CN1293472A - 带有内部屏蔽和滤波器的电连接器 - Google Patents

Abstract

一种模块式塞孔连接器,它包括外部的导电屏蔽和内部的绝缘壳体,壳体界定了一个供互补连接器插入的容纳空间。连接器内设置有多个接头,它们延伸至容纳空间中以与互补连接器内的接头配合,并且将该模块式塞孔连接器电连接至印刷电路板。在容纳空间内预定接头之间设置有滤波元件,它们用于降低电磁干扰。滤波元件适合与互补连接器内的接头配合。滤波元件可以是电容滤波器,它具有大约60—100pF的电容。

Description

带有内部屏蔽和滤波器的电连接器

本发明涉及电连接器。更具体地讲，本发明涉及具有一个内部滤波元件的模块式塞孔插座。

模块式塞孔连接器用于两种主要类型的信号传输：模拟(声音)信号和数字(数据)传输。这些类型还部分交叉，因为数字系统也用于声音传输。无论如何，由数字系统传输的数据量具有显著的差异。低速系统一般按大约10-16Mbps(兆比特／秒)的速率传输，而高速系统可以按155Mbps或更高的数据速率传输。高速设备常常是基于异步传送模式的传输，并且采用屏蔽的和未屏蔽的扭绞双线电缆。

随着现在数据传输速度的提高，对电连接器，尤其是对具有降低的或消除了串扰的电连接器的需求变得很重要。串扰是通过一个连接器中的多根导体之一传输的部分电磁能量在其它连接器中引生电流的现象。另一个问题是共模电磁干扰或噪音。当由ESD(静电放电)、闪电或半导体栅极的同时通断转换感生的杂散信号通过多根导体同时到达一个电节点时，这种共模干扰在相同长度的导体中往往是最严重的。

必须考虑的另一因素是，在模块式塞孔连接器设计方面，电信工业已达到很高的标准化程度。外形尺寸和接触区域基本上是固定的，并且应当可以与其它设计互换。因此，很重要的是，任何新的模块式塞孔连接器都要允许通过较小的改变而在其制造过程中使用常规的零部件或工具。

授予Caveney等人的美国专利5513065公开了一种降低模块式连接器中的串扰的方案。Caveney等人提出了一种多层电容性薄片(label)，它插入模块式塞孔连接器的一个凹陷区域中，此区域靠近连接器内的接头。这个薄片采用导电粘结剂固定至接头，以使第一差分(differential)对的一根导体与第二差分对的另一导体电容性耦合。导电的环氧树脂用于形成信号导体之间的电连接并且用于制造电容器的一个电极。但是，由Caveney等人提出的方案是有限制的，因为电容性薄片必须设置成与连接器中的导体物理接触。这样，这个方案对于3／6和4／5差分对提供了良好结果，但对其它差分对并不好。

尽管上述方案在有限的条件下实现了串扰的一定程度的降低，但仍然需要在降低模块式塞孔连接器的串扰方面进一步改进。本发明提供了这样一种技术解决方案。

鉴于上述情况，本发明通过其一个或多个方面和／或实施例提出了一种电连接器，该电连接器具有：一个绝缘壳体；一个导电屏蔽，它固定至壳体；多个接头，它们位于绝缘壳体内；和一个滤波器，它设置在多个接头中的预定接头之间并且与屏蔽配合。

根据本发明的一个特征，接头可具有一个配合部分，用于与互补的连接器中的对应接头配合，并且滤波器可设置在预定接头的配合部分之间。

根据另一特征，滤波器可包括一个电容滤波器，它具有由外部导电层包围的一个内部绝缘层。外部导电层之一可接触外部导电屏蔽，并且导电层中的另一个可接触互补的连接器。另外，电容滤波器可具有大约60-100pF的电容。

