EP4150720A1 - Steckverbinder zur symmetrischen signalübertragung - Google Patents

Steckverbinder zur symmetrischen signalübertragung

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EP4150720A1
EP4150720A1 EP21722504.4A EP21722504A EP4150720A1 EP 4150720 A1 EP4150720 A1 EP 4150720A1 EP 21722504 A EP21722504 A EP 21722504A EP 4150720 A1 EP4150720 A1 EP 4150720A1
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EP
European Patent Office
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connector
plug
conductors
dielectric
free space
Prior art date
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Application number
EP21722504.4A
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English (en)
French (fr)
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EP4150720B1 (de
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Sebastian STAMM
Thomas Kaps
Karsten Krome
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP4150720A1 publication Critical patent/EP4150720A1/de
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Publication of EP4150720B1 publication Critical patent/EP4150720B1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6473—Impedance matching
    • H01R13/6474—Impedance matching by variation of conductive properties, e.g. by dimension variations
    • H01R13/6476—Impedance matching by variation of conductive properties, e.g. by dimension variations by making an aperture, e.g. a hole
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/506—Bases; Cases composed of different pieces assembled by snap action of the parts
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the invention relates to a connector for symmetrical signal transmission.
  • a plug connector for differential data transmission is provided, without being restricted thereto.
  • the characteristic impedance is a crucial parameter of the transmission path in order to maintain the signal integrity and should, if possible, be uniform at every point for the entire transmission path.
  • the wave impedance more precisely the differential wave impedance, denotes the wave impedance related to the location along the transmission path. This can, for example, correspond to the input impedance of a hypothetical, infinitely long line, the uniform cross-section of which is constructed like the cross-section of the point under consideration.
  • the wave resistance can also be referred to as wave impedance or, for short, impedance.
  • Deviations from the uniform value of the wave impedance lead to reflection attenuation (also referred to in technical terms as "return loss attenuation” or RL), which has a negative impact on the signal integrity.
  • the wave resistance is mainly influenced by the geometric arrangement of the conductors and the electromagnetic properties of the material surrounding the conductors.
  • the characteristic impedance Z can be caused by the local inductance coating L 'and the local capacitance coating C' at the point under consideration be determined.
  • the document US 10404014 B2 shows clearances between contacts of a connector with the aim of influencing crosstalk between the contacts. It is disadvantageous, however, that the contacts cannot stand freely, but rather at least partially adjoin a dielectric environment with the frankings. As a result, the possible geometries of the contacts and the mechanical connection systems that can be implemented are very limited.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a connector whose characteristic impedance is structurally adaptable, preferably can be increased, without increasing the installation space of the connector.
  • An alternative or more specific task is to enable a spring-elastic latching of the connector without impairing the characteristic impedance adaptation or the installation space requirement of the connector.
  • a connector for symmetrical, preferably differential, signal transmission comprises at least two connection contacts on one connection side of the connector.
  • the plug connector comprises at least two plug contacts on a plug side of the plug connector opposite the connection side and at least two conductors, each of which has a connection contact with one of the plug contacts electrically connect conductive.
  • the connector further includes a dielectric surround of the at least two conductors. The dielectric enclosure has at least one free space between the conductors.
  • Embodiments of the connector can adapt the dielectric environment of the conductors by means of the at least one free space in the dielectric surround of the at least two conductors between the connection side and the plug side, for example to match a characteristic impedance (preferably a line characteristic impedance) of the connector without affecting the surround or the geometry of the Connection contacts and / or the plug contacts of the connector must be adapted.
  • a characteristic impedance preferably a line characteristic impedance
  • connection contacts and / or the plug contacts can stand freely, preferably protrude on the connection side or the plug side. It is not necessary to change the surroundings of the plug-in contacts, as shown, for example, in document US Pat. No. 10404014 B2.
  • exemplary embodiments of the plug connector can have a structurally adapted wave impedance.
  • the characteristic impedance of the connector can be increased without increasing the structural shape of the connector.
  • the dielectric enclosure of the connector can have an effective permittivity that is less than the permittivity of the material used for the enclosure or less than the permittivity of a conventional plastic insulation material.
  • a section of the dielectric enclosure that delimits the free space, for example an edge of the free space, can be resilient.
  • the section can be resilient due to the deformability of the free space.
  • the section can be referred to as a spring element.
  • An embodiment of the connector can be constructed in several parts.
  • the individual components can be latched to one another (for example during assembly) by means of the spring element.
  • Each connector in a transmission path basically represents a local disturbance of the characteristic impedance.
  • Embodiments of the connector can use the free space to detect a deviation in the characteristic impedance of the connector compared to the characteristic impedance of a cable connected to the connection side (ie electrically conductively connected to the connection contacts) or a connection on a Keep the circuit board as small as possible.
  • the plug connector can be a socket mounted or mountable on the printed circuit board.
  • the circuit board can be connected or connectable to the connection contacts.
  • connectors are often restricted in terms of installation space and / or due to the high-voltage strength that must be maintained.
  • the at least one free space enables a measure that preserves or complies with the installation space for influencing the characteristic impedance of the connector.
  • a material of the dielectric border can be used whose relative permittivity e r is conventionally too large or which would lead to a characteristic impedance that is too small.
  • plastic materials with a relative permittivity e r between 2 and 8 can be used for the dielectric enclosure.
  • Materials with values of e r below 2 are often foamed materials that usually do not have sufficient strength, long-term stability and / or insulation resistance to function as a dielectric surround for the conductors (i.e. as a carrier for the plug and / or connection contacts, or contact carrier for short) .
  • the at least one free space for example an opening and / or a cavity
  • exemplary embodiments can be provided with a conventional plug connector Any disturbance of the wave impedance compensated without restricting the environment or geometry of the plug and / or connection contacts.
  • the at least one free space between the conductors and between the plug-in side and the connection side can use the installation space for a mechanical function, for example for resilient deformation during assembly of the connector.
  • a recess or through opening in the dielectric enclosure can encompass the free space.
  • the recess or the through opening can extend (for example in sections) between the at least two conductors.
  • the free space can be a recess or through opening in the dielectric enclosure.
  • the free space can be in fluid connection with the surroundings of the connector.
  • the free space can be a gas-tight cavity.
  • the cavity can be filled with air or a noble gas or evacuated, for example with a residual pressure of less than 30,000 Pa.
  • the gas filling and / or the residual pressure can be used to constructively determine the effective relative permittivity of the dielectric surround and thus the wave resistance of the connector.
