CN1950978B - 连接器 - Google Patents

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Abstract

一种与电缆一起使用的连接器，其中该电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述连接器包括：信号元件；补偿电阻性网络，用于基本平衡通过所述元件的多个摩擦起电感应电荷；以及接地元件，用于在连接信号元件之前将所述连接器接地。一种用于制造与电缆一起使用的连接器的方法，其中该电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述方法包括以下步骤：提供信号元件；提供补偿电阻性网络，以基本平衡通过所述元件的多个摩擦起电感应电荷；以及提供用于在连接信号元件之前将所述连接器接地的接地元件。

Description

连接器
技术领域
本发明涉及电缆和连接器组件，更具体而言，涉及用于高频传输线的电缆和连接器组件。
背景技术
摩擦起电效应是一种电现象，其中，某些材料通过和另一种材料进行摩擦或者擦拭而会变成带电。在电缆的技术领域中熟知，当装卸电缆时会变成带电，并且这可能导致通过导体间电容感应显著的电荷差。由于现代电缆的低泄漏性，电荷能够保持在导体上，直到该电缆被插接到所连接的设备，从而高电压会对接口电子设备造成严重损坏，除非设置了足够的瞬变保护设施。该效应有时候也称为‘电缆静电’，其通过提供静电荷源而引发一个普遍问题，即，所述电荷会对电子设备造成严重损坏。在现代通信系统中使用集成电子设备以及高运行速度都使得该问题更加严重，这是因为连接到线的有源装置的特征尺寸越小，则越易受到瞬变损坏，以及高频的运行使得保护网络的设置更加困难。
典型的现代数据通信电缆包括4条缆线，其组成两个差分对，即，白蓝线和红绿线。另一种熟知的数据承载电缆是平坦带状电缆，其通常例如用于将主板连接到硬盘驱动器。这种电缆中的每一条线彼此之间以及和电缆护套之间具有互电容。当电缆移动通过另一种材料时，所有这些电容都利用元件间电荷差而摩擦起电。因为和这些电容相关的泄漏较低，所以放电时间足够长，以至当电缆的信号承载元件插接到设备中时仍存在较大的元件间电荷差。
因此，希望缓解上述可能放电到敏感设备中的大差分电荷所引发的不利电势。
发明内容
在第一方面中，本发明提供一种与电缆一起使用的连接器，其中该电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述连接器包括：信号元件；补偿电阻性网络，其用于基本平衡通过所述元件的多个摩擦起电感应电荷；以及用于在连接信号元件之前将所述连接器接地的接地元件。
优选，所述补偿电阻性网络包括所述连接器中的分离元件。
优选，所述分离元件安装在PCB上。
优选，所述补偿电阻性网络包括所述连接器中的集成元件。
优选，所述集成元件安装在PCB上。
优选，所述补偿电阻性网络包括在所述连接器中用作头部的导电材料。
优选，该接地元件的长度大于信号元件的长度。
优选提供一种电缆组件，包括电缆以及附接到其上的、根据本发明的第一方面的连接器。
在第二方面中，本发明提供一种用于制造与电缆一起使用的连接器的方法，其中该电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述方法包括以下步骤：提供信号元件；提供补偿电阻性网络，以基本平衡通过所述元件的多个摩擦起电感应电荷；以及提供用于在连接信号元件之前将所述连接器接地的接地元件。
优选，所述补偿电阻性网络包括一个或多个所述连接器中的分离元件。
优选，所述分离元件安装在PCB上。
优选，所述补偿电阻性网络包括一个或多个所述连接器中的集成元件。
优选，所述集成元件安装在PCB上。
优选，所述补偿电阻性网络包括在一个或多个所述连接器中用作头部的导电材料。
优选，使接地元件的长度大于信号元件的长度。
优选提供一种用于制造电缆组件的方法，包括以下步骤：提供电缆；以及提供根据本发明的第二方面的方法制造的连接器。
附图说明
下面将参照附图，仅通过示例，描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出用于电缆中的单个差分对的导体间电容；
图2示出在根据本发明的一个可选实施例的电缆连接器上插入放电电阻器；
图3示出连接到根据本发明的优选实施例的连接器的电缆的示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例旨在解决用于传输线情况中的摩擦起电引起的元件间电容放电的问题，其中所述线的特征阻抗通常最大仅为几百欧姆。在这种情况下，可以将并联放电路径引入到导体间电容，其大大高于所述特征阻抗。因此该放电网络对线性能的影响可以忽略。