根据本发明的再一个特征，电容滤波器还可包括一个上部和一个与上部垂直的侧部，侧部包括一个接触区域，此区域适于接触互补的连接器。上部可包括一个从其上倾斜延伸的部件，倾斜部件电接触导电屏蔽。此外，接头是按预定的角度形成的，以便与互补的连接器配合，并且接触区域大致按此预定角度形成。接触区域可包括一个凸缘。侧部还可界定一个沟槽，以便接触区域可相对于侧部移动。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有屏蔽的插座连接器，它包括：一个绝缘部件，它形成一个适于容纳互补的插头的容纳空间；多个接头，它们在容纳空间内延伸；和一个滤波器，它设置在接头之间并且延伸至容纳空间。

根据本发明的一个特征，滤波器可包括一个电容滤波器，它具有由外部导电层包围的一个内部绝缘层。外部导电层之一接触屏蔽，导电层中的另一个接触互补的插头结构。电容滤波器具有大约60-100pF的电容。

根据本发明的再一方面，提供了一种插座连接器，它适合与一种插头连接器配合，该插座连接器包括：一个绝缘壳体，它具有一个用于容纳接头的开口和与开口连通的多个沟槽；多个接头，它们通过部分沟槽延伸至开口；和至少一个电容滤波器，电容滤波器通过另一部分沟槽延伸至开口。

根据本发明的一个特征，还设有一个导电屏蔽，它围绕壳体，并且电容滤波器接触此屏蔽。电容滤波器可位于相邻接头之间。

本发明的其它特征将在下面描述。

结合附图能够更好地理解上述发明概要和对优选实施例所做的以下详细说明。为了描绘本发明，附图中示出了一个优选实施例，其中相同的参考数字在所有图中表示相似的零部件，但是，应当理解，本发明不局限于这里公开的特定方法和装置。附图中：

图1是本发明的模块式塞孔组件的一个实施例的正视图；

图2是沿图1中的线A-A截取的剖视图；

图3是本发明的模块式塞孔组件的另一实施例的正视图；

图4是沿图2中的线B-B截取的剖视图；

图5是根据本发明的电容滤波器的一个实施例的透视图；

图6是根据本发明的电容滤波器的另一实施例的透视图；

图7是根据本发明的电容滤波器的再一实施例的透视图；

图8是本发明的另一变换的实施例的侧视图。

对不希望的电磁信号的滤波是高速数据传输的最普通的需求之一。尤其是，差分对之间的串扰必须抑制。为实现这个目标，本发明提供了一种电连接器，诸如模块式塞孔连接器，它包括一个内部滤波器，用于保证高速传输同时降低串扰。

现在参照图1-4，其中示出了一个模块式塞孔连接器10，它具有一个外部屏蔽12，屏蔽12由合适的导电材料例如铜合金制成。这个屏蔽12可以通过一个插脚14连接至印刷电路板(未示出)上的地。连接器10包括一个绝缘壳体16，它具有一个顶壁18、一个底壁20以及一对相对的侧壁22和24。构成壳体16的材料优选具有合适的绝缘特性的热塑性聚合物。壁18-24界定了一个内部容纳空间25，此空间适于容纳一个互补的模块式塞孔插头(未示出)。设置有一个塑料销柱26，它与一个支柱42结合将连接器10定位和固定至印刷电路板。模块式塞孔连接器10的壳体16可以是一体的，也可以是由多个零件(例如使用一个插件连接)形成的。另外，模块式塞孔连接器10相对于印刷电路板可以垂直取向，也可以水平取向。

一组接头28、30、32、34、36和38(参见图1和3)可以伸入内部容纳空间25。接头可以通过对应的插脚52、54、56、58、60、62、64和66连接至印刷电路板，这些插脚延伸通过图中所示的水平安装的底壁20。预定的接头(例如30、32、36、38和40，这里称为“长接头”)可以在第一平面67中从底壁20延伸通过壳体16，直到靠近顶壁18的一点处。从此点，长接头在第二平面68中朝向壳体16的前端延伸，随后在第一斜面中朝向壳体16的后端向下向后延伸至容纳空间25中。