  • the dielectric bezel can be integrally one-piece.
  • the dielectric frame can be an injection-molded part.
  • the dielectric enclosure can extend from the connection side to the plug side.
  • the connection side and the plug side can each be end faces of the dielectric enclosure, preferably from which the connection contacts or the plug contacts protrude.
  • the dielectric enclosure can enclose each of the at least two conductors.
  • the dielectric enclosure can each at at least one point between the connection side and the plug side or continuously between the connection side and the plug side of each of the enclose at least two conductors. Enclosing each conductor can be a circumferentially closed edging of the respective conductor.
  • the dielectric enclosure can be produced by overmolding the at least two conductors.
  • the dielectric border between the connection side and the plug side can insulate the at least two conductors (preferably continuously).
  • the dielectric enclosure can enclose each of the at least two conductors on each of the plug-in side and the connection side.
  • the dielectric enclosure can be made of a material that has a relative permittivity of at least 1, 5 or 2 and / or at most 8.
  • the dielectric border between the conductors in a cross section transverse to a longitudinal direction of the conductors through the free space can have an effective relative permittivity that is less than 1, 5 or 2.
  • Permittivity e ⁇ Q ⁇
  • e ⁇ Q ⁇ Permittivity
  • the dielectric enclosure can be resilient in a first transverse direction transverse to a longitudinal direction of the at least two conductors, deforming the free space (for example, reducing the transverse dimension of the free space) and / or bending the or one of the at least two conductors.
  • the connector can further comprise a housing part.
  • the housing part can have an inner surface and at least one latching recess in the inner surface. Furthermore, the housing part can open to the inner surface Have receiving opening.
  • the receiving opening can be designed to receive the dielectric surround in the longitudinal direction.
  • the dielectric enclosure can have a latching element (for example as the spring element).
  • the latching element can be arranged to slide over the inner surface when the dielectric frame is received in the housing part (for example with contraction of the free space in the first transverse direction) and, when the frame is received in the housing part (for example, with widening of the free space in the first transverse direction) to grip into the locking recess, preferably for reversible locking of the recorded state.
  • the free space can widen towards the exterior of the dielectric enclosure along a second transverse direction, which is transverse to the first transverse direction and transverse to the longitudinal direction.
  • the free space can widen in relation to the first transverse direction and / or along inclines.
  • the slopes can extend in the longitudinal direction.
  • the plug connector can furthermore comprise a cable that is electrically conductively connected to the at least two connection contacts on the connection side or a printed circuit board that is electrically conductively connected to the at least two connection contacts on the connection side or can be connected to the cable or the circuit board in an electrically conductive manner.
  • the connection side can be electrically and / or mechanically connected or connectable to a connection on the printed circuit board.
  • a transverse dimension of the free space in the dielectric enclosure transversely to a longitudinal direction of the at least two conductors can influence a characteristic impedance of the connector.
  • the wave impedance of the plug connector influenced or influenced (for example, constructively) by means of the free space can be adapted to a wave impedance of the cable or the connection of the circuit board.
  • the wave resistance of the connector can be inversely proportional to the square root of the effective relative permittivity, , be.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of a plug connector according to a first exemplary embodiment in an open state
  • Fig. 2 is a side view of the connector according to the first
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of the connector according to the first exemplary embodiment in an assembled state
  • FIG. 4A shows a sectional illustration of the plug connector according to the first exemplary embodiment in the assembled state
  • FIG. 4B shows a side view of the connector according to the first exemplary embodiment in the assembled state
  • Fig. 5A is a longitudinal sectional view of a dielectric bezel that can be used in the first embodiment of the connector;
  • Figure 5B is a side view of the dielectric bezel employable in the first embodiment of the connector
  • 5C shows a sectional illustration of the dielectric surround in a first cross-sectional plane, which can be used in the first exemplary embodiment of the plug connector;
  • FIG. 5D shows a sectional illustration of the dielectric surround in a second cross-sectional plane, which can be used in the first exemplary embodiment of the plug connector;
  • Figs. 6A to 6I each have schematic cross sections perpendicular to the longitudinal direction of further exemplary embodiments of the dielectric surround;
  • Figs. 7A to 7P each have schematic cross sections parallel to the longitudinal direction of further exemplary embodiments of the dielectric surround.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of a first exemplary embodiment of a plug connector, generally designated by reference numeral 100, for symmetrical, preferably differential, signal transmission.
  • the plug connector 100 comprises at least two connection contacts 112 on one connection side 102 of the plug connector 100, and at least two plug contacts 111 on a plug side 101 of the plug connector 100 opposite the connection side 102.
  • the plug connector 100 further comprises a dielectric surround 110 of the at least two conductors.
  • the dielectric enclosure 110 can be materially or positively connected to the at least two conductors and / or electrically isolate the at least two conductors from one another.
  • the dielectric enclosure 110 has at least one free space 114 in a space between the at least two conductors.
  • the clearance 114 may be a cavity or a through recess in the dielectric enclosure.
  • the dielectric enclosure 110 can also be referred to as a contact carrier.
  • the dielectric frame 110 is preferably integrally molded in one piece from a dielectric material, for example a plastic.
  • the plug contacts 111, conductors and connection contacts 112 which are connected to one another in an electrically conductive manner can each be a continuous metallic pin.
  • the first exemplary embodiment of the plug connector 100 comprises several components, namely the bezel 110 and a housing part 120. In the state shown in FIG. 1, the components 110 and 120 of the plug connector 100 are in an opened or dismantled state.
  • the housing part 120 has a receiving opening 122 for receiving the dielectric surround 110.
  • the frame 110 has polarity codes 119A and 119B, which are not symmetrical with respect to a rotation of the frame by 180 ° about the longitudinal direction.
  • the receiving opening 122 opens into an inner surface of the housing part 120 which has polarity codings 129A and 129B which are shaped complementary to the polarity codings 119A and 119B of the bezel 110.
  • the enclosure 110 comprises latching elements 118, for example latching cams.
  • latching elements 118 are compressed in the first transverse direction (for example in the vertical direction in FIG. 1) and slide along the inner surface of the housing part 120 to the latching elements 118 engage in locking recesses 128 in the inner surface of the housing part 120.
  • the free space 114 enables the spring elasticity of the latching elements 118 by contraction of the transverse dimension 115 of the free space 114 in the first transverse direction.
