CN202871949U - 电流隔离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有阻隔直流和低频信号，通过射频信号的隔离器。一种电流隔离器，包括相互连接的第一同轴连接器和第二同轴连接器，第一同轴连接器的第一绝缘子位于第一屏蔽层内，第二同轴连接器的第二绝缘子位于第二屏蔽层内，第二屏蔽层的一端与第一屏蔽层有相交重合段，在第一屏蔽层与第二屏蔽层重合的部分设有间隙，在间隙内设有导电介质层。本实用新型提供了一种结构简单，装配工序简单，生产效率高，成本低的射频信号地电流隔离器；解决了现有技术中存在的隔离器的结构复杂，装配工序复杂，要求的精度高，生产效率低，成本偏高的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子零件，尤其涉及一种具有阻隔直流和低频信号，通过射频信号的隔离器。
背景技术
有线电视网络将家家户户的机顶盒或者电视机通过电缆连接在一起，各个用户之间，用户与有线电视传输设备之间，可能存在地电位的不一致，会在电缆中产生地回路环流，造成电缆发热，设备损坏，严重时可能造成火灾。
使用射频信号地回路隔离器（以下简称隔离器），可切断接地回路电流，防止事故发生。此类隔离器通常由2个同轴连接器及数个电容实现，两个同轴连接器的地之间由电容连接。数百至数千pF的电容对48MHz-950MHz有线电视信号 呈低阻抗，但对直流和低频，尤其是50Hz或60Hz的信号呈高阻抗，防止交流电网电位差在有线电视电缆网络中产生地回路电流。
通常只需要将有线电视电缆的屏蔽层隔离即可防止地回路电流产生。因此隔离器只在屏蔽层串入电容。隔离屏蔽层，芯线是直通的，此类隔离器一般称为单隔离器。
为确保更好的安全效果，也可在芯线上串入电容，于是芯线与屏蔽层都是隔离的，称为双隔离器。
芯线的隔离只需要一个电容。屏蔽层的隔离相对复杂。为得到低的插入损耗，2个同轴连接器屏蔽层间的隔离，需要多个电容，通常是4个，还需要一个电路板将电容、2个同轴连接器焊接在一起。为得到更好的高频性能和屏蔽效果，有些隔离器使用环形电容，通过专门设计的带有小外径的螺纹的同轴连接器和绝缘垫片将2个同轴连接器连接。
随着机顶盒成本的下降，对隔离器的成本也提出更苛刻的要求。隔离器中屏蔽层隔离的方案，无论是多个电容加电路板的方案，还是环形电容的方案，都存在成本偏高，装配工序复杂的问题。
在现在的专利文件中有公开：“一种电视天线隔离器（CN202364309U）”，它具有壳体、电路板、可与有线电视机的信号输入端子相插接第一同轴连接端子和可与有线电视系统信号输出端子相插接的第二同轴连接端子；该电路板安装在该壳体内，两个轴连接端子分别安装在该壳体的侧壁上；该电路板上信号隔直电容串接在两个同轴连接端子的芯线之间；该电路板上三个地线隔直电容相互并联且串接于两个同轴连接端子的屏蔽层的前侧之间；该电路板上另三个地线隔直电容相互并联且串接于两个同轴连接端子的屏蔽层的后侧之间。
发明内容
本实用新型提供了一种结构简单，装配工序简单，生产效率高，成本低的射频信号地电流隔离器；解决了现有技术中存在的隔离器的结构复杂，装配工序复杂，要求的精度高，生产效率低，成本偏高的技术问题。
