JP2005032529A - 高速伝送用コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送路を有するプリント基板間を接続するコネクタに有効であってジッタを改善できる高速伝送用コネクタを提供する。
【解決手段】コネクタ１００は、ドーターボード１１側のプラグユニット１と、マザーボード１２側のリセプタクル２が接続する。プラグ本体１０は、ハウジング板３を有し、ハウジング板３に伝送路基板４が埋設される。ハウジング板３の第１辺部３Ａに第１接続端子５を配列し、第２辺部３Ｂに第２接続端子６を配列する。伝送路基板４は第１接続端子５と第２接続端子６とを接続する差動信号パターン４１を形成し、差動信号パターン４１にハイパスフィルタ素子４２を設ける。リセプタクル２は第２接続端子６とマザーボード１２を接続するピンコンタクト２１を備える。ハイパスフィルタ素子４２によって、高速のディジタル波形の鈍りが矯正され、ジッタが小さくなる。
【選択図】 図１
【解決手段】コネクタ１００は、ドーターボード１１側のプラグユニット１と、マザーボード１２側のリセプタクル２が接続する。プラグ本体１０は、ハウジング板３を有し、ハウジング板３に伝送路基板４が埋設される。ハウジング板３の第１辺部３Ａに第１接続端子５を配列し、第２辺部３Ｂに第２接続端子６を配列する。伝送路基板４は第１接続端子５と第２接続端子６とを接続する差動信号パターン４１を形成し、差動信号パターン４１にハイパスフィルタ素子４２を設ける。リセプタクル２は第２接続端子６とマザーボード１２を接続するピンコンタクト２１を備える。ハイパスフィルタ素子４２によって、高速のディジタル波形の鈍りが矯正され、ジッタが小さくなる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速伝送用コネクタに関する。特に、高速伝送路が設けられたドーターボードとマザーボードとを接続する高速伝送用コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような高速伝送用コネクタ（以下、コネクタと略称する）は、互いに嵌合接続されるコネクタレセプタクルとコネクタプラグを備えている。そして、このコネクタプラグは、ハウジングと、このハウジングに予め定められた間隔をおいて配列された伝送路ブロックを有している。
【０００３】
この伝送路ブロックは、一方の面に所定のパターンで伝送路パターンが形成されている。また、この伝送路ブロックの他方の面にはグランドパターンが形成される。これによって、マイクロストリップラインとすることができる。更に、この伝送路パターンにはフィルタ素子が含まれている。
【０００４】
コネクタレセプタクルのハウジング内には伝送路ブロックに係合され伝送路パターンと接続するソケットコンタクトが設けられている。このようなコネクタにおいては、特性インピーダンス整合及びクロストークの低減を図るとともにノイズ対策を有効に行うことができる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−６８２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低コストで高速伝送を実現させる要求が高まっており、単一線路のマイクロストリップラインに換えて、耐ノイズ性に優れており、又、低電圧で高速伝送できる差動伝送システムが利用されはじめている。
【０００７】
例えば、ドーターボードとマザーボードとを電気的に接続するコネクタにあっては、グランドコンタクトを含み、対を成す差動信号用コンタクトを配置するコネクタが開発されてきている。
【０００８】
一方、この低電圧差動通信を利用したコネクタにおいても、周波数の高い信号を伝送する場合に、伝送ライン上に表皮効果の作用により、信号の電圧レベルが減衰する現象が発生することがある。高速のディジタル信号を送信する場合は、受信側では本来矩形波である信号波形が、立ち上がり時間の遅れた、いわゆる鈍った波形となる現象が発生する。
【０００９】
このようなディジタル信号は、Ｈｉｇｈ信号「１」とＬｏｗ信号「０」を組み合わせて送信しており、「１」又は「０」の信号が連続する場合がある。例えば、「１１１１００００」のような送信信号の場合のように、同じレベルが連続している部分は受信レベルで十分な値となるが、「１０１０」のような反転を繰り返す送信信号の場合は、過度現象により所定の信号レベルに達する前に反転に向かう現象が発生することがある。
【００１０】
数ＧＨｚの高速ディジタル信号を用いる差動信号用コネクタを使用するときは、周波数が高いほど、又は、伝送距離が長いほど、表皮効果と過度現象により同じ値が連続した後の信号レベルが小さくなる。また、このときのジッタも大きくなり、いわゆる符号誤りの要因となる。
