CN1224142C - 电连接器 - Google Patents

Abstract

一种板对板的电连接器构成为，当连接器(2)和(3)相互装配时，电容耦合板(24)和(34)形成彼此部分地面对并且间隔开的状态，并且通过调节由电容耦合板(24)和(34)的部分地面对部分所形成的面积以及电容耦合板(24)和(34)的部分地面对部分之间的距离来调节电容耦合板(24)和(34)之间的耦合电容。用这样的结构就能获得具有特定带通特性的板对板的电连接器。

Description

电连接器

技术领域

本发明涉及一种用于互连两个板的电连接器。

背景技术

用于互连两个板或等效物的板对板的电连接器已经得到发展。

一般地，板对板电连接器具有一对阴、阳连接器，它们各自具有一个或多个触点。当一对阴、阳连接器相互装配时，它们的触点彼此间形成物理接触，从而这两个板或等效物电方面上进行连接。由于板对板连接器的一对阴、阳连接器的触点彼此间形成物理接触，所以此类板对板的电连接器不具备使只在特定频带内的信号才能从成对连接器中的一个传送到另一个的带通特性。

因此，在这种通用型的板对板电连接器中还需要有一噪声截止滤波器来截止从一个连接器传送到另一个连接器的噪声。同样，为了只让特定频带内的信号从一个连接器传送到另一个连接器，还需要有另一个具有相应的带通特性的带通滤波器。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有带通特性的板对板的电连接器。

本发明的电连接器包括具有第一导体的第一连接器；以及具有第二导体的第二连接器，当第二连接器被装配到第一连接器上时，第二导体处于这样的状态，其中第二导体的至少一部分与第一导体的一部分相面对并与其间隔开，其中调节第一导体和第二导体之间的电容，使得只有在特定频带内的信号才能被允许从第一连接器传送到第二连接器。

根据如此构成的板对板电连接器，当第一连接器和第二连接器相互装配时，第一导体和第二导体处于这样的状态，其中它们局部上地彼此面对，并彼此间隔开，并且调节第一导体和第二导体之间的电容，从而使得只有在特定频带内的信号才能被允许从第一连接器传送到第二连接器，这样就能获得具有特定带通特性的板对板电连接器。另外，当第一连接器和第二连接器相互装配时，第一和第二导体彼此间形成非接触状态，这样就能避免常规的接触式电连接器中由于导体彼此接触而造成的阻抗增大。其结果为，防止了板对板电连接器的带通特性的恶化。

在上述板对板电连接器中，通过调节第一导体和第二导体之间的介电常数、第一和第二导体的面对面部分之间的距离、或者由第一和第二导体的面对部分形成的面积，来对第一导体和第二导体之间的电容进行调节。

根据如此构成的板对板电连接器，第一导体和第二导体之间的电容很容易调节到一特定值，这样就容易地提供一种具有特定带通特性的板对板电连接器。

在上述板对板电连接器中，设置在第一连接器和第二连接器的任一个中的导体板，其中该第一连接器设有一个或多个第一导体，当第一连接器和第二连接器相互装配时，第一导体面对导体板，其中该第二连接器设有一个或多个第二导体，当该第一连接器和该第二连接器相互装配时，第二导体面对导体板，并且还与第一导体形成电容耦合，且其中，一对或多对电容耦合的第一和第二导体相对于导体板彼此相对放置。

根据如此构成的板对板电连接器，由于导体板位于各个成对的信号线之间，该信号线由第一导体和与其对应的第二导体所形成的，这样就可以防止通过各条信号线传输的信号相互干扰。另外，当各个成对的第一导体和与其对应的第二导体之间的电容可调节成彼此不同的值时，就能获得具有不同带通特性的板对板电连接器。

附图说明

图1是本发明的板对板的电连接器的截面透视图；

图2是图1截面透视图所示的板对板电连接器的一个连接器的透视图；

图3是图1截面透视图所示的板对板电连接器的另一个连接器的透视图；

图4是示意图，其表示设置于图1截面透视图所示的板对板电连接器中的电容耦合板的等效电路；

图5是给出电感器的频率特性的轮廓曲线图的示意图；

图6是给出电容器的频率特性的轮廓曲线图的示意图；

图7是给出图4所示的等效电路的频率特性的轮廓曲线图的示意图；以及

图8是示意图，图8a表示图1截面透视图所示的板对板电连接器的中设置的相对的电容耦合板的面对部分所形成的区域，以及图8a表示电容耦合板的面对部分之间的距离。

具体实施方式

以下要参照附图对本发明的一个优选实施例进行描述。

如图1-3所示，板对板的电连接器1包括一对阴、阳连接器，该板对板的电连接器1包括连接器2和连接器3。

如图2所示，连接器2包括外壳21、保持在外壳21中的主要用于低速信号的端子组22以及保持在外壳21中的主要用于高速信号的端子组23。

外壳21是由单件形成的，其包括用于保持端子组22的端子组保持部21a，和用于保持端子组23的端子组保持部21b。端子组保持部21a具有凹入部21c。另一方面，端子组保持部21b具有三个凹入部21d、21e和21f。

