CN219477037U - 一种用于汽车应用的差分对单元及连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于汽车应用的差分对单元和连接器，差分对单元包括差分对电通道和绝缘支架组，差分对电通道依次由第一差分对接触部、差分对本体部以及第二差分对接触部组成，第一差分对接触部用于与连接器进行插配连接；差分对本体部的差分对间隙宽度为0.22mm到1.2mm之间；绝缘支架组通过塑封方式固定在差分对本体部，用于固持所述差分对电通道，绝缘支架组上形成有镂空结构，使所述差分对电通道通过镂空结构暴露在空气中。本实用新型的差分对本体部由一对导体紧密电偶合构成，以及通过镂空结构将差分对电通道暴露于空气中，从而使差分对单元的频率在0到25Ghz频率范围内，且连接器无谐振，插入损耗小，差分通道之间的串扰小。

Description

一种用于汽车应用的差分对单元及连接器

技术领域

本实用新型涉及H-MIS(高速模块化互连系统)连接器技术领域，具体涉及一种用于汽车应用的差分对单元及连接器。

背景技术

汽车“新四化”即电动化、智能化、网连化、共享化，正在成为整个汽车产业的发展趋势。

伴随汽车产业智能化、网联化步伐的逐渐加深，车载网络通信数据量显著提升，车载以太网将逐渐成为整车通信的骨干网络。当前万兆以太网标准IEEE802.3ch正式发布，可以实现Multi-Gig(2.5Gbps、5.0Gbps、10Gbps)车载以太网的数据传输。可以预见，未来传输速率在10Gbps以上，乃至50Gbps、100Gbps的行业标准和产品应用将逐步呈现。

在车载高速数据传输方面，4K(乃至8k、16k)摄像机系统自主驾驶、雷达、激光雷达、高分辨率显示器和后座娱乐对车载高速数据传输的速率要求也越来越高，单差分通道传输速率达到20Gbps、乃至50Gbps、100Gbps及以上，也将成为必然趋势。

目前，车载通讯连接器行业先锋Rosenberger发布的H-MTD连接器的频率范围可达10GHz,采用PAM3和PAM4调制方式，传输速率分别可达25Gbps和40Gbps。因此，为应对未来汽车行业对车用高速互连系统的50Gbps、100Gbps传输速率的要求，有必要开发一款连接器的频率范围达到更高，甚至可达25GHz，传输速率可达50Gbps、100Gbps的高速模块化互连系统(H-MIS)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于汽车应用的差分对单元及连接器，连接器频率范围可达25GHz，从而提高传输速率，以期解决背景技术中存在的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于汽车应用的差分对单元，包括差分对电通道和绝缘支架组，差分对电通道由第一差分对接触部、差分对本体部以及第二差分对接触部组成，第一差分对接触部和第二差分对接触部设置于差分对本体部的两端，第一差分对接触部用于与连接器进行插配连接；差分对本体部的差分对间隙宽度为0.22mm到1.2mm之间，并且在间隙长度方向上随绝缘介质的材料类型和几何结构而改变；

绝缘支架组通过塑封方式固定在差分对本体部，用于固持所述差分对电通道，绝缘支架组上形成有镂空结构，使所述差分对电通道通过镂空结构暴露在空气中。

作为进一步的技术方案，所述第一差分对接触部和第二差分对接触部在空间位置上位于同一平面、两个平行平面、两个垂直平面或0～90°之间夹角的两个平面。

作为进一步的技术方案，所述差分对单元的第一差分对接触部为插座结构或插头结构；第二差分对接触部为插头结构、插座结构、与PCB连接的柱状结构或与差分线缆的差分对线芯连接的结构。

作为进一步的技术方案，所述绝缘支架组包括前绝缘支架和后绝缘支架，前绝缘支架设置于差分对本体部靠近第一差分对接触部的位置；后绝缘支架设置于差分对本体部靠近第二差分对接触部的位置。

同时，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于汽车应用的连接器，包括合金壳体和如上所述一种用于汽车应用的差分对单元，