【００１１】
さらには、従来のコネクタプラグは、ハウジングに所定枚数の伝送路ブロック（実質的にプリント基板）が圧入されており、ハウジングからこの伝送路ブロックを取り出すのは容易ではない。コネクタプラグの組合せが自由であり、簡易な構成の高速伝送用コネクタが求められている。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決すべく、伝送路を有するプリント基板間を接続する高速伝送用コネクタに有効であって、プラグとリセプタクルが着脱自在であり、簡易な構成の高速伝送用コネクタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を満たすため、以下のような新たな高速伝送用コネクタを発明した。
【００１４】
（１） ドーターボードに設けられた伝送路の一部にプラグユニットが取り付けられ、マザーボードに設けられた伝送路の一部にリセプタクルが取り付けられ、当該プラグユニットと当該リセプタクルが結合することによって電気的に接続する高速伝送用コネクタであって、前記プラグユニット本体は、絶縁性の矩形ハウジング板と、このハウジング板に埋設されている伝送路基板と、前記ハウジング板における第１辺部に配列されており、前記ドーターボードの伝送路と接続する複数の第１接続端子と、前記第１辺部に隣接する第２辺部に配列されており、前記リセプタクルと接続する複数の第２接続端子と、を備えており、当該伝送路基板は前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する複数の差動信号パターンと、当該差動信号パターンに設けられるハイパスフィルタ素子と、を更に備えており、前記リセプタクルは、前記第２接続端子と前記マザーボードに設けられた伝送路の一部とを接続するピンコンタクトを備えていることを特徴とする高速伝送用コネクタ。
【００１５】
（２） 前記差動信号パターンには抵抗とコンデンサが並列に接続されているハイパスフィルタ素子が設けられていることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１６】
（３） 抵抗素子とコンデンサ素子が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備えている固体素子が対を成す一組の前記差動信号パターンに実装されていることを特徴とする（２）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１７】
（４） 前記第１接続端子は、前記ドーターボードに設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定されるタブ部と、前記ハウジング板の第１辺部に圧入されるショルダー部と、当該第１辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備えるブレードコンタクトであることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１８】
（５） 前記第２接続端子は、前記リセプタクルに備えられているピンコンタクトを挟持する二股部と、前記ハウジング板の第２辺部に圧入されるショルダー部と、当該第２辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備える音叉形コンタクトであることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１９】
（６） 前記ハウジング板と概合同のグランド面を有しているグランド板であって、当該グランド板は、当該グランド板の第１辺部から突出していると共に対を成す前記第１接続端子に隣接して配置される複数の第１グランドコンタクトと、当該グランド板の第１辺部と隣接する第２辺部から突出していると共に前記ハウジング板における第２辺部を介して対を成す前記第２接続端子に対向する位置に配置されているカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトと、当該グランド面から立設している複数の接続ピンと、を備えており、前記伝送路基板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンを接続するスルーホールを備えており、前記複数の接続ピンが前記ハウジング板を介して当該スルーホールに固定されているプラグユニット本体を有していることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２０】
（７） 前記伝送路基板の差動信号パターンの配列面を覆う絶縁性のカバーハウジング板を有しているプラグユニットを備えることを特徴とする（６）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２１】