端子组22包括形状相同并排列成两列四行的总共八个触点22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g和22h。这些触点容纳在外壳21的端子组保持部21a的凹入部21c中。

端子组23被保持在外壳21的端子组保持部21b中，并且包括两个电容耦合板24、25以及三个导体板26、27和28。

电容耦合板24为具有平板形状的导体，其被保持在外壳21中，以便使其容纳于端子组保持部21b的凹入部21d内。当连接器2和连接器3互相装配时，电容耦合板24处于一种状态，即其部分地与连接器3的电容耦合板34的一部分相面对并与之间隔开，连接器3以下将描述。

电容耦合板25是具有平板形状的导体，其被保持在外壳21中，以便使其容纳于端子组保持部21b的凹入部21e内，并且使其与电容耦合板24平行。当连接器2和连接器3互相装配时，电容耦合板25处于一种状态，即其部分地与连接器3的电容耦合板35的一部分相面对并与之间隔开，连接器3以下将描述。

如图1所示，当连接器2和3相互装配时，下述的连接器3的电容耦合板34与电容耦合板24局部地面对而不与其接触，电容耦合板24与连接器3的电容耦合板34共同使用以形成信号线S1，该信号线用于从其上装有连接器2的印刷电路板(未示出)向其上装有连接器3的印刷电路板(未示出)传送信号或者是反方向传送信号。同样，当连接器2和3相互装配时，下述的连接器3的电容耦合板35与电容耦合板25局部地面对而不与其接触，电容耦合板25与连接器3的电容耦合板35共同使用以形成信号线S2，该信号线用于从其上装有连接器2的印刷电路板(未示出)向其上装有连接器3的印刷电路板(未示出)传送信号或者是反方向传送信号。

每个导体板26、27和28具有扁平板形状。导体板26被保持在外壳21中，以便使其容纳于端子组保持部21b的凹入部21d内，并且使其与电容耦合板24平行。导体板27被保持在外壳21中，以便使其容纳于端子组保持部21b的凹入部21e内，并且使其与电容耦合板25平行。进而，导体板28被保持在外壳21中，以便使其容纳于端子组保持部21c的凹入部21f内，并且使其与导体板26和27平行。

如图3所示，连接器3包括外壳31、保持在外壳31中的主要用于低速信号的端子组32以及保持在外壳31中的主要用于高速信号的端子组33。

外壳31是由单件形成的，其包括用于保持端子组32的端子组保持部31a，和用于保持端子组33的端子组保持部31b。端子组保持部31a具有凸出部31c。另一方面，端子组保持部31b具有U型的框架部位31d，并且其包括突出部31e和31f。

端子组32包括形状相同并排列成两列四行的总共八个触点32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g和32h。这些触点被保持在设在外壳31的端子组保持部31a内的凸出部31c的侧壁中。

端子组33被保持在外壳31的端子组保持部31b中，并且其包括两个电容耦合板34和35。

电容耦合板34为具有平板形状的导体。电容耦合板34被保持在外壳31中，以便使其位于设在端子组保持部31b中的突出部31e和31f之间。电容耦合板34被保持在外壳31中，当连接器2和连接器3互相装配时，使其与连接器2的导体板26平行，并且与电容耦合板24的一部分相面对并与其间隔开。

电容耦合板35为具有平板形状的导体。电容耦合板35被保持在外壳31中，以便相对于设在端子组保持部31b中的凸出部31f使其位于突出部31e的相对侧。电容耦合板35被保持在外壳31中，当连接器2和连接器3互相装配时，使其与连接器2的导体板27平行，并且与电容耦合板25的一部分相面对并与其间隔开。

以下要对连接器2和3的装配进行描述。

当设在连接器3的外壳31中的凸出部31c容纳于设在连接器2的端子组保持部21中的凹入部21c内时，连接器2的端子组22和连接器3的端子组32彼此形成接触。

同样，连接器2的端子组保持部21b容纳于连接器3的端子组保持部31b的框架部位31d中。然后，将设在连接器3的外壳31中的突出部位31e和该连接器的电容耦合板34容纳于设在连接器2的端子组保持部21b中的凹入部21d内，使其位于连接器2的导体板26和电容耦合板24之间。这样，电容耦合板24和电容耦合板34以非接触的状态局部上地彼此面对。同样将设在连接器3的外壳31中的突出部31f和连接器3的电容耦合板35容纳于设在连接器2的端子组保持部21b中的凹入部21e内，使其位于连接器2的导体板27和电容耦合板25之间。这样，电容耦合板25和电容耦合板35以非接触的状态局部上地彼此面对。