所述合金壳体内设置有不少于一个的差分对孔，差分对单元安装于所述差分对孔中。

作为进一步的技术方案，所述差分对单元的第一差分对接触部插入至合金壳体内的差分对孔中，差分对单元的第二差分对接触部朝向合金壳体外侧。

作为进一步的技术方案，所述差分对单元的绝缘支架组上形成有绝缘定位结构，所述合金壳体上设置有与绝缘定位结构相配合的壳体定位结构，以将差分对单元固设于合金壳体内。

作为进一步的技术方案，所述连接器还包括壳体，所述壳体内设置有防误插结构和防脱落锁孔，以保证壳体与其他相应连接器之间的插接位。

作为进一步的技术方案，所述连接器还包括附件，所述合金壳体内至少设置有一个与附件相配合的槽口，附件过盈配合的插设于所述槽口内，以使每个差分对单元位于独立的屏蔽空间内。

作为进一步的技术方案，所述壳体与组装完成的合金壳体相插接，所述壳体上一体成型有至少一个第一凹槽、至少一个第二凹槽和至少一个第三凹槽，所述合金壳体外一体成型有至少一个与第一凹槽相配合的第一凸体，至少一个与第二凹槽相配合的第二凸体，以及至少一个与第三凹槽相配合的第三斜楔，实现合金壳体在壳体中各个方向上的固定。

有益效果

本实用新型差分对本体部由一对导体紧密电偶合构成，具体而言，构成差分对本体部的一对导体之间的间隙宽度在0.22mm到1.20mm之间；差分对本体部外的绝缘支架组设置有镂空结构，使差分对电通道大体上暴露在空气之中；且通过设置附件，使差分对单元位于各自独立的屏蔽空间内，使得用于汽车应用的连接器，频率范围可达25GHz,采用PAM3和PAM4调制方式,传输速率可达62Gbps、100Gbps，从而提高了频率范围，且连接器无谐振，插入损耗小，差分通道之间的串扰小。

附图说明

图1为汽车应用的差分对单元的示意图；

图2为图1示意图移除绝缘支架组后的示意图；

图2a为差分对电通道各接触部其他结构形式的示意图；

图3a为第一差分对接触部和第二差分对接触部在同一平面示意图；

图3b为第一差分对接触部和第二差分对接触部在0°到90°之间的两个平面的示意图；

图3c为第一差分对接触部和第二差分对接触部相互垂直平面的示意图；

图3d为第一差分对接触部和第二差分对接触部在两相互平行平面的示意图；

图4为绝缘支架组塑封过程示意图；

图5为差分对单元与差分对线缆连接示意图；

图6为一种1行2列合金壳体结构的立体示意图；

图6a为一种1行2列合金壳体结构的示意图；

图6b为一种2行2列合金壳体结构的示意图；

图7为连接器A的差分对单元与合金壳体装配过程示意图；

图8为连接器A装配完成后示意图；

图9为连接器A与附件的装配过程示意图；

图10为连接器A与附件装配后示意图；

图11为连接器A和壳体的装配示意图；

图12为壳体结构示意图；

图13为连接器A和壳体的装配示意图；

图14为连接器A和壳体装配后的连接器B示意图；

图15为连接器B的防误插结构和防脱落锁孔结构示意图；

图16为0到25Ghz频率范围内连接器B插入损耗示意图；

图17为0到25Ghz频率范围内连接器B差分通道之间串扰示意图。

图示说明：1.差分对电通道；1-1.第一差分对接触部；1-2.差分对本体部；1-3.第二差分对接触部；2.绝缘支架组；2-1.前绝缘支架；2-1a.第一定位结构；2-1b.定位凸台；2-2.后绝缘支架；2-2a.第二定位结构；2-2b.侧耳；2-3.镂空结构；3.差分对线缆；4.合金壳体；4-1.槽口；4-2.第二斜楔；4-3.定位凹槽；4-4.第一斜契；4-5.差分对孔；4-6.插槽；4-7.第一凸体；4-8.第二凸体；4-9.第三斜契；5.附件；5-1.凸包结构；6.壳体；6-1.第一凹槽；6-2.第二凹槽；6-3.第三凹槽；6-4.防误插结构；6-5.防脱落锁孔；X.差分对宽度方向；Y.差分对长度方向；α.间隙宽度。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例，仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