  • mechanical and / or electromagnetic (in particular dielectric) properties of the plug contact 100 can be structurally adapted by means of optional bevels 116 on the free space 114.
  • a spring constant of the compressible latching elements 118 and / or the wave resistance of the plug contact 110 can be determined independently of one another.
  • the adaptation of the characteristic impedance of the connector to the characteristic impedance of a cable connected to the connection side 102 or a printed circuit board connected to the connection side 102 can be a Minimize the reflection factor.
  • an electromagnetic wave of any shape is propagated along the cable (or through the connection of the circuit board and / or along conductor tracks of the circuit board) and the conductors of the connector 100, a reflection occurs if the wave resistance (which can also be referred to as wave impedance) at junction 102 changes.
  • wave resistance which can also be referred to as wave impedance
  • a dimensionless reflection factor describes how the reflected voltage and current wave is generated from the incoming wave.
  • the reflection attenuation corresponding to the square of the reflection factor can occur due to a real-valued reflection factor.
  • the real-valued reflection factor is zero if the characteristic impedances of the cable and the connector 100 match.
  • the housing part 120 optionally has a mechanical cable fastening, for example a strain relief for the cable, and / or a covering 124 for the free-standing plug contacts 111.
  • the cladding 124 can serve to mechanically connect the plug connector 100 to a complementary plug connector, which can be a further exemplary embodiment of the plug connector 100.
  • the complementary plug connectors 100 can be mechanically connectable to the cladding 124 by means of a bayonet lock.
  • the housing part 120 has a latching window 126 in the cladding 124.
  • the entire plug connector 100 ie the plug connector 100 with the dielectric frame 110 received therein, for example as a plug
  • the connection contacts 112 in a printed circuit board On the plug side 101, a complementary plug connector (preferably a free plug connector connected to one cable end, for example a coupling) is inserted into the casing 124 of the plug connector 100.
  • a latching of the complementary plug connector engages in the latching window 126.
  • the connector 100 is designed as a plug in the first exemplary embodiment, a variant of each exemplary embodiment can also be designed as a socket.
  • Fig. 2 shows a side view of the connector 100 according to the first embodiment in the opened (i.e. dismantled) state.
  • Reference numerals which correspond to those of FIG. 1 denote corresponding or interchangeable features.
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of the plug connector 100 according to the first exemplary embodiment in an assembled state.
  • Reference numerals which correspond to those of FIG. 1 or 2 denote identical or interchangeable features.
  • FIG. 4A shows a sectional illustration of the plug connector 100 according to the first exemplary embodiment in the assembled state.
  • the at least two conductors are generally designated by reference numeral 113.
  • the space 114 can be cylindrical.
  • the free space 114 can extend parallel to the longitudinal direction of the conductors 113.
  • the free space 114 can extend along a section of the conductors 113.
  • FIG. 4B shows the side view of the plug connector 100 corresponding to the sectional illustration in FIG. 4A.
  • FIG. 5A shows a sectional illustration of a first exemplary embodiment of the dielectric bezel 110 which can be used in the first exemplary embodiment of the plug connector 100.
  • the sectional plane shown is parallel to the longitudinal direction (for example the horizontal direction in FIG. 5A) and in the plane of the conductors 113.
  • the sectional plane shown in FIG. 5A comprises the longitudinal direction and the first transverse direction.
  • Fig. 5B shows a Corresponding side view of the dielectric enclosure 110 as viewed along the second transverse direction.
  • FIG. 5C shows a sectional illustration of the first exemplary embodiment of the dielectric enclosure 110 in a first cross-sectional plane which comprises the first transverse direction and the second transverse direction.
  • 5D shows a sectional illustration in a second cross-sectional plane, which is parallel to the first cross-sectional plane and which is closer to the connection side 102.
  • FIGS. 6A to 6I each show schematically cross-sections of further exemplary embodiments of the dielectric enclosure 110, which can each be implemented as a variant or further development of the first exemplary embodiment.
  • the first transverse direction is vertical and the second transverse direction is horizontal in FIGS. 6A to 6I.
  • the free space 114 can be cuboid, for example as shown in FIGS. 6A through 6F. As an alternative or in addition, the free space 114 can end on the facing side of the conductors 113, for example as shown in FIGS. 6A,
  • the free space 114 can be cylindrical, for example as shown in FIGS. 6G through 6I are shown.
  • FIGS. 7A to 7P each show schematically cross-sections of further exemplary embodiments of the dielectric enclosure 110, each of which is a variant or further development of the first exemplary embodiment and / or in combination with features of one of FIGS. 6A to 6I can be implemented.
  • the first transverse direction is vertical and the longitudinal direction is horizontal in FIGS. 6A to 6I.
  • FIGS. 7D, 7H, 7L and 7P reference numerals.
  • the free space 114 can be spherical or cylindrical, as shown, for example, in FIGS. 7M to 7P shown. 7J can correspond to the first exemplary embodiment.
  • the at least one free space 114 can be a contiguous space.
  • the at least one free space 114 can comprise a plurality of free spaces 114 or compartments, as for example in FIGS. 7C, 7D, 7G, 7H, 7K, 7L and 7P are shown.
  • the free space 114 can be open to the connection side 102 or to the plug-in side 101, as shown for example in FIGS. 7A, 7D, 7E,
  • Dielectric enclosure also: contact carrier 110
  • Latching element preferably a bulge transverse to the longitudinal direction 118

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Ein Steckverbinder (100) zur symmetrischen, vorzugsweise differentiellen, Signalübertragung, wird beschrieben. Der Steckverbinder (100) umfasst mindestens zwei Anschlusskontakte (112) an einer Anschlussseite (102) des Steckverbinders (100) und mindestens zwei Steckkontakte (111) an einer der Anschlussseite (102) gegenüberliegenden Steckseite (101) des Steckverbinders (100). Ferner umfasst der Steckverbinder (100) mindestens zwei Leiter, die jeweils einen Anschlusskontakt (112) mit einem der Steckkontakte (111) elektrisch leitend verbinden und eine dielektrische Einfassung (110) der mindestens zwei Leiter. Die dielektrische Einfassung (110) weist zwischen den Leitern zumindest einen Freiraum (114) auf.

Description

Steckverbinder zur symmetrischen Signalübertragung
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur symmetrischen Signalübertragung. Insbesondere ist, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Steckverbinder zur differentiellen Datenübertragung bereitgestellt.