（８） プラグユニット本体とカバーハウジング板とを備えるプラグユニットは、前記複数の第１接続端子と前記複数の第２接続端子がそれぞれ同列となるように積層されて一体となり、当該一体となった複数のプラグユニットが前記リセプタクルに接続されることを特徴とする（７）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２２】
この発明は、「ドーターボードに設けられた伝送路の一部にプラグユニットが取り付けられ、マザーボードに設けられた伝送路の一部にリセプタクルが取り付けられ、当該プラグユニットと当該リセプタクルが結合することによって電気的に接続する高速伝送用コネクタであって、前記プラグユニット本体は、絶縁性の矩形ハウジング板と、このハウジング板に埋設されている伝送路基板と、前記ハウジング板における第１辺部に配列されており、前記ドーターボードの伝送路と接続する複数の第１接続端子と、前記第１辺部に隣接する第２辺部に配列されており、前記リセプタクルと接続する複数の第２接続端子と、を備えており、当該伝送路基板は前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する複数の差動信号パターンと、当該差動信号パターンに設けられるハイパスフィルタ素子と、を更に備えており、前記リセプタクルは、前記第２接続端子と前記マザーボードに設けられた伝送路の一部とを接続するピンコンタクトを備えている」ことを特徴としてよい。
【００２３】
ドーターボードに取り付けられたプラグユニットと、マザーボードに取り付けられたリセプタクルとが結合することによって、このドーターボードとこのマザーボードは直交するように配置される。
【００２４】
このマザーボードには複数のドーターボードが配列されてよく、複数のドーターボードは高速伝送用コネクタによってマザーボードに接続される。例えば、一方のドーターボードから高速の差動信号が送信され、マザーボードを介して、他方のドーターボードにこの差動信号が受信される。
【００２５】
伝送路基板は、概直角三角形に形成された両面プリント基板であって、ハウジング板に形成された概直角三角形の溝に埋設されている。グランド板に形成されておりハウジング板から突出している接続ピンと、ハウジング板の第１辺部と第２接続端子にそれぞれ圧入されている第１接続端子及び第２接続端子とが、伝送路基板にはんだ付けされることによって、この伝送路基板はハウジング板に保持されて一体となって、プラグユニット本体を構成している。
【００２６】
ドーターボードの伝送路と接続する第１接続端子と、リセプタクルと接続する第２接続端子とを接続している差動信号パターンは、ハイパスフィルタ素子が設けられており、差動信号パターンには抵抗とコンデンサが並列に接続されているハイパスフィルタ素子が設けられている。
【００２７】
好適な実施の形態においては、抵抗素子とコンデンサ素子が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備えている固体素子が対を成す一組の差動信号パターンに実装されている。
【００２８】
コネクタを中継して複数のプリント基板（例えば、複数のドーターボードとマザーボード）を接続する伝送系に数ＧＨｚのディジタル信号が流れると、特に周波数の高い成分が大きく減衰するので、このディジタル波形が鈍る。
【００２９】
この場合、出力端で減衰した高周波成分のみを増幅器により増幅すれば、入力端で送信した波形形状に近い波形を復元することは可能である。しかし、こうした高周波成分の増幅には、高周波応答性に優れた増幅用ＩＣが必要となり、伝送システムをコストアップさせる。
【００３０】
一方、高速ディジタル信号の高周波成分を増幅することなく、低周波成分を出力端側にて相応に減衰しても、波形の周波数成分比率が入力端に近い信号形状を得ることができる。この作用は、コネクタに形成される差動信号パターンにイコライザ（ハイパスフィルタ素子）を設けることで安価に実現できる。
【００３１】
このイコライザ（ハイパスフィルタ素子）は小型のチップ素子で実現でき、プラグユニットの小型化を可能としている。
【００３２】
このように、この発明は、伝送路基板を備えているプラグユニット本体は、当該伝送路基板に差動信号パターンが形成されており、この差動信号パターンにハイパスフィルタ素子が設けられることにより、差動信号を伝送するときにディジタル送信波形が受信側においてその波形の鈍りが矯正される。
【００３３】
このとき、受信電圧は若干低下するものの、ジッタが小さくなることによって、符号誤り（エラー）の発生頻度が減少するという効果がある。また、現在、一般的に使用されているプリント基板材（例えば、エポキシガラス板）では、送受信帯域幅を広くできるので、高価な低誘電率基板を使用することなく伝送システムを構築できる場合もある。