其它接头(例如28和34，这里称为“短接头”)可以在大体与平面67平行的第二公共平面69中从壳体16的底壁20向上延伸。在到达壳体16的顶壁18之前，并且优选在顶壁和底壁之间的居中点处，短接头在第二斜面中向上向前延伸至壳体的容纳空间25中。在这个第二斜面中，短接头终止于面向前的端面。第一和第二斜面是平行的，以便接头28、30、32、34、36、38和40可以合适地设置成与插入容纳空间25内的互补的模块式塞孔插头(未示出)的接头配合。

如图1和3中所示，电容滤波器46和48设置在接头28、30、32、34、36、38和40之间。换句话说，电容滤波器46和48占据连接器10内的本可以由接头占据的未装(接头)位置。电容滤波器46和48的设置有助于控制预定的差分对之间的串扰。电容滤波器46和48安装在一个形成于顶壁18中的容纳空间47内，并且电连接至外部屏蔽12。与接头28、30、32、34、36、38和40相似，电容滤波器46和48适合与互补的模块式塞孔插头内的接头配合。下面将参照图5-7更详细地描述电容滤波器46和48的各种示例性形状。

表1列出了一个八位置连接器10内的接头和滤波器的几种示例性结构。对于本领域的普通技术人员而言，显然还有接头和滤波器的其它结构和数量的实施方案。

表1接头位置

1	2	3	4	5	6	7	8
S	L	C	L	C	S	L	L
L	L	C	L	C	S	L	L
L	S	C	L	L	L	L	L

其中：“C”-电容低通滤波器

“L”-长接头

“S”-短接头。

现在参照图5-7，其中示出了根据本发明的电容滤波器的几个实施例。如图5-7中所示，电容滤波器44、46和48中的每一个都包括外导电层70和74，它们起到电容器的焊盘(pads)的作用。外层70和74由一个内层72隔开。外层70和74优选由铜合金(例如磷铜Phros Bronze)构成，内层72优选由电介质材料构成，诸如聚酰亚胺(例如DuPontPyralux_)。金属化的面积和电介质的厚度优选为使电容滤波器具有大约60-110pF的电容。滤波器采用公知的技术制造。

图5显示出电容滤波器的一个实施例，即电容滤波器44，它具有细长的基体76。上部78包括一个切口部分80和一个倾斜的部件100，部件100最好是从切口部分80向上弯曲形成的。倾斜的部件100设置用于在滤波器48插入容纳空间47并且屏蔽12围绕壳体16放置时弹性地和电性地接触外屏蔽12。一个侧部82形成为与上部78成大约90°角。部分78和82各自包括由内层72隔开的外层70和74，如上所述。在侧部82的下边缘优选形成一个凸缘84，它用于接触互补的模块式插头上的接头。

参照图2和6，其中示出了电容滤波器的另一实施例，即电容滤波器46。电容滤波器46具有一个细长的基体76’，后者具有以大约90°角结合的上部78’和侧部82’。如图2中所示，细长的基体76’的长度大约为内部容纳空间25的深度。如上所述，部分78’和82’包括由内层72隔开的外层70和74。侧部82’具有形成在其前部86处的第一倾斜边缘84和形成在其后部90处的第二倾斜边缘88。第一倾斜边缘84形成的角度大致等于在第一和第二斜面中由接头28、30、32、34、36、38和40形成的角度。与其它实施例的区别在于，当插头沿箭头1所示的交叉方向移动时，插头连接器的接头C的宽的侧表面与层74接触。

参照图4和7，其中示出了电容滤波器的再一实施例，即电容滤波器48。电容滤波器48具有一个细长的基体76”，后者具有以大约90°角结合的上部78”和侧部82”。如图4中所示，细长的基体76”的长度大约为内部容纳空间25的深度。如上所述，部分78”和82”包括由内层72隔开的外层70和74。侧部82”界定了一个沟槽92，此沟槽具有一个圆的端部94，以便侧部包括一个可旋转的下部区域96。下部区域96具有一个接触凸缘98，并且其形成角度优选大致等于在第一和第二斜面中由接头28、30、32、34、36、38和40形成的角度。因此，接触凸缘98可以与互补的模块式塞孔插头内的接头配合。在图7中显示出一个整体由参考数字102表示的区域。这个区域优选是弹性的，以便当互补的模块式塞孔插头和接触凸缘98之间形成接触时，由下部区域96产生一个弹力，这个弹力有助于维持接触边缘98和插头中的接头之间的可靠电接触。