Bei der leitungsgebundenen symmetrischen, beispielsweise differentiellen, Datenübertragung ist der Wellenwiderstand zur Erhaltung der Signalintegrität ein entscheidender Parameter der Übertragungsstrecke und soll möglichst für die gesamte Übertragungsstrecke an jeder Stelle einheitlich sein. Der Wellenwiderstand, genauer der differentielle Wellenwiderstand, bezeichnet hierbei den entlang der Übertragungsstrecke ortsbezogenen Wellenwiderstand. Dieser kann beispielsweise der Eingangsimpedanz einer hypothetischen unendlich langen Leitung entsprechen, deren einheitlicher Querschnitt so aufgebaut ist, wie der Querschnitt der jeweils betrachteten Stelle. Der Wellenwiderstand kann auch als Wellenimpedanz oder kurz als Impedanz bezeichnet werden.
Abweichungen vom einheitlichen Wert des Wellenwiderstands führen zu einer Reflektionsdämpfung (fachsprachlich auch als "return loss attenuation" oder RL bezeichnet), welche die Signalintegrität negativ beeinflusst. Der Wellenwiderstand ist hauptsächlich von der geometrischen Anordnung der Leiter und den elektromagnetischen Eigenschaften des umgebenden Materials der Leiter beeinflusst. Beispielsweise kann im Hochfrequenzbereich der Wellenwiderstand Z durch den lokalen Induktivitätsbelag L' und den lokalen Kapazitätsbelag C'an der jeweils betrachteten Stelle durch bestimmt sein. Das Dokument US 10404014 B2 zeigt Freimachungen zwischen Kontakten eines Steckverbinders mit dem Ziel ein Nebensprechen zwischen den Kontakten zu beeinflussen. Nachteilig ist daran jedoch, dass die Kontakte nicht frei stehen können, sondern zumindest teilweise an eine dielektrische Umgebung mit den Freimachungen angrenzen. Dadurch sind die möglichen Geometrien der Kontakte und die realisierbaren mechanischen Verbindungssysteme sehr eingeschränkt.
Zudem reduzieren gemäß dem angeführten Dokument US 10404014 B2 die Freimachungen ein Übersprechen. Jedoch kann ohne eine Impedanzanpassung des Steckverbinders eine Reflektionsdämpfung die Signalintegrität negativ beeinflussen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder anzugeben, dessen Wellenwiderstand konstruktiv anpassbar ist, vorzugsweise vergrößerbar ist, ohne den Bauraum des Steckverbinders zu vergrößern. Eine alternative oder spezifischere Aufgabe ist, eine federelastische Verrastung des Steckverbinders zu ermöglichen, ohne eine Wellenwiderstandsanpassung oder einen Bauraumbedarf des Steckverbinders zu verschlechtern.
Die Aufgabe wird oder die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unterteilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein Steckverbinder zur symmetrischen, vorzugsweise differentiellen, Signalübertragung mindestens zwei Anschlusskontakte an einer Anschlussseite des Steckverbinders. Ferner umfasst der Steckverbinder mindestens zwei Steckkontakte an einer der Anschlussseite gegenüberliegenden Steckseite des Steckverbinders und mindestens zwei Leiter, die jeweils einen Anschlusskontakt mit einem der Steckkontakte elektrisch leitend verbinden. Der Steckverbinder umfasst ferner eine dielektrische Einfassung der mindestens zwei Leiter. Die dielektrische Einfassung weist zwischen den Leitern zumindest einen Freiraum auf.
Ausführungsbeispiele des Steckverbinders können mittels des mindestens einen Freiraums in der dielektrischen Einfassung der mindestens zwei Leiterzwischen der Anschlussseite und der Steckseite die dielektrische Umgebung der Leiter anpassen, beispielsweise zur Abstimmung eines Wellenwiderstands (vorzugsweise eines Leitungswellenwiderstands) des Steckverbinders, ohne dass die Einfassung oder die Geometrie der Anschlusskontakte und/oder der Steckkontakte des Steckverbinders angepasst werden muss.
Beispielsweise können die Anschlusskontakte und/oder die Steckkontakte frei stehen, vorzugsweise an der Anschlussseite bzw. der Steckseite auskragen. Eine Veränderung der Umgebung der Steckkontakte, wie beispielsweise im Dokument US 10404014 B2 gezeigt, ist nicht notwendig.
Mittels des Freiraums können Ausführungsbeispiele des Steckverbinders einen konstruktiv angepassten Wellenwiderstand aufweisen. Beispielsweise kann durch Vergrößerung des Freiraums (vorzugsweise Verlängerung des Freiraums längs der mindestens zwei Leiter) der Wellenwiderstand des Steckverbinders vergrößert sein, ohne eine Vergrößerung der Bauform des Steckverbinders. Alternative oder ergänzend kann die dielektrische Einfassung des Steckverbinders eine effektive Permittivität aufweisen, die kleiner als die Permittivität des für die Einfassung verwendeten Materials oder kleiner als die Permittivität eines üblichen Kunststoffisolationsmaterialen ist.
Ein den Freiraum begrenzender Abschnitt der dielektrischen Einfassung, beispielsweise ein Rand des Freiraums, kann federelastisch sein. Der Abschnitt kann aufgrund einer Verformbarkeit des Freiraums federelastisch sein. Der Abschnitt kann als Federelement bezeichnet werden. Ein Ausführungsbeispiel des Steckverbinders kann mehrteilig aufgebaut sein.
Die einzelnen Bauteile können miteinander (beispielsweise bei der Montage) mittels des Federelements verrastbar sein.
Jeder Steckverbinder in einer Übertragungstrecke stellt prinzipiell eine lokale Störung des Wellenwiderstandes dar. Ausführungsbeispiele des Steckverbinders können mittels des Freiraums eine Abweichung des Wellenwiderstandes des Steckverbinders im Vergleich zum Wellenwiderstand eines an der Anschlussseite angeschlossenen (d.h. mit den Anschlusskontakten elektrisch leitend verbundenen) Kabels oder Anschlusses an einer Leiterplatte möglichst gering halten. Beispielsweise kann der Steckverbinder eine auf der Leiterplatte montierte oder montierbare Buchse sein. Die Leiterplatte kann an den Anschlusskontakten angeschlossen oder anschließbar sein.
Konstruktiv ist man in Steckverbindern häufig im Bauraum und/oder durch eine einzuhaltende Hochspannungsfestigkeit beschränkt. Der mindestens eine Freiraum ermöglicht eine den Bauraum erhaltende oder einhaltende Maßnahme zur Beeinflussung des Wellenwiderstandes des Steckverbinders sein.