【００３４】
このような好適な実施の形態のプラグユニットにおいては、「前記第１接続端子は、前記ドーターボードに設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定されるタブ部と、前記ハウジング板の第１辺部に圧入されるショルダー部と、当該第１辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備えるブレードコンタクトであること」ことを特徴としてよい。
【００３５】
また、このような好適な実施の形態のプラグユニットにおいては、「前記第２接続端子は、前記リセプタクルに備えられているピンコンタクトを挟持する二股部と、前記ハウジング板の第２辺部に圧入されるショルダー部と、当該第２辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備える音叉形コンタクトである」ことを特徴としてよい。
【００３６】
そして、この発明は、「前記ハウジング板と概合同のグランド面を有しているグランド板であって、当該グランド板は、当該グランド板の第１辺部から突出していると共に対を成す前記第１接続端子に隣接して配置される複数の第１グランドコンタクトと、当該グランド板の第１辺部と隣接する第２辺部から突出していると共に前記ハウジング板における第２辺部を介して対を成す前記第２接続端子に対向する位置に配置されているカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトと、当該グランド面から立設している複数の接続ピンと、を備えており、前記伝送路基板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンを接続するスルーホールを備えており、前記複数の接続ピンが前記ハウジング板を介して当該スルーホールに固定されているプラグユニット本体を有していることを」ことを特徴としてよい。
【００３７】
このグランド板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンとがスルーホールで接続されており、グランドラインが強化されている。そして、このグランド板は、伝送路基板の裏面を全面的に覆っており、外部のノイズをシールドできるという効果がある。
【００３８】
ハウジング板の第１辺部にあっては、対を成す第１接続端子に隣接して第１グランドコンタクトが配置されるので、対を成す第１接続端子への信号による電磁輻射ノイズを抑制する効果が期待できる。
【００３９】
ハウジング板の第２辺部にあっては、対を成す第２接続端子に対向してカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトが配置されているので、対を成す第２接続端子への信号と他の信号とのクロストークを抑制する効果が期待できる。
【００４０】
また、この発明は、「プラグユニット本体とカバーハウジング板とを備えるプラグユニットは、前記複数の第１接続端子と前記複数の第２接続端子がそれぞれ同列となるように積層されて一体となり、当該一体となった複数のプラグユニットが前記リセプタクルに接続される」ことを特徴としてよい。
【００４１】
プラグユニット本体は、ハウジング板と伝送路基板とグランド板とカバーハウジング板とで実質的に構成されており、このプラグユニット本体とカバーハウジング板とを備える簡易な構成のプラグユニットは、リセプタクルに着脱自在であり、リセプタクルに嵌合されるプラグユニットは、選択個数が任意であり、従来と比較してコネクタプラグの組合せの自由度が広まった。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は、本発明による一実施の形態における高速伝送用コネクタ（以下、コネクタと略称する）におけるプラグユニット１の構成を示す斜視図である。
【００４４】
図１において、プラグユニット本体（以下、プラグ本体と略称する）１０は、ハウジング板３と、伝送路基板４と、第１接続端子５と、第２接続端子６とで構成されている。絶縁性のカバーハウジング板８は、プラグ本体１０と着脱自在に組み合わされてプラグユニット１を構成している。
【００４５】
図１の実施の形態において、ハウジング板３は、絶縁性であって外形は概矩形状となっている。概直角三角形に形成された両面プリント基板である伝送路基板４は、このハウジング板３に埋設されている。
【００４６】
複数の第１接続端子５は、ハウジング板３における第１辺部３Ａに配列されており、後述するドーターボード１１の伝送路と接続する。第２接続端子６は、ハウジング板３における第１辺部３Ａに隣接する第２辺部３Ｂに配列されており、後述するリセプタクル２と接続する。