本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种电流隔离器，包括相互连接的第一同轴连接器和第二同轴连接器，第一同轴连接器和第二同轴连接器均包括一屏蔽层和一绝缘子，其中一个同轴连接器内设有芯针，另外一个同轴连接器内设有卡簧，其特征在于：所述的第一同轴连接器的第一绝缘子位于第一屏蔽层内，第二同轴连接器的第二绝缘子位于第二屏蔽层内，第二屏蔽层的一端与第一屏蔽层有相交重合段，在第一屏蔽层与第二屏蔽层重合的部分设有间隙，在间隙内设有导电介质层。两个同轴连接器相互连接，第二屏蔽层的一部分位于第一屏蔽层内有相互重叠的部分，重叠的部分可能是轴向的，也可能是径向方向的。第一屏蔽层、第一绝缘子、第二屏蔽层、第二绝缘子均为同轴设置的。根据实际需要，调整间隙的厚度和长度，以及所填充的介电常数值，可以调节电容值。利用隔离器两个同轴连接器的屏蔽层的表面作为电容的电极，在两个同轴连接器的屏蔽层之间填充介电材料，构成了数值足够大的屏蔽层件的隔离电容。从而不再需要4个电容和电路板，也不再需要环形电容。结构简单，成本低廉。也简化了装配的工序，具备了良好的高频特性和屏蔽性能。
作为一种优选，所述的间隙为圆筒状，在间隙内填充的导电介质层为高介电常数电容器瓷粉或者高介电常数环氧，所述的第一绝缘子的横截面呈T形，第一屏蔽层、第二屏蔽层均为圆筒状，第一绝缘子、第一屏蔽层、第二绝缘子、第二屏蔽层、导电介质均同轴布置，导电介质层的内壁与第二屏蔽层的外壁相接，导电介质层的外壁与第一屏蔽层的内壁相接。第二屏蔽层呈圆筒状，其中一端抵接在第一绝缘子的阶梯面上，另一端向内有翻边，第二绝缘子端部抵接在翻边上。第一绝缘子的其中一端抵接在第一屏蔽层内壁的轴肩上。间隙为圆筒状，间隙的开口是在轴向方向上，间隙内的填充电介质材料，于是在第一屏蔽层和第二屏蔽层之间生成了足够大的电容，通常在数十到数千pF之间，此电容对需要传输的射频信号呈低阻抗，对电网低频信号呈高阻抗，起到隔离作用。
作为另一种优选，所述的间隙为圆环形，在间隙内填充的导电介质层为高介电常数电容器瓷粉或者高介电常数环氧，所述的第一屏蔽层的端部设有第一环形法兰，在第二屏蔽层的中部设有第二环形法兰，第一环形法兰的外径与第二环形法兰的外径相等，间隙在第一环形法兰和第二环形法兰相接的端面之间。第二屏蔽层的中部也不是就特指在第二屏蔽层的正中间，可能偏上或者偏下。第一屏蔽层和第二屏蔽层的法兰面相接，在相接的两个端面之间形成一个空隙，间隙的开口是在径向方向上，方便填充电介质材料，结构更为简单。
作为再一种优选，所述的间隙内为第一绝缘子，第一绝缘子的一端抵接在第一屏蔽层内的轴肩处，第一绝缘子的另一端设有一环形的外翻边，第一屏蔽层的端部抵接在第一绝缘子的外翻边上，在第一屏蔽层的外圆周表面缠绕有绝缘薄膜，在绝缘薄膜的外圆周表面缠绕有金属箔，金属箔的端部向内弯折形成一环形的内翻边，在第二屏蔽层的中部设有第二环形法兰，内翻边的其中一个端面与第一绝缘子相接，内翻边的另一个端面与第二环形法兰的端面相接。间隙完全由第一绝缘子填充，省去单独填充其他电介质材料的步骤，第一绝缘子材料的介电常数通常较低，使得第一屏蔽层和第二屏蔽层之间的电容值偏小，在第一屏蔽层外圆周表面缠绕绝缘薄膜，再在绝缘薄膜外缠绕金属箔，于是第一屏蔽层和金属箔形成一个电容器，将金属箔的端部向内折弯，并被第二屏蔽层上的第二环形法兰压紧，使得金属箔与第二屏蔽层实现电连接。于是在第一屏蔽层和第二屏蔽层之间有了足够大的电容。绝缘薄膜和金属箔的成本相当低，在圆柱体上贴膜也可以由机器实现，工序也简单。采用这种圆柱形薄膜电容后，整个隔离器的高频性能显著提高，1GHz以下插入损耗小于0.3 dB，2GHz以下插入损耗小于1dB，2.6GHz时插入损耗小于1.5dB。
作为更优选，所述的金属箔和绝缘薄膜的厚度均小于0.05mm。绝缘薄膜的厚度可取0.03mm左右，使得第一屏蔽层和金属箔之间的电容达到数百pF，耐压大于1kV，可满足高频有线电视信号传输和低频高压隔离的要求。