Durch den mindestens einen Freiraum in der dielektrischen Einfassung zwischen den Leitern kann ein Material der dielektrischen Einfassung verwendet werden, dessen relative Permittivität er herkömmlicherweise zu groß ist bzw. das zu einem zu kleinen Wellenwiderstand führen würde. Beispielsweise können üblicherweise eingesetzte Kunststoffmaterialien mit einer relativen Permittivität er zwischen 2 und 8 für die dielektrische Einfassung verwendet werden. Materialien mit Werten von er unter 2 sind häufig geschäumte Materialien, die meistens nicht genügend Festigkeit, Langzeitstabilität und/oder Isolationswiderstand aufweisen, um als dielektrische Einfassung der Leiter (d.h. als Träger der Steck- und/oder Anschlusskontakte, kurz: Kontaktträger) zu fungieren.
Durch den mindestens einen Freiraum (beispielsweise eine Öffnungen und/oder einen Hohlraum) im Material der dielektrischen Einfassung können Ausführungsbeispiele eine durch einen herkömmlichen Steckverbinder entstehende Störung des Wellenwiderstands ausgeglichen, ohne die Umgebung oder Geometrie der Steck- und/oder Anschlusskontakte einzuschränken. Alternativ oder ergänzend kann der mindestens eine Freiraum zwischen den Leitern und zwischen der Steckseite und der Anschlussseite den Bauraum für eine mechanische Funktion nutzen, beispielsweise zur federelastischen Verformung bei der Montage des Steckverbinders.
Eine Ausnehmung oder Durchgangsöffnung in der dielektrischen Einfassung kann den Freiraum umfassen. Die Ausnehmung oder die Durchgangsöffnung kann sich (beispielsweise abschnittsweise) zwischen die mindestens zwei Leiter erstrecken. Alternativ oder ergänzend kann der Freiraum eine Ausnehmung oder Durchgangsöffnung in der dielektrischen Einfassung sein. Alternativ oder ergänzend kann der Freiraum mit einer Umgebung des Steckverbinders in Fluidverbindung stehen.
Der Freiraum kann ein gasdichter Hohlraum sein. Der Hohlraum kann mit Luft oder einem Edelgas gefüllt sein oder evakuiert sein, beispielsweise mit einem Restdruck von weniger als 30.000 Pa. Durch die Gasfüllung und/oder den Restdruck kann die effektive relative Permittivität der dielektrischen Einfassung und damit der Wellenwiderstand des Steckverbinders konstruktiv bestimmbar sein.
Die dielektrische Einfassung kann integral-einstückig sein. Alternativ oder ergänzend kann die dielektrische Einfassung ein Spritzgussteil sein.
Die dielektrische Einfassung kann sich von der Anschlussseite zur Steckseite erstrecken. Die Anschlussseite und die Steckseite können jeweils Endflächen der dielektrischen Einfassung sein, vorzugsweise aus denen die Anschlusskontakte bzw. die Steckkontakte auskragen.
Die dielektrische Einfassung kann jeden der mindestens zwei Leiter umschließen. Beispielsweis kann die dielektrische Einfassung jeweils an mindestens einer Stelle zwischen der Anschlussseite und der Steckseite oder durchgehend zwischen der Anschlussseite und der Steckseite jeden der mindestens zwei Leiter umschließen. Das Umschließen eines jeden Leiters kann ein umlaufend geschlossenes Einfassen des jeweiligen Leiters sein.
Die dielektrische Einfassung kann durch Umspritzen der mindestens zwei Leiter hergestellt sein. Alternativ oder ergänzend kann die dielektrische Einfassung zwischen der Anschlussseite und der Steckseite die mindestens zwei Leiter (vorzugsweise durchgehend) isolieren.
Die dielektrische Einfassung kann jeden der mindestens zwei Leiter an jeweils der Steckseite und der Anschlussseite umschließen. Die dielektrische Einfassung kann aus einem Material gefertigt sein, das eine relative Permittivität von mindestens 1 ,5 oder 2 und/oder höchstens 8 aufweist.
Die dielektrische Einfassung zwischen den Leitern in einem Querschnitt quer zu einer Längsrichtung der Leiter durch den Freiraum kann eine effektive relative Permittivität aufweisen, die kleiner als 1 ,5 oder 2 ist. Die effektive relative
Permittivität, e^Qίί), kann entsprechen oder bestimmt sein durch
(eff) worin d = dj der Abstand zwischen den Leitern im Querschnitt ist und e die relative Permittivität im zugehörigen Abschnitt der Breite dj des Querschnitts ist.
Die relative Permittivität des Freiraums kann e^ = e^uί1) oder e^ = 1 sein, d.h. im Abschnitt des Quermaßes, dJr des Freiraums.
Die dielektrische Einfassung kann in einer ersten Querrichtung quer zu einer Längsrichtung der mindestens zwei Leiter federelastisch sein unter Deformation des Freiraums (beispielsweise unter Verkleinerung des Quermaßes des Freiraums) und/oder unter Durchbiegung der oder eines der mindestens zwei Leiter.
Der Steckverbinder kann ferner ein Gehäuseteil umfassen. Das Gehäuseteil kann eine Innenfläche und mindestens eine Rastausnehmung in der Innenfläche aufweisen. Ferner kann das Gehäuseteil eine zur Innenfläche mündende Aufnahmeöffnung aufweisen. Die Aufnahmeöffnung kann dazu ausgebildet sein, die dielektrische Einfassung in der Längsrichtung aufzunehmen. Die dielektrische Einfassung kann ein Rastelement (beispielsweise als das Federelement) aufweisen. Das Rastelement kann dazu angeordnet sein, bei der Aufnahme der dielektrische Einfassung im Gehäuseteil (beispielsweise unter Kontraktion des Freiraums in der ersten Querrichtung) über die Innenfläche zu gleiten und im aufgenommenen Zustand der Einfassung im Gehäuseteil (beispielsweise unter Weitung des Freiraums in der ersten Querrichtung) in die Rastausnehmung zu greifen, vorzugsweise zur reversiblen Verriegelung des aufgenommenen Zustands.
Der Freiraum kann sich entlang einer zweiten Querrichtung, die quer zur ersten Querrichtung und quer zur Längsrichtung ist, zum Äußeren der dielektrischen Einfassung hin weiten. Beispielsweise kann sich der Freiraum bezüglich der ersten Querrichtung weiten und/oder entlang von Schrägen. Die Schrägen können sich in der Längsrichtung erstrecken.