【００４７】
伝送路基板４は、第１接続端子５と第２接続端子６とを接続する複数の差動信号パターン４１を形成している。この差動信号パターン４１の経路上にはハイパスフィルタ素子４２が設けられている。なお、差動信号パターン４１の両終端は、はんだ接続が可能なライン端子となっている。
【００４８】
薄板のカバーハウジング板８は、ハウジング板３と同外形を有しており、伝送路基板４における差動信号パターン４１の配列面を覆う形でプラグ本体１０に取り付けられる。カバーハウジング板８は、薄板とするため、例えば、ハイパスフィルタ素子４２の逃げ穴８１が形成されている。
【００４９】
次に、図１を参照しつつ、プラグ本体１０の構成を図２の斜視分解組立図により説明する。
【００５０】
図２の実施の形態において、ハウジング板３は概直角三角形の溝３０が形成されており、溝３０に伝送路基板４が埋設される。ハウジング板３の第１辺部３Ａ側における対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの終端ピッチに対応して、ハウジング板３の第１辺部３Ａには、複数の浅溝３１Ａが形成されている。そして、対を成す浅溝３１Ａに隣接して切り欠き溝３２Ａが形成されている。
【００５１】
一方、ハウジング板３の第２辺部３Ｂ側における対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの終端ピッチに対応して、ハウジング板３の第２辺部３Ｂには、複数の逆凸字状の浅溝３１Ｂが形成されている。そして、対を成す浅溝３１Ｂに隣接して切り欠き溝３２Ｂが形成されている。
【００５２】
図２に示されるように、第１接続端子５は、タブ部５１とショルダー部５２とテイル部５３とを備えるブレードコンタクトになっている。タブ部５１は、後述するドーターボード１１に設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定される。ショルダー部５２は、ハウジング板３の第１辺部３Ａに形成されている浅溝３１Ａに圧入される。テイル部５３は、第１辺部３Ａ側における差動信号パターン４１（図１参照）の終端にはんだ付けされる。
【００５３】
第２接続端子６は、二股部６１とショルダー部６２とテイル部６３とを備える音叉形コンタクトになっている。二股部６１は、後述するリセプタクル２に備えられているピンコンタクト２１を挟持する。ショルダー部６２は、ハウジング板３の第２辺部３Ｂに形成されている浅溝３１Ｂに圧入される。テイル部６３は、第２辺部３Ｂ側における差動信号パターン４１（図１参照）の終端にはんだ付けされる。
【００５４】
図２において、グランド板７は、ハウジング板３と概合同のグランド面７０を有している。複数の第１グランドコンタクト７１は、グランド面７０から部分的に折り曲げられて第１辺部７Ａから突出している。この第１グランドコンタクト７１は、肩部が切り欠き溝３２Ａに挿入され、対を成す第１接続端子５に隣接して配置される。
【００５５】
一方、カンチレバー式の複数の第２グランドコンタクト７２は、当該グランド板７の第１辺部７Ａと隣接する第２辺部７Ｂから突出している。第２グランドコンタクト７２は、ハウジング板３における第２辺部３Ｂを介して対を成す第２接続端子６に対向する位置に配置されている。また、複数の接続ピン７３がグランド面７０から立設している。
【００５６】
伝送路基板４は、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの周囲に複数の第１グランドパターン４Ａが形成されている。差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの配列面と反対面には第２グランドパターン４Ｂが形成されている。複数のスルーホール４Ｃは、第１グランドパターン４Ａと第２グランドパターン４Ｂを接続している。そして、複数の接続ピン７３はハウジング板３を介してスルーホール４Ｃに固定される。
【００５７】
図３は、プラグ本体１０とカバーハウジング板８が組み合わされたプラグユニット１が１０組積層された状態での斜視図である。
【００５８】
図３の実施形態においては、図１で示された第１接続端子５と第２接続端子６がそれぞれ同列となるように、絶縁性のキャップハウジング９１でプラグユニット１の縁部が保持されている。さらに、この１０組のプラグユニット１は分解しないようにボルト９２で保持されている。
【００５９】
次に、本発明による一実施の形態におけるコネクタにおけるリセプタクル２の構成を図４により説明する。図４は図３に示された複数のプラグユニット１が接続されるリセプタクル２の斜視図である。
【００６０】