芯针和卡簧的位置可以根据不同的连接头和不同的外接装置而进行调配，作为一种优选，所述的芯针位于第一同轴连接器内，所述的卡簧位于第二同轴连接器内，芯针和卡簧之间串入电容。形成双隔离器。
作为优选，在第一屏蔽层内设有螺纹，在第二屏蔽层外设有螺纹。做成螺纹形式，形成F头连接器，可以普遍的使用在机顶盒上。装拆结构简单方便。
作为另一种优选，所述的芯针位于第二同轴连接器内，所述的卡簧位于第一同轴连接器内，芯针和卡簧之间设有电路板，在电路板上焊接有电容，芯针和卡簧通过电容连接，在第一屏蔽层内设有外接卡簧，外接卡簧的一端抵接在第一屏蔽层端部内翻的翻边上，外接卡簧的另一端抵接在第一绝缘子上。形成用于电视机上的采用9.5mmTV直插连接器的隔离器。结构简单，装拆方便。
因此，本实用新型的射频信号地电流隔离器具备下述优点：结构简单，成本低，高频性能良好，高频低频兼顾，全屏蔽，装配工序简单。
附图说明
图1是本实用新型的电流隔离器的第一种示意图。
图2是本实用新型的电流隔离器的第二种示意图。
图3是本实用新型的电流隔离器的第三种示意图。
图4是本实用新型的电流隔离器的第四种示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1所示，一种电流隔离器，包括第一同轴连接器1和第二同轴连接器2，第一同轴连接器1是由第一屏蔽层4和位于第一屏蔽层4内的第一绝缘子5及芯针3构成，第二同轴连接器2是由第二屏蔽层6和位于第二屏蔽层6内的第二绝缘子7及卡簧8构成。
第一绝缘子5的轴切面为“T”形，第一绝缘子5的一端抵接在第一屏蔽层4内壁上的轴肩处，第一屏蔽层4的外圆周表面为光滑面。第二屏蔽层6呈圆筒状，第二屏蔽层6的一端抵接在第一绝缘子5的阶梯处，在第二屏蔽层6的另一端向内有翻边，第二绝缘子7的端部抵接在第二屏蔽层6的翻边上。第一屏蔽层4、第一绝缘子5、第二屏蔽层6和第二绝缘子7均同轴布置。
第二屏蔽层6插接在第一屏蔽层4内，两者有部分地方是内外交叠的形成两层。在第二屏蔽层6和第一屏蔽层4之间有一圆筒状的间隙9，在间隙9内填充有电介质材料，电介质材料可以是高介电常数电容器瓷粉或者高介电常数环氧等。间隙9的开口位于第一屏蔽层4的轴向方向上。因为在间隙内填充了电介质材料，于是在第一屏蔽层4和第二屏蔽层6之间形成了电容，此电容对需要传输的射频信号呈低阻抗，对电网低频信号呈高阻抗，起到了隔离作用。根据实际需要，调整间隙的厚度和长度，以及所填充的介电常数值，可以调节电容值。例如，当间隙9外径11mm，内径9mm，长度20mm，电介质介电常数为1000时，电容值约5000pF。
在第一绝缘子5的中部开设有通孔，在通孔内安装有芯针3，在第二绝缘子7内部安装有卡簧8，卡簧8的一端通过电容10与芯针3相接，卡簧8的另一端抵接在第二绝缘子7的内端面。实现了双隔离器结构。
当然，芯针3和卡簧8也可以直接相连，形成单隔离器，根据不同的使用需要，选择不同的结构方式。
实施例2：
如图2所示，与实施例1不同的是，第一屏蔽层4的一端一体成型有第一环形法兰11，在第二屏蔽层6的中部靠近第一同轴连接器的一端一体成型有第二环形法兰12，第一环形法兰11和第二环形法兰12相互平行，第一环形法兰11的外径与第二环形法兰12的外径相同，在两个法兰的端面之间留有间隙9，间隙9呈圆环形，间隙9的外径与第一环形法兰11和第二环形法兰12相同。间隙9的开口方向沿着第一屏蔽层4的径向方向，间隙9内填充有高介电常数环氧的电介质材料，电介质材料由径向方向填充，填充工序更简单。电介质材料的其中一个端面与第一屏蔽层的第一环形法兰11和第一绝缘子5相接，电介质材料的另一个端面与第二屏蔽层的第二环形法兰12相接。