以下要解释本发明的板对板电连接器的带通特性。

当连接器2和连接器3互相装配时，由于电容耦合板24和电容耦合板34以非接触的状态局部上地彼此面对，并且在电容耦合板24和电容耦合板34之间形成一电容，该电容取决于电容耦合板24和34的面对部分所形成的面积，并且取决于电容耦合板24和34的面对部分之间的距离。同样，在每个电容耦合板24和34中还会形成一电感。

从这一点出发，就得到了图4所示的关于电容耦合板24和电容耦合板34的一个等效电路。在图4中，电感器51对应着电容耦合板24的电感，而电感器51的电感在此处用L1表示。电感器52对应着电容耦合板34的电感，而电感器52的电感在此处用L2表示。电容器53对应着电容耦合板24和电容耦合板34之间的电容，而电容器53的电容在此处用C1表示。

以下要讨论图4所示的等效电路的带通特性原理。

一般来说，电感器51和52具有的频率特性为随着频率f的增大而衰减会增加，如图5示意地所示。另一方面，电容器53具有的频率特性为随着频率f的增大而衰减会减少，如图6示意地所示。所以，图4所示等效电路的衰减轮廓曲线是由电容器53的衰减与电感器51和52的衰减的总和得出的，在图7中用实线表示。所以，涉及电容耦合板24和电容耦合板34的等效电路具有带通特性。值得注意的是在图7中的点划线代表电感器51的衰减和电感器52的衰减的总和，而图7中的虚线代表电容器53的衰减。

以下进一步讨论该等效电路的带通特性。

从信号接入侧考虑，该电路的阻抗Z可以用以下的公式(1)表示

$Z=R+j\{2\×\mathrm{\π}\×f\×(L1+L2)-\frac{1}{2\×\mathrm{\π}\×f\×C1}\}$ 公式(1)

其中的R表示信号接收端上的电阻分量。

如果公式(1)右侧的第二项为零，阻抗Z的负载为最小，该等效电路的衰减为最小。如果用fc代表此时的频率，就能如下推导出频率fc。

公式(1)右侧的第二项为零。

$2\×\mathrm{\π}\×\mathrm{fc}\×(\mathrm{Ll}+L2)-\frac{1}{2\×\mathrm{\π}\×f\×C1}=0$ 公式(2)

将公式(2)换成以下的公式(3)。

$\mathrm{fc}=\frac{1}{2\×\mathrm{\π}\×\sqrt{(L1+L2)\×C1}}$ 公式(3)

从公式(3)中可见，频率fc的值随着电感L1和L2的值以及电容C1的值而改变。换句话说，当衰减变成最小时的频率fc的值是随着电感L1和L2的值以及电容C1的值而改变的。

用以下公式(4)可以得出阻抗Z的绝对值。

$\left|Z\right|=\sqrt{R^2+{\{2\×\mathrm{\π}\×f\×(L1+L2)-\frac{1}{2\×\mathrm{\π}\×f\×C1}\}}^2}$ 公式(4)

从公式(4)中可见，即使在频率f的值相同的情况下，阻抗Z的绝对值也会随着电感L1和L2的值以及电容C1的值而改变。换句话说，即使在频率f的值相同的情况下，该等效电路的衰减也会随着电感L1和L2的值以及电容C1的值而改变。所以，通过信号的频带宽度会随着电感L1和L2的值以及电容C1的值而改变。

从上文中可以看出，通过改变电感L1和L2的值以及电容C1的值就能改变该等效电路的带通特性。

同样，涉及电容耦合板25和电容耦合板35的等效电路所具有的带通特性也是由电容值和电感值来确定的。其结果为，只有处在特定频带内的信号才被允许从电容耦合板25传送到电容耦合板35或反向传送。

接着要描述电容耦合板25和电容耦合板35之间的电容。

一般来说，可以用以下的公式(5)来表示两个平板电极之间的电容C

$C=\mathrm{\ϵ}\frac{S}{d}$ 公式(5)

其中的S是平板电极的面积，d是平板电极之间的距离，而ε是其间的介电常数。

所以，按照公式(5)就能从下列公式(6)得到电容耦合板24和34之间的电容C1

$C1={\mathrm{\ϵ}}_0\frac{A1}{d1}$ 公式(6)