図４の実施形態において、絶縁性のリセプタクルハウジング２０は「コ」の字状に形成されており、両翼に鍔部２０Ａ及び２０Ｂを立設する底面部２０Ｃには、複数のピンコンタクト２１が圧入されている。
【００６１】
図４において、リセプタクルハウジング２０の内壁側に突出したピンコンタクト２１は、図１に示された第２接続端子６に接続される。一方、リセプタクルハウジング２０の外壁側に突出したピンコンタクト２１は、後述するマザーボード１２に設けられた伝送路の一部に接続する。
【００６２】
図４において、２本のピンコンタクト２１は対となって底面部２０Ｃに配列されている。第３グランドコンタクト２２は、Ｌ字状に形成されたタブ２２Ａと、ピン部２２Ｂと、圧入端子２２Ｃと、で構成されている。第３グランドコンタクト２２は、この対を成す一組のピンコンタクト２１をタブ２２Ａが取り囲むように、圧入端子２２Ｃが底面部２０Ｃに圧入されている。なお、ピン部２２Ｂはリセプタクルハウジング２０の外壁側に突出している。
【００６３】
ピンコンタクト２１が第２接続端子６（図２参照）と嵌合した状態においては、タブ２２Ａの広幅部は、図２で示された第２グランドコンタクト７２と第２辺部３Ｂの裏面とで挟持される。第２グランドコンタクト７２は片持梁の板ばねであるカンチレバー式のコンタクトとなっており、タブ２２Ａの広幅部を一定の圧力で付勢している。一方、タブ２２Ａの狭幅部は、図２で示された切り欠き溝３２Ｂに挿入される。
【００６４】
なお、リセプタクルハウジング２０の外壁側に突出しているピン部２２Ｂは、後述するマザーボード１２に設けられたグランドパターンに接続される。
【００６５】
図５は、この発明によるコネクタ１００の嵌合状態を示す斜視外観図である。図５の実施形態において、複数のプラグユニット１はその縁部がキャップハウジング９１で保持されており、キャップハウジング９１で一体となった複数のプラグユニット１がリセプタクル２に挿入される。
【００６６】
図５において、キャップハウジング９１は、鍔部２０Ａ及び２０Ｂの内壁に案内されてリセプタクル２に挿入される。そして、キャップハウジング９１の前面が底面部２０Ｃの内壁に当接して嵌合状態となる。
【００６７】
図６は、本発明によるコネクタ１００を利用した伝送システムの一実施の形態による図である。図６（ａ）はコネクタ１００の正面図、図６（ｂ）はコネクタ１００の平面図、図６（ｃ）はコネクタ１００の右側面図である。
【００６８】
図６において、ドーターボード１１に設けられた伝送路（図示せず）の一部にプラグユニット１が取り付けられている。また、マザーボードに設けられた伝送路（図示せず）の一部にリセプタクル２が取り付けられている。
【００６９】
ドーターボード１１に取り付けられたプラグユニット１と、マザーボード１２に取り付けられたリセプタクル２とが結合することによって、ドーターボード１１とマザーボード１２は電気的に接続される。そして、このドーターボード１１とこのマザーボード１２は直交するように配置される。
【００７０】
図６において、マザーボード１２には、複数のドーターボード１１が配列されてよく、複数のドーターボード１１はコネクタ１００によってマザーボード１２に接続される。例えば、一方のドーターボード１１から高速の差動信号が送信され、マザーボード１２を介して、他方のドーターボード１１にこの差動信号が受信される。
【００７１】
次に、この発明の作用を説明する。図７は、図６の部分構成図である。
【００７２】
図７に示されるように、対を成す複数組の差動信号パターン４１（図１参照）は隣接する２辺間を導体経路としているので、経路長がそれぞれ異なる。加えて、差動信号の配線パターンはインピーダンスに不連続点が生じるため、９０度の角度で曲げられないという制約がある。
【００７３】
図７の実施の形態においては、差動信号パターン４１（図１参照）は少なくとも４５度の角度で配線パターンが曲げられている。また、線路長の違いによるスキューの位相ずれについては、ドーターボード１１に形成されている差動信号パターン１１Ａで線路長を補正している。なお、差動信号パターン１１Ａの終端に形成される複数のスルーホール１１Ｂは、第１接続端子５に接続される。
【００７４】
図８は、図１で示されたハイパスフィルタ素子４２の回路図である。図８に示されるように、差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂには、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が並列に接続されるハイパスフィルタ回路がそれぞれ接続されている。
【００７５】