第一绝缘子5呈一端开口的圆筒状，第一绝缘子5的一端抵接在第一屏蔽层4内壁的轴肩处。在第一屏蔽层4的内壁上开设有内螺纹16，在第二屏蔽层的外圆周表面开设有外螺纹17。其余与实施例1同。
实施例3：
如图3所示，与实施例1不同的是，第一屏蔽层4为一圆筒状，在其内壁有轴肩设计，第二屏蔽层6的中部有一体成型的第二环形法兰12。在间隙9内填充的为第一绝缘子5，也就是将第一绝缘子5延伸到间隙9内，第一绝缘子5有一环形的外翻边，外翻边的外径与第一屏蔽层4相等，也就是第一屏蔽层4的端部抵接在第一绝缘子5的外翻边上，第一绝缘子5的外翻边的外圆周表面与第一屏蔽层4的外圆周表面平齐。然后在第一屏蔽层的外圆周表面缠绕绝缘薄膜13，再在绝缘薄膜13的外圆周表面缠绕金属箔14，绝缘薄膜13包裹了第一屏蔽层和第一绝缘子的外翻边外圆周表面。于是第一屏蔽层4和金属箔14形成一个电容器。将金属箔14的端部15向内折弯，并被第二屏蔽层6中部的第二环形法兰12压紧，使得金属箔14与屏蔽层6实现电连接。于是在第一屏蔽层4和第二屏蔽层6之间有了足够大的电容。金属箔的厚度小于0.05mm，绝缘薄膜13的厚度为0.03mm，使得第一屏蔽层和金属箔之间的电容达到数百pF，耐压大于1kV，可满足高频有线电视信号传输和低频高压隔离的要求。其余与实施例1相同。
绝缘薄膜13和金属箔14的成本相当低，在圆柱体上贴膜可以由机器实现，工序也简单。采用这种圆柱形薄膜电容后，整个隔离器的高频特性显著提高，1GHz以下插入损耗小于0.3dB，2GHz以下插入损耗小于1dB，2.6GHz时插入损耗小于1.5dB。
实施例4：
如图4所示， 与实施例3不同的是，当隔离器用在电视机上，通常采用9.5mm TV直插连接器结构。将实施例3中的芯针3改为连接卡簧20，卡簧8改为连接芯针21，第二绝缘子7改为圆环状，并在第一屏蔽层4内缘增加插接卡簧18。采用电路板19将连接卡簧20、连接芯针21和电容10连接。此电路板面积相当小，成本低。
如果有线电视机顶盒和电视机等的高频头输入端串有一个电容，将此电容改用额定耐压值高的电容，可取大于500V，起到芯线高压隔离的作用，则外接的隔离器只需要用单隔离器，可以把图1、图2、图3及图4中的电容10省掉，芯针3和芯针卡簧8可以直接连接。进一步降低成本，简化工序。
Claims (9)
1.一种电流隔离器，包括相互连接的第一同轴连接器和第二同轴连接器，第一同轴连接器和第二同轴连接器均包括一屏蔽层和一绝缘子，其中一个同轴连接器内设有芯针，另外一个同轴连接器内设有卡簧，其特征在于：所述的第一同轴连接器的第一绝缘子位于第一屏蔽层内，第二同轴连接器的第二绝缘子位于第二屏蔽层内，第二屏蔽层的一端与第一屏蔽层有相交重合段，在第一屏蔽层与第二屏蔽层重合的部分设有间隙，在间隙内设有导电介质层。
2.根据权利要求1所述的电流隔离器，其特征在于：所述的间隙为圆筒状，在间隙内填充的导电介质层为高介电常数电容器瓷粉或者高介电常数环氧，所述的第一绝缘子的横截面呈T形，第一屏蔽层、第二屏蔽层均为圆筒状，第一绝缘子、第一屏蔽层、第二绝缘子、第二屏蔽层、导电介质均同轴布置，导电介质层的内壁与第二屏蔽层的外壁相接，导电介质层的外壁与第一屏蔽层的内壁相接。
3.根据权利要求1所述的电流隔离器，其特征在于：所述的间隙为圆环形，在间隙内填充的导电介质层为高介电常数电容器瓷粉或者高介电常数环氧，所述的第一屏蔽层的端部设有第一环形法兰，在第二屏蔽层的中部设有第二环形法兰，第一环形法兰的外径与第二环形法兰的外径相等，间隙在第一环形法兰和第二环形法兰相接的端面之间。