在本发明的优选实施例中，在电缆组件本身内提供放电路径，使得在电缆的信号元件连接到设备之前能够平衡任何感应电荷差。然后将该电荷导入地面，例如通过熟知的接地连接器来实现，其中该接地连接器在连接任意信号引脚之前进行连接。熟知的是，增加电缆损耗对其总体性能是有害的。然而，可以设置跨接每个连接器上的每个电缆电容的并行电阻，从而使得对电缆/连接器系统的性能造成的影响要低得多。此外，可以通过将电阻性元件引入通常在连接器的引脚之间提供绝缘支承体的材料，从而低成本的、方便的实现该电阻。
图1中示出这种电缆内的一对导体间电容的电路图。差分对中的线(由1和2标注)之间的电容由C12来表示，而每个线和护套(由S来表示)之间的电容由C1S和C2S来表示。如果该电缆作为传输线工作，则终端阻抗将接近于电缆的特征阻抗，其通常处于30至300欧姆的范围内。因此，可以将电阻设置为与图2的电缆电容并联，使得它们对终端阻抗的影响可忽略，但是对于任意摩擦起电感应电荷差提供放电路径；这在图2中示出。作为示例，如果该放电电阻是终端阻抗的1000倍，则它通常具有几十万欧姆的值。
参考图3，示意性示出电缆302，其与连接器300一起构成根据本发明的优选实施例的电缆连和接器组件的一端。在连接器300中设置补偿电阻性网络304。补偿电阻性网络304基本上平衡通过元件的摩擦起电感应电荷。还示出接地元件306以及信号元件308。选择接地元件306使得在连接信号元件308之前将连接器300接地。显然，这可以通过简单地例如将接地元件306的长度设置为大于信号元件308的长度来完成。
可以利用连接器内的分离元件来构成该放电电阻性网络。然而，低成本和更便利的方法可以使得连接器装有各个引脚的部分导电。在常规DB9连接器中，例如，其代表用于该应用中的典型连接器，利用在此称为头部(header)的塑模来机械支承和隔离该信号引脚。例如通过将导电颗粒加到所述塑模的材料中，从而可以增加这种塑料材料的导电性。通过这种方法，可以使得所述头部具有足够的电阻性，以使得在信号引脚和护套连接之间存在合适的放电电阻性路径。头部的几何形状设计会约束多种放电电阻性路径的比率，但是已经在之前看到，该应用可以接受在所述电阻器值上的较大的容限。
本领域普通技术人员熟知的另一种典型连接器是HSSDC连接器，其中将单行触点安装在引脚支承体和绝缘器上。如前所述，通过利用具有合适水平导电性的材料来制造模制物，可以使引脚支承体成为电阻性的。可选地，一些连接器能够容纳内部印制电路板(PCB)。可以将分离或者集成的元件的合适的放电网络安装在所述PCB上。这种技术方案可能成本较高，但是比在连接器头部中使用导电材料的情况的精确度高。
本文描述了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员能够清楚理解，还可以存在多种修改，这些修改仍然落在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种与电缆一起使用的连接器，其中所述电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述连接器包括：信号元件；补偿电阻性网络，其用于基本平衡通过所述电缆的易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件的多个摩擦起电感应电荷，所述补偿电阻性网络被安装在印制电路板上，所述印制电路板位于连接器内；以及接地元件，其用于在连接所述信号元件之前将所述连接器接地，其中所述接地元件的长度大于所述信号元件的长度。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述补偿电阻性网络为所述连接器中的分离元件。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述补偿电阻性网络为所述连接器中的集成元件。
4.一种电缆组件，包括电缆以及附接到其上的、根据前述权利要求中任一项所述的连接器。
5.一种用于制造与电缆一起使用的连接器的方法，其中所述电缆具有易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件，所述方法包括以下步骤：提供信号元件；提供补偿电阻性网络，以基本平衡通过所述电缆的易受摩擦起电感应的元件间电荷影响的元件的多个摩擦起电感应电荷，将印制电路板安装于连接器内，并将所述补偿电阻性网络安装在所述印制电路板上；以及提供接地元件，用于在连接所述信号元件之前将所述连接器接地，其中使所述接地元件的长度大于所述信号元件的长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述补偿电阻性网络为一个或多个所述连接器中的分离元件。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述补偿电阻性网络为一个或多个所述连接器中的集成元件。
8.一种用于制造电缆组件的方法，包括以下步骤：提供电缆；以及提供通过根据权利要求5至7中任一项所述的方法制造的连接器。
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