Der Steckverbinder kann ferner ein an der Anschlussseite mit den mindestens zwei Anschlusskontakten elektrisch leitend verbundenes Kabel oder eine an der Anschlussseite mit den mindestens zwei Anschlusskontakten elektrisch leitend verbundene Leiterplatte umfassen oder mit dem Kabel oder der Leiterplatte elektrisch leitend verbindbar sein. Die Anschlussseite kann mit einem Anschluss der Leiterplatte elektrisch und/oder mechanisch verbunden oder verbindbar sein.
Ein Quermaß des Freiraums in der dielektrischen Einfassung quer zu einer Längsrichtung der mindestens zwei Leiter kann einen Wellenwiderstand des Steckverbinders beeinflussen. Der (beispielsweise konstruktiv) mittels des Freiraums beeinflusste oder beeinflussbare Wellenwiderstand des Steckverbinders kann an einen Wellenwiderstand des Kabels oder des Anschlusses der Leiterplatte angepasst sein.
Der Wellenwiderstand des Steckverbinders kann umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der effektiven relativen Permittivität, , sein. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Steckverbinders gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel im geöffneten Zustand;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem montierten Zustand;
Fig. 4A eine Schnittdarstellung des Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand;
Fig. 4B eine Seitenansicht des Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand;
Fig. 5A eine Längsschnittdarstellung einer dielektrischen Einfassung, die im ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders einsetzbar ist;
Fig. 5B eine Seitenansicht der dielektrischen Einfassung, die im ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders einsetzbar ist;
Fig. 5C eine Schnittdarstellung der dielektrischen Einfassung in einer ersten Querschnittsebene, die im ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders einsetzbar ist;
Fig. 5D eine Schnittdarstellung der dielektrischen Einfassung in einer zweiten Querschnittsebene, die im ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders einsetzbar ist; Fign. 6A bis 6I jeweils schematische Querschnitte senkrecht zur Längsrichtung weiterer Ausführungsbeispiele der dielektrischen Einfassung; und
Fign. 7A bis 7P jeweils schematische Querschnitte parallel zur Längsrichtung weiterer Ausführungsbeispiele der dielektrischen Einfassung.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Steckverbinders zur symmetrischen, vorzugsweise differentiellen, Signalübertragung. Der Steckverbinder 100 umfasst mindestens zwei Anschlusskontakte 112 an einer Anschlussseite 102 des Steckverbinders 100, und mindestens zwei Steckkontakte 111 an einer der Anschlussseite 102 gegenüberliegenden Steckseite 101 des Steckverbinders 100.
Mindestens zwei Leiter verbinden (vorzugsweise in einer eineindeutigen Zuordnung) jeweils elektrisch leitend einen Anschlusskontakt 112 mit einem der Steckkontakte 111. Der Steckverbinder 100 umfasst ferner eine dielektrische Einfassung 110 der mindestens zwei Leiter. Die dielektrische Einfassung 110 kann stoffschlüssig oder formschlüssig mit den mindestens zwei Leitern verbunden sein und/oder die mindestens zwei Leiter voneinander elektrisch isolieren. Die dielektrische Einfassung 110 weist in einem Raum zwischen den mindestens zwei Leitern zumindest einen Freiraum 114 auf. Der Freiraum 114 kann ein Hohlraum oder eine Durchgangsausnehmung in der dielektrischen Einfassung sein.
Die dielektrische Einfassung 110 kann auch als Kontaktträger bezeichnet werden. Die dielektrische Einfassung 110 ist vorzugsweise integral-einstückig aus einem dielektrischen Material, beispielsweise einem Kunststoff gespritzt.
Die jeweils miteinander elektrisch leitend verbundenen Steckkontakte 111, Leiter und Anschlusskontakte 112 können jeweils ein durchgehender metallischer Stift sein. Das erste Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 umfasst mehrere Bauteile, nämlich die Einfassung 110 und ein Gehäuseteil 120. Im in Fig. 1 gezeigten Zustand sind die Bauteile 110 und 120 des Steckverbinders 100 in einem geöffneten oder demontierten Zustand.
Das Gehäuseteil 120 weist eine Aufnahmeöffnung 122 zur Aufnahme der dielektrischen Einfassung 110 auf. Zur Sicherstellung der Polung (d.h. zur Vermeidung einer Verpolung) weist die Einfassung 110 Polungskodierungen 119A und 119B auf, welche bezüglich einer Drehung der Einfassung um 180° um die Längsrichtung nicht symmetrisch sind. Die Aufnahmeöffnung 122 mündet in eine Innenfläche des Gehäuseteils 120, die Polungskodierungen 129A und 129B aufweist, die komplementär zu den Polungskodierungen 119A und 119B der Einfassung 110 geformt sind.
Seitlich am Freiraum 114 umfasst die Einfassung 110 Rastelemente 118, beispielsweise Rastnocken. Bei der Aufnahme der Einfassung 110 in das Gehäuseteil 120 (beispielsweise bei der Montage des Steckverbinders 110) werden die Rastelemente 118 in der ersten Querrichtung (beispielsweise in der vertikalen Richtung in Fig. 1) zusammengedrückt und gleiten entlang der Innenfläche des Gehäuseteils 120 bis die Rastelemente 118 in Rastausnehmungen 128 der Innenfläche des Gehäuseteils 120 eingreifen. Der Freiraum 114 ermöglicht durch Kontraktion des Quermaßes 115 des Freiraums 114 in der ersten Querrichtung die Federelastizität der Rastelemente 118.
Ergänzend zum Freiraum 114 können mittels optionaler Schrägen 116 am Freiraum 114 mechanische und/oder elektromagnetische (insbesondere dielektrische) Eigenschaften des Steckkontakts 100 konstruktiv angepasst sein. Beispielsweise kann eine Federkonstante der zusammendrückbaren Rastelemente 118 und/oder der Wellenwiderstand des Steckkontakts 110 unabhängig voneinander bestimmbar sein.
