DE60124721T2

DE60124721T2 - Federsensoranordnungen

Info

Publication number: DE60124721T2
Application number: DE60124721T
Authority: DE
Inventors: Frank Newark BECKOUS
Original assignee: Gore Enterprise Holdings Inc
Current assignee: Gore Enterprise Holdings Inc
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: EP1303763A2; JP2004505408A; EP1303763B1; WO2002008770A2; WO2002008770A3; US6498506B1; DE60124721D1; JP4615822B2

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Entwicklung bezieht sich auf Federsondenanordnungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Folgende Erfindung bezieht sich auf Federsondenanordnungen, die zu bestimmten Typen von Planarvorrichtungen wie Steckplatten (PCB) gehören. Die Federsondenanordnungen verwenden Federbolzen entsprechender Federkraft, um das Signal von einer Signalquelle zur Schaltung der Planarvorrichtung zu übertragen. Dieser Vorgang wird gewöhnlich mithilfe von Federsondenanordnungen durchgeführt, die aufeinander abgestimmte Widerstände besitzen, deren Erdungsabschirmungen miteinander in einem Metallblock verbunden sind. An verschiedenen Stellen des Metallblocks befindliche Erdungsfedersonden bilden anschließend den Signalrückführungsweg.
Es ist bekannt, dass manche Planarvorrichtungen das Signalinterface von verschiedenen Frequenzen benötigen. In diesem Fall führt die Verwendung gemeinsamer Erdung, wie der Signalrückführungsweg dieser unterschiedlichen Frequenzen, zu Gleichtaktstörungen, welche die Qualität der zu und von der Planarvorrichtung gesendeten Signale beeinträchtigt.
US 4724180 offenbart ein Federsondengehäuse mit zahlreichen Öffnungen für Sonden in einer Vorderseite. Jede Öffnung ist in zwei Teile geteilt, die durch einen Kanal miteinander verbunden werden. Die Öffnungen und die Kanäle sind mit einem Leitermaterial beschichtet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aus diesem Grund soll die Erfindung dazu beitragen, die Qualität der durch eine Federsondenanordnung übertragenen Signale zu verbessern.
Weiterhin soll die Erfindung dazu beitragen, Gleichtaktstörungen in Federsondenanordnungen mit Signalen unterschiedlicher Frequenzen zu verhindern.
Außerdem soll die Erfindung dazu beitragen, die Reparatur von Federsondenanordnungen zu erleichtern.
Dieses und andere Ziele der Erfindung werden erreicht, indem eine Federsondenanordnung mit einem Isoliergehäuse zur Verfügung gestellt wird, die über zahlreiche Öffnungen in einer Vorderseite des Isoliergehäuses verfügt. Jede der Öffnungen hat einen ersten Teil und einen zweiten Teil, die mithilfe eines Kanals im Isoliergehäuse miteinander verbunden werden. Eine oder mehrere erste Sonden sind in den ersten Teilen der Öffnungen angeordnet und eine oder mehrere zweite Sonden sind in den zweiten Teilen der Öffnungen angeordnet. Klemmen sind in den Kanälen und Öffnungen angeordnet und stellen eine elektrische Verbindung zwischen den einen oder mehreren ersten Sonden und den einen oder mehreren zweiten Sonden her.
Die Verwendung eines Isoliergehäuses mit zwei unterschiedlichen Sonden ermöglicht, dass eine der Sonden Signale überträgt, während die andere Sonde separat an die Erdung angeschlossen ist. Jede der zwei verschiedenen Sonden kann von der anderen isoliert werden, um die Integrität des Signals zu fördern. Es ist möglich zwei oder mehrere Sonden eines Typs mit einer einzigen Sonde eines anderen Typs zu verbinden. Außerdem kann jede der Sonden separat ersetzt werden, was die Reparatur der Vorrichtung erheblich erleichtert. Das Verhältnis der Sondenpaare wird so ausgewählt, dass es eine minimale Interferenz auf Grund des Gleichtakts und eine maximale Übertragung des vorgesehenen Hochgeschwindigkeitssignals mit einem minimalen Signalverlust aufweist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass zwei oder mehrere verschiedene erste Sonden jeweils Signale mit unterschiedlicher Frequenz übertragen können. Die zwei oder mehreren verschiedenen ersten Sonden werden jeweils von einander isoliert, weshalb nur eine geringe oder keine Wechselwirkung zwischen den einzelnen Sonden zustande kommt und die Überlagerung der Signale verringert wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die ersten Teile der Vielzahl der Öffnungen durch das Isoliergehäuse von der Vorderseite zu einer Rückseite und ermöglichen auf diese Weise eine einfache Verbindung der Sonde in den ersten Teilen der Öffnungen mit einem koaxialen Kabel.
Die ersten Sonden verfügen auf Grund ihrer Herstellung über einen zentralen Sondenleiter, der sich in einem äußeren Sondenbehälter befindet, sowie über eine äußere Sondenabschirmung, die sich im ersten äußeren Sondenbehälter befindet. Die äußere Sondenabschirmung ist elektrisch vom zentralen Sondenleiter isoliert. In dieser Konstruktion können die ersten Sonden ein Signal tragen, welches durch die äußere Sondenabschirmung von Interferenzen bewahrt wird. Die äußere Sondenabschirmung ist mit der Abschirmung des koaxialen Kabels verbunden, während der zentrale Sondenleiter mit dem zentralen Kabelleiter des koaxialen Kabels verbunden ist.