図１で示された実施形態においては、ハイパスフィルタ素子４２を微細化するために、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１はそれぞれ抵抗素子Ｒ１とコンデンサ素子Ｃ１とした。さらに、抵抗素子Ｒ１とコンデンサ素子Ｃ１が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備える表面実装形の固体素子４２とし、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂへの実装を容易とした。つまり、図８に示されるように、固体素子４２はバンプ端子Ｐ１〜Ｐ４を有しており、このバンプ端子Ｐ１〜Ｐ４が対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂに接続される。
【００７６】
図８においては、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂにハイパスフィルタ素子４２が設けられることにより、高周波数成分が減衰したディジタル信号は、求められる遮断周波数以上の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数以下の低周波成分を減衰させることができる。このとき、ディジタル信号の受信電圧は若干低下するものの、相対的に高周波成分が補われ、電圧の遷移が急峻となる。そして、ジッタが小さくなることによって、符号誤り（エラー）の発生頻度が減少できる。
【００７７】
図９は、アイパターン測定により差動信号におけるジッタの改善を比較した波形図である。図９（ａ）はハイパスフィルタ素子を未搭載の状態でのアイパターン、図９（ｂ）はハイパスフィルタ素子を搭載した状態でのアイパターンである。なお、縦軸は振幅［ｍＶ］、横軸は時間［ｎｓｅｃ］である。
【００７８】
図９は、差動入力信号が３ＧＨｚ、配線長が３０インチでの観測結果である。図９（ａ）に示されたハイパスフィルタ素子が未搭載のとき、ジッタ「ｔａ」は１５０［ｐｓｅｃ］であった。図９（ｂ）に示されたハイパスフィルタ素子を搭載のとき、ジッタ「ｔｂ」は７５［ｐｓｅｃ］であった。このように、ジッタは５０％低減の効果が確認できた。
【００７９】
【発明の効果】
この発明による高速伝送用コネクタは、プラグユニットとリセプタクルが接続する。プラグユニット本体は伝送路基板を有し、伝送路基板は複数の差動信号パターンが形成され、差動信号パターンにハイパスフィルタ素子が設けられる。したがって、差動信号を伝送するときにディジタル送信波形が受信側においてその波形の鈍りが矯正される。このようにジッタが減少することによって、高周波伝送において符号誤りを減少できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態における高速伝送用コネクタにおけるプラグユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明におけるプラグユニット本体の構成を示す斜視分解組立図である。
【図３】本発明におけるプラグユニット本体とカバーハウジング板が組み合わされたプラグユニットが１０組積層された状態での斜視図である。
【図４】本発明における複数のプラグユニットが接続されるリセプタクルの斜視図である。
【図５】本発明における高速伝送用コネクタの嵌合状態を示す斜視外観図である。
【図６】本発明における高速伝送用コネクタを利用した伝送システムの一実施の形態による図である。
【図７】本発明における図６の部分構成図である。
【図８】本発明におけるハイパスフィルタ素子の回路図である。
【図９】本発明における差動信号におけるジッタの改善を比較した波形図である。
【符号の説明】
１ プラグユニット
２ リセプタクル
３ ハウジング板
３Ａ 第１辺部
３Ｂ 第２辺部
４ 伝送路基板
４Ａ 第１グランドパターン
４Ｂ 第２グランドパターン
４Ｃ スルーホール
５ 第１接続端子
６ 第２接続端子
７ グランド板
７Ａ 第１辺部
７Ｂ 第２辺部
８ カバーハウジング板
１０ プラグユニット本体（プラグ本体）
１１ ドーターボード
１２ マザーボード
２０ リセプタクルハウジング
２１ ピンコンタクト
２２ 第３グランドコンタクト
４１ 差動信号パターン
４１Ａ・４１Ｂ 差動信号パターン
４２ ハイパスフィルタ素子（固体素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速伝送用コネクタに関する。特に、高速伝送路が設けられたドーターボードとマザーボードとを接続する高速伝送用コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような高速伝送用コネクタ（以下、コネクタと略称する）は、互いに嵌合接続されるコネクタレセプタクルとコネクタプラグを備えている。そして、このコネクタプラグは、ハウジングと、このハウジングに予め定められた間隔をおいて配列された伝送路ブロックを有している。