4.根据权利要求1所述的电流隔离器，其特征在于：所述的间隙内为第一绝缘子，第一绝缘子的一端抵接在第一屏蔽层内的轴肩处，第一绝缘子的另一端设有一环形的外翻边，第一屏蔽层的端部抵接在第一绝缘子的外翻边上，在第一屏蔽层的外圆周表面缠绕有绝缘薄膜，在绝缘薄膜的外圆周表面缠绕有金属箔，金属箔的端部向内弯折形成一环形的内翻边，在第二屏蔽层的中部设有第二环形法兰，内翻边的其中一个端面与第一绝缘子相接，内翻边的另一个端面与第二环形法兰的端面相接。
5.根据权利要求4所述的电流隔离器，其特征在于：所述的金属箔和绝缘薄膜的厚度均小于0.05mm。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的电流隔离器，其特征在于：所述的芯针位于第一同轴连接器内，所述的卡簧位于第二同轴连接器内，芯针和卡簧之间串入电容。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的电流隔离器，其特征在于：在第一屏蔽层内设有螺纹，在第二屏蔽层外设有螺纹。
8.根据权利要求6所述的电流隔离器，其特征在于：在第一屏蔽层内设有螺纹，在第二屏蔽层外设有螺纹。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的电流隔离器，其特征在于：所述的芯针位于第二同轴连接器内，所述的卡簧位于第一同轴连接器内，芯针和卡簧之间设有电路板，在电路板上焊接有电容，芯针和卡簧通过电容连接，在第一屏蔽层内设有外接卡簧，外接卡簧的一端抵接在第一屏蔽层端部内翻的翻边上，外接卡簧的另一端抵接在第一绝缘子上。
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20131012 Address after: 100031 Xicheng District West Chang'an Avenue, No. 86, Beijing Patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: Gansu Electric Power Corporation Electric Power Science Research Institute Patentee after: Hangzhou Cheele Electronics Co., Ltd. Address before: Gansu Province, Lanzhou City, 730050 West East Road No. 648 Patentee before: Gansu Electric Power Corporation Electric Power Science Research Institute Patentee before: Hangzhou Cheele Electronics Co., Ltd. |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130410 Effective date of abandoning: 20150708 |
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| RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |