DE3904461C1

DE3904461C1 - Multipole radio-frequency plug connection

Info

Publication number: DE3904461C1
Application number: DE3904461A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8213 Aschau De Woltschach; Franz 7324 Rechberghausen De Czeschka
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG; ERNI Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: ERNI Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-09-06
Anticipated expiration: 2009-02-16

Description

A. Technisches Sachgebiet:

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrpolige Hochfrequenz-Steckverbindung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Steckverbinder sind ein wesentlicher und kritischer Bestandteil jeder Busverbindung in Computersystemen und kommen somit in vielen Geräten und fast allen Digitalrechnern zum Einsatz.

Aus diesem Grunde sind auch die beispielsweise aus der US 46 05 269, den DE 85 27 598 U1 und weiteren Druckschriften vielfältig bekannten, abgeschirmten Koaxialstecker hier nicht verwendbar.

B. Problemstellung:

Die ständig wachsende Geschwindigkeit von CMOS-Schaltkreisen in der Digitalelektronik führt zu erheblichen Problemen beim Signalaustausch zwischen verschiedenen Baugruppen. Ursache hierfür ist der Stecker, der ein fast unüberwindliches Hindernis für Hochfrequenzsignale (< 30 MHz) darstellt.

Verbindungsleitungen jeder Art stellen zudem aufgrund ihrer parasitären Induktivität und Kapazität einen Widerstand für das elektrische Signal hoher Frequenz (< 30 MHz) dar. Dieser wird als Wellenwiderstand erfaßt. Außerdem neigen schnelle Signale zu kapazitiven und induktiven Überkopplungen auf Nachbarleitungen. Während derartige Probleme auf Leiterkarten und Busverbindungen einer genauen Betrachtung unterliegen, werden sie bei herkömmlichen Steckverbindungen bislang zu Unrecht vernachlässigt. Die Folge sind schwerwiegende physikalische Probleme bei der Schaltungsrealisierung.

In der HF-Technik sind die Probleme bereits länger bekannt und werden dort durch geeignete Stecker behoben. Leider lassen die Bauformen dieser Stecker nur die Verbindung weniger Signale zu, da pro Leitung ein zu großes Steckvolumen benötigt wird.

Dies trifft beispielsweise auch auf die bereits zuvor erwähnte US 46 05 269 zu. Zwar ist aus der US 47 34 058 bereits ein vielpoliger, nach außen abgeschirmter Stecker in relativ gedrängter Bauart bekannt, jedoch liegt diesem nicht nur eine andere Aufgabe als dem Anmeldegegenstand zugrunde, sondern seine durch den wabenartigen Aufbau bedingte, filigrane Ausführung, stellt zudem nicht unbedingt den gewünschten niedrigen Übergangswiderstand zwischen den wabenartigen Einzelteilen sicher.

C. Aufgabenstellung:

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik stellt sich somit die Aufgabe, einen Steckverbinder zu schaffen, der in seinem Aufbau derart gestaltet ist, daß er eine sichere Abschirmung der Einzelkontakte untereinander gestaltet. Dies ist erforderlich, da herkömmliche Steckkontakte die kapazitive und induktive Kopplung der Signalleitungen untereinander bislang nicht ausreichend verhindern und somit das Ausbleiben von Störungen im logischen Ablauf des jeweiligen Gerätes nicht sicherstellen konnten.

D. Lösung der Aufgabe:

Die einzelnen Lösungsmerkmale der Aufgabe sind in den Patentansprüchen angegeben.

Der generelle, übergeordnete Lösungsgedanke und somit die technische Lehre der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, daß der Steckerkörper im Gegensatz zu früher aus einem leitenden Material ausgeführt wird. Hierzu können z. B. Metalle, wie Aluminium oder leitende Kunststoffe, verwendet werden. Die Steckerpins werden dabei einzeln oder in Gruppen isoliert eingebracht. Zur besseren Abschirmung der Leitungen untereinander wird der Steckerkörper gegebenenfalls erweitert, so daß es die gesamte Pinmechanik bedeckt. Die Isolation wird zudem so gewählt, daß die Gesamtanordnung einem Wellenwiderstand von etwa 35 Ohm möglichst nahe kommt.

E. Zeichnung:

Die Erfindung wird anhand einer im Längsschnitt dargestellten, zweiteiligen Steckverbindung im folgenden näher beschrieben.