Die zweiten Sonden verfügen über einen zweiten zentralen Sondenleiter, sowie über einen zweiten äußeren Sondenbehälter und sind in den zweiten Teilen der Vielzahl der Öffnungen angeordnet. Die Klemmen verbinden die erste Sondenabschirmung der ersten Sonden mit dem zweiten äußeren Sondenbehälter. In dieser Anordnung tragen die zweiten Sonden die Erdung. Die ersten Sondenabschirmung sind von einander isoliert, wodurch die Integrität des Signals anhand einer Konstruktion nach dem Stand der Technik verbessert wird. Eine oder mehrere zweite Sonden werden durch eine oder mehrere Klemmen mit einem einzelnen ersten Sondenabschirmung verbunden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schnittbild der Federsondenanordnungen inklusive der Erdungssonde und des Erdungsklemmen in einem Isoliergehäuse.
2 ist eine perspektivische Darstellung des koaxialen Kabels mit der angebrachten koaxialen Federsondenanordnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 stellt ein Beispiel einer Federsondenanordnung 10 dar, gemäß der Erfindung. Die Federsondenanordnung 10 umfasst ein nicht metallisches Isolationsgehäuse 20, welches aus einem Material, z.B. einem thermoplastischen Material einschließlich ULTEM^® und einem flüssigem Kristallpolymer (LCP), hergestellt ist. Zahlreiche Öffnungen 25 sind an einer Vorderseite 30 der Federsondenanordnung 10 angeordnet. Jede der Öffnungen 25 verfügt über einen ersten Teil 28 und einen zweiten Teil 29, die durch einen Kanal 27 miteinander verbunden sind. Sowohl der erste Teil 28, als auch der zweite Teil 29 der zahlreichen Öffnungen 25 haben im Wesentlichen eine zylindrische Form. In genau dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des ersten Teils 28 größer als der Durchmesser des zweiten Teils 29. Diese Durchmesser grenzen die Erfindung jedoch keinesfalls ein. Die ersten Teile 28 der zahlreichen Öffnungen 25 erstrecken sich über das Isolationsgehäuse 20, von der Vorderseite 30 bis hin zu einer Rückseite 35. Die zweiten Teile 29 der zahlreichen Öffnungen 25 erstrecken sich von der Vorderseite 30 bis hin zur Tiefe 36 des Isolationsgehäuses 20. Die Kanäle 27 verbinden die Bohrungen der ersten Teile 28 über eine beträchtliche Tiefe mit den Bohrungen der zweiten Teile 29 innerhalb des Isolationsgehäuses 20.
Eine Signalsonde 50 wird in die ersten Teile 28 der zahlreichen Öffnungen 25 eingeführt. Gemäß 2 verfügt die Signalsonde 50 über einen zentralen Sondenleiter 52, der sich innerhalb eines Signalsondenbehälters 56 befindet und davon durch Isolationsmaterial abgeschirmt 58 ist. Eine Sondenabschirmung 54 ist um den Signalsondenbehälter 56 angeordnet. Der Aufbau derartiger Signalsonden 50 ist bekannt und jede beliebige Signalsonde kann verwendet werden. Die Signalsonde 50 ist mit einem koaxialen Kabel 40 verbunden, worin ein zentraler Kabelleiter 42 des koaxialen Kabels 40 mit dem Signalsondenbehälter 56 verbunden ist und die koaxiale Abschirmung 44 des koaxialen Kabels 40 mit der Sondenabschirmung 54 auf bekannte Weise verbunden ist. Das koaxiale Kabel verfügt außerdem über einen Mantel 45, der über die koaxiale Abschirmung 44 angeordnet ist, sowie über eine Isolierschicht 43 zwischen dem zentralen Kabelleiter 42 und der koaxialen Abschirmung 44. Die Signalsonden 50 können Signale derselben oder unterschiedlicher Frequenz übertragen.
Eine Erdungssonde 60 wird in die zweiten Teile 29 der zahlreichen Öffnungen 25 eingeführt. Die Erdungssonde 60 verfügt über eine Federerdungssonde 62, die sich innerhalb eines Erdungsbehälters 64 befindet. Die Herstellung derartiger Erdungssonden 60 ist bekannt und jede geeignete Erdungssonde kann verwendet werden.
Eine Erdungsklemme 70 verbindet die äußere Oberfläche der Sondenabschirmung 54 der Signalsonde 50 mit der äußeren Oberfläche des Erdungsbehälters 64 der Erdungssonde 60. Auf Grund ihrer Größe passt die Erdungsklemme 70 in die Schlitze 27. Die Erdungsklemme 70 wird aus einem Leitermaterial wie Phosphorbronze, Kupfer oder einer Beryllium-Kupferlegierung hergestellt.
Die Integrität der Hochleistungssignale, welche vom koaxialen Kabel 40 zur Signalsonde 50 geleitet werden, wird durch die hohe Impedanzangleichung durch das koaxiale Kabel 40 und die Signalsonde 50 erreicht. Diese Beziehung wird bezüglich der Planarvorrichtung mittels der Verbindung zwischen der Erdungssonde 60 und der Signalsonde 50 durch die Erdungsklemme 70 gesteuert.
Ein Vorteil des Aufbaus der Federsondenanordnung 10 gemäß dieser Erfindung ist die Tatsache, dass im Fall einer Beschädigung einer Komponente die individuellen Erdungssondenbehälter, die Erdungsklemmen 70, die Signalsonden 50, die Erdungssonden 60 und selbst das Isolationsgehäuse 20 ersetzt werden können. Auch bei den individuellen zentralen Sondeleitern 52 und den Federerdungssonden 62 handelt es sich um ersetzbare Elemente.
In dieser Ausführungsform der Erfindung verfügt jede der Öffnungen 25 über zwei Teile mit zwei verschiedenen Sonden. Es ist vorstellbar, Öffnungen 25 mit mehr als zwei Teilen zu haben, worin z.B. zwei oder mehrere Erdungssonden 60 mit der Sondenabschirmung 54 einer Signalsonde 50 verbunden sind. Dies wird erreicht, indem zwei Erdungsklemmen in zwei Kanäle 27 platziert werden. Die beste Signalisolierung wird erreicht, indem die zwei Erdungssonden 60 an der Signalsonde 50 diametral entgegengesetzt platziert werden.
Während diese Erfindung in bevorzugten Ausführungsformen verlautbart wird, kann der Fachmann zahlreiche Veränderungen diesbezüglich vornehmen, ohne den Anwendungsbereich, wie er in den anhängen Ansprüchen beschrieben wird, zu verlassen.