Die Anpassung des Wellenwiderstands des Steckverbinders an den Wellenwiderstand eines an der Anschlussseite 102 angeschlossenen Kabels oder einer an der Anschlussseite 102 angeschlossenen Leiterplatte kann einen Reflexionsfaktor minimieren. Bei der Ausbreitung einer beliebig geformten elektromagnetischen Welle entlang des Kabels (bzw. durch den Anschluss der Leiterplatte und/oder entlang Leiterbahnen der Leiterplatte) und der Leiter des Steckverbinders 100 erfolgt eine Reflexion, falls sich der Wellenwiderstand (der auch als Wellenimpedanz bezeichnet werden kann) an der Anschlussstelle 102 ändert. Bei linearem Verhalten (beispielsweise bei einer linearen dielektrischen Funktion der Einfassung 110) beschreibt ein dimensionsloser Reflexionsfaktor, wie die reflektierte Spannungs- und Stromwelle aus der ankommenden Welle erzeugt wird. Selbst bei einer verzerrungsfreien oder verlustlosen Signalübertragung kann aufgrund eines reellwertigen Reflexionsfaktors die dem Quadrat des Reflexionsfaktors entsprechende Reflexionsdämpfung auftreten. Der reellwertige Reflexionsfaktor ist Null, wenn die Wellenwiderstände des Kabels und des Steckverbinders 100 übereinstimmen.
Optional weist das Gehäuseteil 120 eine mechanische Kabelbefestigung, beispielsweise eine Zugentlastung des Kabels, und/oder eine Verkleidung 124 der freistehenden Steckkontakte 111 auf. Die Verkleidung 124 kann der mechanischen Verbindung des Steckverbinders 100 mit einem komplementären Steckverbinder dienen, welcher ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 sein kann. Beispielsweise können die komplementären Steckverbinder 100 mittels eines Bajonett-Verschlusses an der Verkleidung 124 mechanisch verbindbar sein.
Alternativ oder ergänzend weist das Gehäuseteil 120 in der Verkleidung 124 ein Rastfenster 126 auf. In einem Ausführungsbeispiel ist der gesamte Steckverbinder 100 (d.h. der Steckverbinder 100 mit der darin aufgenommenen dielektrischen Einfassung 110, beispielsweise als Stecker) mit den Anschlusskontakten 112 in einer Leiterplatte verlötet. Auf der Steckseite 101 wird ein komplementärer Steckverbinder (vorzugsweise ein an einem Kabelende angeschlossener freier Steckverbinder, beispielsweise eine Kupplung) in die Verkleidung 124 des Steckverbinders 100 eingeführt. Eine Verrastung des komplementären Steckverbinders greift in das Rastfenster 126. Während der Steckverbinder 100 im ersten Ausführungsbeispiel als Stecker ausgeführt ist, kann eine Variante jedes Ausführungsbeispiels auch als Buchse ausgeführt sein.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Steckverbinders 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im geöffneten (d.h. demontierten) Zustand. Bezugszeichen, die mit jenen der Fig. 1 übereinstimmen, bezeichnen übereinstimmende oder austauschbare Merkmale.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Steckverbinders 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem montierten Zustand. Bezugszeichen, die mit jenen der Fig. 1 oder 2 übereinstimmen, bezeichnen übereinstimmende oder austauschbare Merkmale.
Fig. 4A zeigt eine Schnittdarstellung des Steckverbinders 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand. Die mindestens zwei Leiter sind allgemein mit Bezugszeichen 113 bezeichnet.
Der Freiraum 114 kann zylindrisch sein. Der Freiraum 114 kann sich parallel der Längsrichtung der Leiter 113 erstrecken. Der Freiraum 114 kann sich entlang eines Teilabschnitts der Leiter 113 erstrecken. Dadurch sind die freistehenden Steckkontakte 111 und die Anschlusskontakte 112 von der mittels des Freiraums 114 realisierten Anpassung des Wellenwiderstands unbeeinflusst, insbesondere hinsichtlich ihrer Form und/oder Umgebung.
Fig. 4B zeigt die der Schnittdarstellung der Fig. 4A entsprechende Seitenansicht des Steckverbinders 100.
Fig. 5A zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der dielektrischen Einfassung 110, die im ersten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 100 einsetzbar ist. Die gezeigte Schnittebene ist parallel zur Längsrichtung (beispielsweise die horizontale Richtung der Fig. 5A) und in der Ebene der Leiter 113. Mit anderen Worten, die in Fig. 5A gezeigte Schnittebene umfasst die Längsrichtung und die erste Querrichtung. Fig. 5B zeigt eine entsprechende Seitenansicht der dielektrischen Einfassung 110 mit Blickrichtung entlang der zweiten Querrichtung.
Fig. 5C zeigt eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der dielektrischen Einfassung 110 in einer ersten Querschnittsebene, welche die erste Querrichtung und die zweite Querrichtung umfasst. Fig. 5D zeigt eine Schnittdarstellung in einer zweiten Querschnittsebene, die parallel zur ersten Querschnittsebene ist und die näher an der Anschlussseite 102 ist.
Die Fign. 6A bis 6I zeigen jeweils schematisch Querschnitte weiterer Ausführungsbeispiele der dielektrischen Einfassung 110, die jeweils als Variante oder Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels realisierbar sind. Die erste Querrichtung ist vertikal und die zweite Querrichtung ist horizontal in den Fign. 6A bis 6I.
Der Freiraum 114 kann quaderförmig sein, beispielsweise wie in den Fign. 6A bis 6F gezeigt. Alternativ oder ergänzend kann der Freiraum 114 an der zugewandten Seite der Leiter 113 enden, beispielsweise wie in den Fign. 6A,
6C, 6D und 6E gezeigt, vorzugsweise mit unterschiedlichen Ausdehnungen des Freiraums 114 in der zweiten Querrichtung.
Alternativ oder ergänzend kann der Freiraum 114 zylindrisch sein, beispielsweise wie in den Fign. 6G bis 6I gezeigt.
Die Fign. 7A bis 7P zeigen jeweils schematisch Querschnitte weiterer Ausführungsbeispiele der dielektrischen Einfassung 110, die jeweils als Variante oder Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels und/oder in Kombination mit Merkmalen einer der Fign. 6A bis 6I realisierbar sind. Die erste Querrichtung ist vertikal und die Längsrichtung ist horizontal in den Fign. 6A bis 6I.
Gleich schraffierte Flächen bezeichnen gleiche Merkmale innerhalb jeder Figur und/oder entsprechende Merkmale im Vergleich verschiedener Figuren. Zur besseren Übersichtlichkeit sind nur in den Fign. 7D, 7H, 7L und 7P Bezugszeichen eingezeichnet. Der Freiraum 114 kann kugelförmig oder zylinderförmig sein, wie beispielsweise in den Fign. 7M bis 7P gezeigt. Die Fig. 7J kann dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen.