F. Beschreibung:

Die als Beispiel dargestellte Steckverbindung besteht aus einer einendig an einer Leiterplatte 8 angebrachten Messerleiste 1 mit darin eingesteckter Federleiste 2 und einer Vielzahl darin angeordneter, signalführender Einzelkontakte in Form von sogenannten Steckerpins 3 bzw. 4 o. dgl., wobei diese Steckerpins 3 bzw. 4 von einem definierten Dielektrikum 5 bzw. 6 umgeben sind und sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

a. Eine Hf-mäßige, gegenseitige Abschirmung der Einzelkontakte 3 bzw. 4 durch Einbringen bzw. Anordnen von diese 3 bzw. 4 umgebenden leitenden Flächen 1 a bzw. 2 a, die ihrerseits über Steckerstifte o. ä. mit der Bezugsmasse des anzuschließenden Gerätes, einer Leiterplatte o. dgl. leitend verbunden sind.
b. Der jeweilige Steckerkörper 1 bzw. 2 ist vorzugsweise massiv ausgebildet und besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material, wobei die darin angeordneten, signalführenden Einzelkontakte 3 bzw. 4 durch ein isolierendes Dielektrikum 5 bzw. 6 vom Steckerkörper 1 bzw. 2 getrennt sind.

Um eine möglichst vollkommende Abschirmung zu erzielen, ist es zudem von Vorteil, wenn die leitenden Steckerkörper 1 bzw. 2 durch zusätzliche Klemmelemente 7 o. dgl. ebenfalls leitend miteinander verbunden sind.

Neben der in der Zeichnung dargestellten Steckverbinderausführung sind auch noch folgende Ausgestaltungs- bzw. Anwendungsvarianten möglich:

a. Die beiden Steckerkörper 1 und 2 dienen zur unmittelbaren Verbindung von Leiterkarten.
b. Die beiden Teile 1 und 2 dienen zur unmittelbaren Verbindung eines Kabels mit einer Leiterkarte oder mit einem anderen Kabel.

Durch die hier beschriebene Lösung können nunmehr erstmals auch vielpolige Steckverbinder zur Geschwindigkeitssteigerung auf Busverbindungen herangezogen und somit die Geschwindigkeitsvorteile moderner Schaltkreise auch voll genutzt werden.

Bezugsziffernverzeichnis:

1 Steckerkörper (Messerleiste)
1 a leitende Fläche
2 Steckerkörper (Federleiste)
2 a leitende Fläche
3 Einzelkontakt
4 Einzelkontakt
5 isolierendes Dielektrikum
6 isolierendes Dielektrikum
7 Klemmelement (leitend)
8 Leiterplatte

Claims

1. Mehrpolige Hochfrequenz-Steckverbindung, bestehend aus mindestens einem Steckerkörper (1 bzw. 2) mit einer Vielzahl darin angeordneter, signalführender Einzelkontakte in Form von sogenannten Steckerpins (3 bzw. 4) o. dgl., wobei diese Steckerpins (3 bzw. 4) von einem definierten Dielektrikum (5 bzw. 6) umgeben sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Eine Hf-mäßige, gegenseitige Abschirmung der Einzelkontakte (3 bzw. 4) durch Einbringen bzw. Anordnen von diese (3 bzw. 4) umgebenden leitenden Flächen (1 a bzw. 2 a), die ihrerseits über Steckerstifte o. ä. mit der Bezugsmasse des anzuschließenden Gerätes, einer Leiterplatte o. dgl. leitend verbunden sind.
b) Der jeweilige Steckerkörper (1 bzw. 2) ist vorzugsweise massiv ausgebildet und besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material, wobei die darin angeordneten, signalführenden Einzelkontakte (3 bzw. 4) durch ein isolierendes Dielektrikum (5 bzw. 6) vom Steckerkörper (1 bzw. 2) getrennt sind.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Ausführungs- bzw. Anwendungsvarianten:

a) Die Steckverbindung besteht aus zwei miteinander korrespondierenden Steckerkörpern (z. B. Messerleiste 1 und Federleiste 2).
b) Die beiden Steckerkörper (1 und 2) dienen zur unmittelbaren Verbindung von Leiterkarten.
c) Die beiden Teile (1 und 2) dienen zur unmittelbaren Verbindung eines Kabels mit einer Leiterkarte oder mit einem anderen Kabel.

3. Steckverbindung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Steckerkörper (1 und 2) durch zusätzliche Klemmelemente (7) o. dgl. ebenfalls leitend miteinander verbunden sind.