38)中并且将所述第二可移动中心端子(34)保持在所述可移动外壳(38)中。
11.根据权利要求10所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，第三绝缘体(42c)与所述第二减小直径部段(60)协作，所述第三绝缘体(42c)围绕所述第二减小直径部段(60)的圆周延伸，所述第三绝缘体(42c)的尺寸被设定成从所述第二可移动中心端子(34)延伸到所述可移动外壳(38)，所述第三绝缘体(42c)将所述第二可移动中心端子(34)定位在所述可移动外壳(38)中并且将所述第二可移动中心端子(34)保持在其中。
12.根据权利要求8所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述固定外壳(36)具有导电壁(62)和后壁(64)，所述导电壁(62)和后壁(64)形成第一端子接收腔(66)，所述第一端子接收腔(66)尺寸被设置为接收所述第二可移动中心端子(34)的所述第一配合部段(44)和所述可移动外壳(38)的一部分，所述后壁(64)具有开口，所述开口尺寸被设置为允许所述第二可移动中心端子(34)的所述第一配合部段(44)延伸穿过所述开口。
13.根据权利要求8所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述可移动外壳(38)包括第一可移动外壳(74)和第二可移动外壳(76)。
14.根据权利要求13所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述第一可移动外壳(74)具有导电外壁(77)的管状配置，所述外壁(77)具有第一内径(D1)的第一端子接收部分(78)、第二内径(D2)的第二端子接收部分(80)和第三内径(D3)的第三端子接收部分(82)，所述第三内径(D3)大于所述第二内径(D2)，并且所述第二内径(D2)大于所述第一内径(D1)。
15.根据权利要求14所述的受控阻抗可压缩电连接器(10)，其中，所述第一端子接收部分(78)被配置为接收所述第二可移动中心端子(34)的第二减小直径部段(60)，所述第二端子接收部分(80)被配置为接收所述第二减小直径部段(60)和所述第二绝缘体(42b)，所述第三端子接收部分(82)被配置为接收所述第二可移动中心端子(34)和所述第二可移动外壳(76)的一部分。
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