Der mindestens eine Freiraum 114 kann ein zusammenhängender Raum sein. Alternativ kann der mindestens eine Freiraum 114 mehrere Freiräume 114 oder Kompartimente umfassen, wie beispielsweise in den Fign. 7C, 7D, 7G, 7H, 7K, 7L und 7P gezeigt.
Alternativ oder ergänzend kann der Freiraum 114 zur Anschlussseite 102 oder zur Steckseite 101 hin offen sein, wie beispielsweise in den Fign. 7A, 7D, 7E,
7H, 7I und 7L gezeigt. Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
Steckverbinder 100
Steckseite 101 Anschlussseite 102
Dielektrische Einfassung, auch: Kontaktträger 110
Steckkontakte 111
Anschlusskontakte 112
Leiter 113 Freiraum 114
Quermaß des Freiraums 115
Schräge zum Freiraum 116
Rastelement, vorzugsweise Ausbauchung quer zur Längsrichtung 118
Polungskodierung der Einfassung 119A, 119B Gehäuseteil 120
Aufnahmeöffnung 122
Verkleidung der Steckkontakte 124
Rastfenster 126
Rastausnehmung 128 Polungskodierung des Gehäuseteils 129A, 129B

Claims

Ansprüche
1. Steckverbinder (100) zur symmetrischen, vorzugsweise differentiellen, Signalübertragung, umfassend:
- mindestens zwei Anschlusskontakte (112) an einer Anschlussseite (102) des Steckverbinders (100);
- mindestens zwei Steckkontakte (111 ) an einer der Anschlussseite (102) gegenüberliegenden Steckseite (101) des Steckverbinders (100);
- mindestens zwei Leiter (113), die jeweils einen Anschlusskontakt (112) mit einem der Steckkontakte (111) elektrisch leitend verbinden; und
- eine dielektrische Einfassung (110) der mindestens zwei Leiter (113), wobei die dielektrische Einfassung (110) zwischen den Leitern (113) zumindest einen Freiraum (114) aufweist.
2. Steckverbinder (100) nach Anspruch 1 , wobei eine Ausnehmung oder Durchgangsöffnung in der dielektrischen Einfassung (110) den Freiraum (114) umfasst.
3. Steckverbinder (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Freiraum (114) ein gasdichter Hohlraum ist, vorzugsweise gefüllt mit Luft oder einem Edelgas oder evakuiert.
4. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dielektrische Einfassung integral einstückig ist und/oder ein Spritzgussteil ist.
5. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die dielektrische Einfassung (110) von der Anschlussseite (102) zur Steckseite (101 ) erstreckt.
6. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die dielektrische Einfassung (110) jeden der mindestens zwei Leiter (113) umschließt, vorzugsweise jeweils an mindestens einer Stelle zwischen der Anschlussseite (102) und der Steckseite (101) oder durchgehend zwischen der Anschlussseite (102) und der Steckseite (101).
7. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die dielektrische Einfassung jeden der mindestens zwei Leiter an jeweils der Steckseite und der Anschlussseite umschließt.
8. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Material der dielektrischen Einfassung eine relative Permittivität von mindestens 1 ,5 oder 2 und/oder höchstens 8 aufweist.
9. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die dielektrische Einfassung (110) zwischen den Leitern (113) in einem Querschnitt quer zu einer Längsrichtung der Leiter (113) durch den Freiraum (114) eine effektive relative Permittivität kleiner als 2 aufweist.
10. Steckverbinder (100) nach Anspruch 9, wobei die effektive relative Permittivität, bestimmt ist durch worin d = dj der Abstand zwischen den Leitern (113) im Querschnitt ist und e£ die relative Permittivität im zugehörigen Abschnitt der Breite dj des
Querschnitts ist, vorzugsweise wobei oder = 1 im Abschnitt des Quermaßes (115), dJr des Freiraums (114) ist.
11. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die dielektrische Einfassung (110) in einer ersten Querrichtung quer zu einer Längsrichtung der mindestens zwei Leiter (113) federelastisch ist unter Deformation des Freiraums (114), vorzugsweise unter Verkleinerung des Quermaßes (115), und/oder unter Durchbiegung der mindestens zwei Leiter
(113).
12. Steckverbinder (100) nach Anspruch 11 , ferner ein Gehäuseteil (120) umfassend, wobei das Gehäuseteil (120) aufweist:
- eine Innenfläche und mindestens eine Rastausnehmung (128) in der Innenfläche; und
- eine zur Innenfläche mündende Aufnahmeöffnung (122), die dazu ausgebildet ist, die dielektrische Einfassung (110) in der Längsrichtung (113) aufzunehmen, wobei die dielektrische Einfassung (110) ein Rastelement (118) aufweist, das dazu angeordnet, bei der Aufnahme der dielektrische Einfassung (110) im Gehäuseteil (120) unter Kontraktion in der ersten Querrichtung über die Innenfläche zu gleiten und im aufgenommenen Zustand der Einfassung (110) im Gehäuseteil (120) unter Weitung in der ersten Querrichtung in die Rastausnehmung (128) zu greifen, vorzugsweise zur reversiblen Verriegelung des aufgenommenen Zustands.
13. Steckverbinder (100) nach Anspruch 11 oder 12, wobei sich der Freiraum
(114) entlang einer zweiten Querrichtung, die quer zur ersten Querrichtung und quer zur Längsrichtung ist, zum Äußeren der dielektrischen Einfassung hin weitet, vorzugsweise mit einer Weitung in der ersten Querrichtung und/oder entlang von sich in der Längsrichtung erstreckenden Schrägen (116).
14. Steckverbinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend: ein an der Anschlussseite mit den mindestens zwei Anschlusskontakten elektrisch leitend verbundenes Kabel oder Anschluss einer Leiterplatte, wobei ein Quermaß (115) des Freiraums (114) in der dielektrischen Einfassung (110) quer zu einer Längsrichtung der mindestens zwei Leiter (113) einen Wellenwiderstand des Steckverbinders (100) beeinflusst, der an einen Wellenwiderstand des Kabels beziehungsweise des Anschlusses der Leiterplatte angepasst ist.
15. Steckverbinder (100) nach Anspruch 14 in Verbindung mit Anspruch 9 oder 10, wobei der Wellenwiderstand des Steckverbinders (100) umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der effektiven relativen Permittivität, ist.
* * * * *
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