实施例1：

参照附图1-5，一种汽车应用的差分对单元，如图1所示，包括一差分对电通道1、一绝缘支架组2。图2为图1移出绝缘支架组2后的示意图，即差分对电通道1，该差分对电通道结构由第一差分对接触部1-1、差分对本体部1-2以及第二差分对接触部1-3三部分组成，其中，差分对本体部1-2位于第一差分对接触部1-1和第二差分对接触部1-3之间，将所述第一差分对接触部1-1和所述第二差分对接触部1-3连接，该差分对本体部由一对紧密电偶合的导体构成，其差分对本体部的差分对宽度方向X的间隙宽度α在0.22mm到1.2mm之间，并且差分对本体部的差分对长度方向Y上间隙宽度α随绝缘介质(包括空气)的材料类型和几何结构而改变，例如：暴露在空气中的差分对本体部的差分对间隙宽度小于在绝缘体中的差分对间隙宽度；第一差分对接触部1-1和第二差分对接触部1-3位于差分对本体部两端，其结构在空间位置上既可以是在同一平面内或两个平行平面内，也可以在相互垂直的两个平面内，还可以在夹角为0到90度之间的两个平面内。差分对单元上述的几种结构形式由图3a-3d示出，其中，图3a为第一差分对接触部和第二差分对接触部在同一平面示意图，图3b为第一差分对接触部和第二差分对接触部在0°到90°之间的两个平面的示意图；图3c为第一差分对接触部和第二差分对接触部相互垂直平面的示意图，图3d为第一差分对接触部和第二差分对接触部在两相互平行平面的示意图；其使用方式，第一差分对接触部和第二差分对接触部两者既可以是插头结构，也可以是插座结构，所述第一差分对接触部1-1可以用于和相应的连接器进行插配连接，所述第二差分对接触部1-3还可以为PCB连接的柱状结构，或用于和的差分对线芯连接的其他结构、或用于和其它的连接器插配连接，如图2a所示，图2a为所述差分对电通道的第一差分对接触部和第二差分对接触部为其他结构形式的示意图，在图2a中，差分对单元的第一差分对接触部1-1为插座结构，第二差分对接触部1-3为压线结构，可用于压接线缆。所述绝缘支架组2，其即可以是一个孤立的绝缘支架，也可以是由两个或两个以上的孤立绝缘支架共同构成，其结构上设置有镂空结构2-3；所述绝缘支架组2通过塑封的方式固定在差分对本体部1-2，用以固持上述差分对电通道1，因为绝缘支架组上设有镂空结构，所以所述差分对电通道大体上暴露在空气中。

在另一个实施例中，绝缘支架组2上还可设有绝缘体定位结构，本实施例暂不做详细说明。

本实施例中，选用的差分对单元如图1所示，所述差分对电通道1的第一差分对接触部1-1和第二差分对接触部1-3位于同一个平面内，当然，也可以是所描述的几种方式，此处仅用于说明；作为优选，所述绝缘支架组由两个孤立绝缘支架组成，即包括前绝缘支架2-1、后绝缘支架2-2。绝缘支架组2通过塑封的方式固定在差分对电通道的差分对本体部，在位置上，前绝缘支架2-1塑封于差分对本体部靠近第一差分对接触部的位置，后绝缘支架2-2塑封于差分对本体部靠近第二差分对接触部的位置，将差分对电通道固持，图4为绝缘支架组的塑封过程示意图。绝缘支架组2塑封完成后，将差分对单元从料带上裁切取出，即为本实施例所述的一个差分对单元；本实施例所述的差分对单元可直接进行应用，其所述第一差分对接触部1-1可以用于和相应的连接器进行插配连接，所述第二差分对接触部1-3用于和PCB(印制线路板)连接、或用于和差分对线缆连接、或用于和其它的连接器插配连接，图5为差分对单元与差分对线缆连接示意图，按图示方式摆放差分对单元与差分对线缆，然后将差分对单元第二差分对接触部插入差分对线缆3中，即可完成安装。