图8提供了本发明的再一实施例。在这个实施例中，壳体具有多个部分。具体地讲，一个插接件16a’支承接头和滤波器46’。插接件16a’上的锁合部件17’以公知的方式将插接件16a’固位在壳体的其余部分内。正如前面的实施例中那样，为了实现希望的结果，插接件16a’可以按任何排列结构安装接头和滤波器46’。显然，已经描述了具有内部滤波技术的模块式塞孔插座。尽管已结合各图所示的优选实施例描述了本发明，但应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，为实现本发明的相同功能，可以采用其它相似的实施例，或者可以对所描述的实施例进行改变和增设。因此，本发明不应局限于任何一个实施例，而是应当在所附权利要求的范围内进行解释。

Claims (17)

1．一种电连接器，包括：

一个绝缘壳体；

一个导电屏蔽，它固定至所述壳体；

多个接头，它们位于所述绝缘壳体内；和

一个滤波器，它设置在所述接头中的预定接头之间并且与所述屏蔽配合。

2．根据权利要求1的电连接器，其中，所述接头具有一个配合部分，用于与互补的连接器中的对应接头配合，所述滤波器设置在所述预定接头的所述配合部分之间。

3．根据权利要求1的电连接器，所述滤波器包括一个电容滤波器，它具有由外部导电层包围的一个内部绝缘层。

4．根据权利要求3的电连接器，其中，所述外部导电层之一接触所述外部导电屏蔽，并且所述导电层中的另一个接触互补的连接器。

5．根据权利要求3的电连接器，其中，所述电容滤波器具有大约60-100pF的电容。

6．根据权利要求3的电连接器，其中，所述电容滤波器包括一个上部和一个与所述上部垂直的侧部，其中所述侧部包括一个接触区域，此区域适于接触互补的连接器。

7．根据权利要求6的电连接器，其中，所述上部包括一个从其上倾斜延伸的部件，其中所述倾斜部件电接触所述导电屏蔽。

8．根据权利要求6的电连接器，其中，所述接头是按预定的角度形成的，以便与互补的连接器配合，并且所述接触区域大致按所述预定角度形成。

9．根据权利要求6的电连接器，其中，所述接触区域包括一个凸缘。

10．根据权利要求6的电连接器，其中，所述侧部界定了一个沟槽，并且所述接触区域可相对于所述侧部移动。

11．一种具有屏蔽的插座连接器，包括：

一个绝缘部件，它形成一个适于容纳互补的插头的容纳空间；

多个接头，它们在所述容纳空间内延伸；和

一个滤波器，它设置在所述接头之间并且延伸至所述容纳空间。

12．根据权利要求11的插座连接器，其中，所述滤波器包括一个电容滤波器，它具有由外部导电层包围的一个内部绝缘层。

13．根据权利要求12的插座连接器，其中，所述外部导电层之一接触所述屏蔽，并且所述导电层中的另一个接触所述互补的插头结构。

14．根据权利要求13的插座连接器，其中，所述电容滤波器具有大约60-100pF的电容。

15．一种插座连接器，适合与一种插头连接器配合，该插座连接器包括：

一个绝缘壳体，它具有一个用于容纳接头的开口和与所述开口连通的多个沟槽；

多个接头，它们通过部分所述沟槽延伸至所述开口；和

至少一个电容滤波器，电容滤波器通过另一部分所述沟槽延伸至所述开口。

16．根据权利要求15的插座连接器，还包括一个导电屏蔽，它围绕所述壳体，所述电容滤波器接触所述屏蔽。

17．根据权利要求15的插座连接器，其中，所述电容滤波器位于相邻接头之间。

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