Claims

Steckanschluss, der Folgendes umfasst: ein Isoliergehäuse (20), das über eine Vielzahl an Öffnungen (25) an einer Vorderseite (30) des Isoliergehäuses verfügt, wobei jede der Vielzahl der Öffnungen einen ersten (28) und einen zweiten Teil (29) besitzt, die jeweils durch einen Kanal (27) miteinander verbunden sind; eine oder mehrere erste Sonden (50), die jeweils im ersten Teil der Öffnungen angeordnet sind; eine oder mehrere zweite Sonden (60), die jeweils im zweiten Teil der Öffnungen angeordnet sind und die sich durch eine oder mehrere Klemmen (70) auszeichnen, die sich in den besagten Öffnungen und Kanälen befinden und die zwischen der bzw. den besagten ersten Sonden und der bzw. den besagten zweiten Sonden eine Verbindung herstellen.
Steckanschluss nach Anspruch 1, wobei der erste Teil der besagten Öffnungen sich von der Vorderseite des Isoliergehäuses bis hin zu einer Hinterseite erstreckt.
Steckanschluss nach Anspruch 1, wobei die erste oder mehreren Sonde(n) einen ersten zentralen Sondenleiter (52) innerhalb eines ersten äußeren Sondenbehälters (56) besitzen, sowie über eine äußere Sondenabschirmung (54) verfügen, die um den äußeren Sondenbehälter angeordnet ist, welcher durch einen ersten Sondenisolator (58) von der ersten äußeren Sondenabschirmung isoliert ist.
Steckanschluss nach Anspruch 3, wobei die zweite oder mehreren Sonde(n) einen zweiten zentralen Sondenleiter (62) und einen zweiten äußeren Sondenbehälter (64) besitzen, die sich in den zweiten Teilen der Öffnungen befinden; und wobei eine oder mehrere besagte Klemmen die erste Sondenabschirmung der ersten Sonde(n) mit dem zweiten äußeren Sondenbehälter verbinden.
Steckanschluss nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Kabel (40), welches ein erstes und ein zweites Leiterelement besitzt, durch eine Hinterseite des Isoliergehäuses elektrisch mit einer bzw. mit mehreren ersten Sonden und mit einer bzw. mit mehreren zweiten Sonden verbunden ist.
Steckanschluss nach Anspruch 3, wobei mindestens ein koaxiales Kabel (40) mit einem zentralen Kabelleiter und einer Kabelabschirmung an eine der einen bzw. mehreren ersten Sonden angeschlossen ist, der zentrale Kabelleiter elektrisch an den ersten äußeren Sondenbehälter und die Kabelabschirmung elektrisch an die erste äußere Sondenabschirmung angeschlossen ist.
Steckanschluss nach Anspruch 1, wobei eine erste der einen oder mehreren ersten Sonde(n) an ein Signal einer ersten Frequenz anschließbar ist und eine zweite der einen oder mehreren ersten Sonde(n) an ein Signal einer zweiten Frequenz anschließbar ist, wobei sich die erste Frequenz von der zweiten Frequenz unterscheidet.
Steckanschluss nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der einen oder mehreren Klemme(n) eine der einen oder mehreren ersten Sonde(n) mit zwei der einen oder mehreren zweiten Sonde(n) elektrisch verbindet.