实施例2：

如图6-10所示，一种用于汽车应用的连接器A，包括一合金壳体4、至少一个上述实施例1中的差分对单元，合金壳体内设置有不少于一个的差分对孔，差分对单元安装于所述差分对孔中。

本实施例中，第一差分对接触部1-1与第二差分对接触部1-3在两个相互垂直的平面内。所述合金壳体4，其内部设置有一个、或一列、或一行、或阵列的差分对孔4-5，开孔的数量和差分对单元数量对应，若干所述差分对单元安装在合金壳体上设置的差分对孔中，构成单n行m列，共n乘m个端口的连接器，这里的n和m是指自然数1,2,3,4等，如图6、图6a、图6b所示，图6和图6a为一种1行2列的合金壳体的结构示意图，图6b为一种2行2列的合金壳体结构示意图。图7为差分对单元与合金壳体4的装配过程图，按照图示方向，差分对单元的第一差分对接触部1-1朝向合金壳体4的差分对孔4-5，第二差分对接触部1-3朝向合金壳体4外侧，差分对单元沿箭头方向插入合金壳体的差分对孔4-5中。

所述差分对单元的绝缘支架组2，其上设有绝缘定位结构，即第一定位结构2-1a、第二定位结构2-2a、定位凸台2-1b和侧耳2-2b；第一定位结构和定位凸台设置于前绝缘支架上，第二定位结构和侧耳设置于后绝缘支架上，合金壳体4上设置有与绝缘定位结构相配合的壳体定位结构，壳体定位结构至少包括与第一定位结构2-1a配合的第一斜楔4-4,与第二定位结构2-2a配合的第二斜楔4-2，与定位凸台2-1b配合的定位凹槽4-3，以及与侧耳2-2b配合的插槽4-6。差分对单元插入合金壳体过程中，差分对单元前绝缘支架端首先以过盈的方式插入合金壳体的差分对孔4-5中,后绝缘支架的侧耳2-2b插入合金壳体的插槽4-6中，然后沿箭头方向下压差分对单元，直至合金壳体的第一斜楔4-4滑入前绝缘支架的第一定位结构2-1a中，合金壳体第二斜楔4-2滑入第二定位结构2-2a中，限制差分对单元脱出合金壳体，进一步的，定位凸台2-1b与定位凹槽4-3配合，如图8所示，实现差分对单元在合金壳体中各个方向上的定位。所述连接器A在整个安装过程中未引入任何附件，降低了使用成本。

实施例3：

参照附图11-17，一种用于汽车应用的连接器B，包括一壳体6、一上述实施例2中的连接器A和若干附件5。所述连接器B，在上述实施例2中的连接器A中引入附件5,在连接器A的合金壳体上至少设置有一个和附件5配合的槽口4-1，槽口4-1下端面应略高于或等于差分对单元后绝缘支架2-2，所述附件5，其外侧与内侧都设置有起过盈作用的凸包结构5-1，将连接器A和附件5按图9进行位置摆放，沿箭头方向C，将附件5径直推入合金壳体中，通过过盈配合将附件5固定在合金壳体4中，使得每个差分对单元位于各自独立的屏蔽空间内，且进一步限制差分对单元脱出合金壳体4，安装完成后如图10所示。

在所述连接器B的壳体上，设置有防误插结构6-4和防脱落锁孔6-5(或防脱落锁钩)，如图15所示，当连接器B需要与其他相应连接器进行插配时，非对应连接器将无法通过防误插结构6-4，可有效防止其他相似连接器的误插；连接器B与正确连接器完成连接后，连接器B壳体上的防脱落锁孔6-5(或防脱落锁钩)与相应连接器上的防脱落结构配合，防止相应连接器脱落。