如图8所示，其中的A1是由电容耦合板24和34的面对部分所形成的面积，d1是其面对部分之间的距离(相对的板之间的距离)。在所示的实施例中，由于在电容耦合板24和34之间的间隙中存在空气，介电常数是ε为零。图8a和8b分别表示图1截面透视图所示的板对板电连接器的中设置的相对的电容耦合板的面对部分所形成的区域，以及电容耦合板的面对部分之间的距离。

从公式(6)中可见，通过适当地调节面积A1和相对的板之间的距离d1的值就能调节电容C1的值。

因此，由于关于电容耦合板24和电容耦合板34的等效电路的带通特性是由电容器53的电容值C1及电感器51和52的电感值L1和L2确定的，如上所述，如果通过调节面积A1和相对的板之间的距离d1的值，等效电路可具有特定带通特性。

同样，通过调节电容耦合板25和35的面对部分所形成的面积和这一面对部分之间的距离，将其电容值设定在一特定值，这样关于电容耦合板25和电容耦合板35的等效电路的带通特性也可以具有特定的带通特性。

在本发明中可以作变型，例如可以分别在电容耦合板24与电容耦合板34之间以及电容耦合板25与电容耦合板35之间插入介质，以便通过改变介质的种类或介电常数来调节电容值。同样，也可以通过对介质种类(介电常数)、电容耦合板的面对部分形成的面积，以及其面对部分间的距离进行任何选择性地组合来调节电容值。

按照上述所示的实施例，通过调节电容耦合板之间的电容值就能获得具有特定带通特性的板对板电连接器。其结果为，从一个印刷电路板传送到另一个印刷电路板的信号的频率可能落在一特定的频带之内，无需额外的带通滤波器，并且不需要任何额外的带通滤波器就能去除噪声。

另外，通过将电容耦合板24和34的面对部分形成的面积及其面对部分之间的距离以及电容耦合板25和35的面对部分形成的面积及其面对部分之间的距离设定在不同的值，就能获得具有不同带通特性的板对板电连接器。

同样，由于电容耦合板24和电容耦合板34彼此间没有接触，能够防止电容耦合板24和34的劣化所造成的带通特性的变化。同样，由于电容耦合板25和电容耦合板35彼此间没有接触，能够防止电容耦合板24和34的劣化所造成的带通特性的变化。

进而，由于在信号线S1和S2之间存在导体板27，可以防止通过信号线S1传送的信号和通过信号线S2传送的信号彼此间相互干扰。

尽管上文已经描述了本发明的优选实施例，在此应该指出本发明不仅限于所述的实施例，并且在权利要求书的范围之内还可以对本发明的设计作出各种各样的变形和改动。例如，尽管在上述实施例中形成了两条信号线，还可以选择性地形成任意合适数量的信号线。尽管在上述实施例中是将导体板26、27和28设在连接器2中，它们也可以设在连接器3中。另外，连接器2和3双方都可以设置导体板，这样，当连接器2和连接器3互相装配时，设在两个连接器2和3中的导体板就能分别相互接触而构成地电位面。另外，可以用多个电容耦合板在导体板26和27之间构成多条信号线。另外，不必说，本发明当然可以应用于各种类型的电连接器以及板对板的电连接器。

Claims (4)

1.一种电连接器，其包括：

具有第一导体的第一连接器；以及

具有第二导体的第二连接器，当所述第二连接器装配到所述第一连接器上时，所述第二导体处于这样的状态，所述第二导体的至少一部分面对所述第一导体的一部分并与其间隔开，

其中，调节该第一导体和该第二导体之间的电容，从而使得只有在特定频带内的信号才能被允许从该第一连接器传送到该第二连接器。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，通过调节该第一导体和该第二导体之间的介电常数、该第一和该第二导体的面对部分之间的距离、或者由该第一和该第二导体的面对部分形成的面积，来对该第一导体和该第二导体之间的电容进行调节。

3.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，设置在上述第一连接器和上述第二连接器的任一个中的导体板，其中该第一连接器设有一个或多个第一导体，当上述第一连接器和上述第二连接器相互装配时，上述第一导体面对上述导体板，其中该第二连接器设有一个或多个第二导体，当该第一连接器和该第二连接器相互装配时，上述第二导体面对上述导体板，并且还与上述第一导体形成电容耦合，且其中，一对或多对电容耦合的上述第一和第二导体相对于上述导体板彼此相对放置。

4.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，设置在上述第一连接器和上述第二连接器的任一个中的导体板，其中该第一连接器设有一个或多个第一导体，当上述第一连接器和上述第二连接器相互装配时，上述第一导体面对上述导体板，其中该第二连接器设有一个或多个第二导体，当该第一连接器和该第二连接器相互装配时，上述第二导体面对上述导体板，并且还与上述第一导体形成电容耦合，且其中，一对或多对电容耦合的上述第一和第二导体相对于上述导体板彼此相对放置。

Images