进一步的，引入壳体6，将安装好附件5的连接器A和壳体6按图11方式摆放，将连接器A沿着方向D安装在壳体6中。所述壳体6，如图12所示，其上一体成型至少有一个第一凹槽6-1、至少一个第二凹槽6-2和至少一个第三凹槽6-3，其所属连接器A的合金壳体4外一体成型至少一个与第一凹槽6-1配合的第一凸体4-7，至少一个与第二凹槽6-2配合的第二凸体4-8，至少一个与第三凹槽6-3配合的第三斜楔4-9。装入过程中，将合金壳体的第一凸体4-7置于壳体的第一凹槽6-1中，第二凸体4-8置于第二凹槽6-2中，然后如按图13所示，沿方向E下压壳体6，使第一凸体4-7嵌入第一凹槽，第二凸体4-8嵌入第二凹槽，直到第三斜楔4-9滑入第三凹槽6-3中，实现连接器A的合金壳体在壳体6中各个方向上的固定，即为连接器B，如图14所示，图14为一种双通道连接器B示意图，本实施例中，如图16、图17所示，所描述的一种连接器B,在于0到25Ghz频率范围内，所述连接器B的无谐振，插入损耗小于-3dB，差分通道之间的串扰小于-50dB。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车应用的差分对单元，其特征在于，包括差分对电通道和绝缘支架组，差分对电通道由第一差分对接触部、差分对本体部以及第二差分对接触部组成，第一差分对接触部和第二差分对接触部设置于差分对本体部的两端，第一差分对接触部用于与连接器进行插配连接；差分对本体部的差分对间隙宽度为0.22mm到1.2mm之间，并且在间隙长度方向上随绝缘介质而改变；

绝缘支架组通过塑封方式固定在差分对本体部，用于固持所述差分对电通道，绝缘支架组上形成有镂空结构，使所述差分对电通道通过镂空结构暴露在空气中。

2.根据权利要求1所述一种用于汽车应用的差分对单元，其特征在于，所述第一差分对接触部和第二差分对接触部在空间位置上位于同一平面、两个平行平面、两个垂直平面或0～90°之间夹角的两个平面。

3.根据权利要求1所述一种用于汽车应用的差分对单元，其特征在于，所述差分对单元的第一差分对接触部为插座结构或插头结构；第二差分对接触部为插头结构、插座结构、与PCB连接的柱状结构或与差分线缆的差分对线芯连接的结构。

4.根据权利要求1所述一种用于汽车应用的差分对单元，其特征在于，所述绝缘支架组包括前绝缘支架和后绝缘支架，前绝缘支架设置于差分对本体部靠近第一差分对接触部的位置；后绝缘支架设置于差分对本体部靠近第二差分对接触部的位置。

5.一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，包括合金壳体和如权利要求1-4任一项所述一种用于汽车应用的差分对单元，

所述合金壳体内设置有不少于一个的差分对孔，差分对单元安装于所述差分对孔中。

6.根据权利要求5所述一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，所述差分对单元的第一差分对接触部插入至合金壳体内的差分对孔中，差分对单元的第二差分对接触部朝向合金壳体外侧。

7.根据权利要求5所述一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，所述差分对单元的绝缘支架组上形成有绝缘定位结构，所述合金壳体上设置有与绝缘定位结构相配合的壳体定位结构，以将差分对单元固设于合金壳体内。

8.根据权利要求5所述一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，所述连接器还包括壳体，所述壳体内设置有防误插结构和防脱落锁孔，以保证壳体与相应连接器之间的插接位。

9.根据权利要求8所述一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，所述连接器还包括附件，所述合金壳体内至少设置有一个与附件相配合的槽口，附件过盈配合的插设于所述槽口内，以使每个差分对单元位于独立的屏蔽空间内。

10.根据权利要求8所述一种用于汽车应用的连接器，其特征在于，所述壳体与组装完成的合金壳体相插接，所述壳体上一体成型有至少一个第一凹槽、至少一个第二凹槽和至少一个第三凹槽，所述合金壳体外一体成型有至少一个与第一凹槽相配合的第一凸体，至少一个与第二凹槽相配合的第二凸体，以及至少一个与第三凹槽相配合的第三斜楔，实现合金壳体在壳体中各个方向上的固定。