【０００３】
この伝送路ブロックは、一方の面に所定のパターンで伝送路パターンが形成されている。また、この伝送路ブロックの他方の面にはグランドパターンが形成される。これによって、マイクロストリップラインとすることができる。更に、この伝送路パターンにはフィルタ素子が含まれている。
【０００４】
コネクタレセプタクルのハウジング内には伝送路ブロックに係合され伝送路パターンと接続するソケットコンタクトが設けられている。このようなコネクタにおいては、特性インピーダンス整合及びクロストークの低減を図るとともにノイズ対策を有効に行うことができる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−６８２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低コストで高速伝送を実現させる要求が高まっており、単一線路のマイクロストリップラインに換えて、耐ノイズ性に優れており、又、低電圧で高速伝送できる差動伝送システムが利用されはじめている。
【０００７】
例えば、ドーターボードとマザーボードとを電気的に接続するコネクタにあっては、グランドコンタクトを含み、対を成す差動信号用コンタクトを配置するコネクタが開発されてきている。
【０００８】
一方、この低電圧差動通信を利用したコネクタにおいても、周波数の高い信号を伝送する場合に、伝送ライン上に表皮効果の作用により、信号の電圧レベルが減衰する現象が発生することがある。高速のディジタル信号を送信する場合は、受信側では本来矩形波である信号波形が、立ち上がり時間の遅れた、いわゆる鈍った波形となる現象が発生する。
【０００９】
このようなディジタル信号は、Ｈｉｇｈ信号「１」とＬｏｗ信号「０」を組み合わせて送信しており、「１」又は「０」の信号が連続する場合がある。例えば、「１１１１００００」のような送信信号の場合のように、同じレベルが連続している部分は受信レベルで十分な値となるが、「１０１０」のような反転を繰り返す送信信号の場合は、過度現象により所定の信号レベルに達する前に反転に向かう現象が発生することがある。
【００１０】
数ＧＨｚの高速ディジタル信号を用いる差動信号用コネクタを使用するときは、周波数が高いほど、又は、伝送距離が長いほど、表皮効果と過度現象により同じ値が連続した後の信号レベルが小さくなる。また、このときのジッタも大きくなり、いわゆる符号誤りの要因となる。
【００１１】
さらには、従来のコネクタプラグは、ハウジングに所定枚数の伝送路ブロック（実質的にプリント基板）が圧入されており、ハウジングからこの伝送路ブロックを取り出すのは容易ではない。コネクタプラグの組合せが自由であり、簡易な構成の高速伝送用コネクタが求められている。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決すべく、伝送路を有するプリント基板間を接続する高速伝送用コネクタに有効であって、プラグとリセプタクルが着脱自在であり、簡易な構成の高速伝送用コネクタを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を満たすため、以下のような新たな高速伝送用コネクタを発明した。
【００１４】
（１） ドーターボードに設けられた伝送路の一部にプラグユニットが取り付けられ、マザーボードに設けられた伝送路の一部にリセプタクルが取り付けられ、当該プラグユニットと当該リセプタクルが結合することによって電気的に接続する高速伝送用コネクタであって、前記プラグユニット本体は、絶縁性の矩形ハウジング板と、このハウジング板に埋設されている伝送路基板と、前記ハウジング板における第１辺部に配列されており、前記ドーターボードの伝送路と接続する複数の第１接続端子と、前記第１辺部に隣接する第２辺部に配列されており、前記リセプタクルと接続する複数の第２接続端子と、を備えており、当該伝送路基板は前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する複数の差動信号パターンと、当該差動信号パターンに設けられるハイパスフィルタ素子と、を更に備えており、前記リセプタクルは、前記第２接続端子と前記マザーボードに設けられた伝送路の一部とを接続するピンコンタクトを備えていることを特徴とする高速伝送用コネクタ。
【００１５】
（２） 前記差動信号パターンには抵抗とコンデンサが並列に接続されているハイパスフィルタ素子が設けられていることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１６】
（３） 抵抗素子とコンデンサ素子が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備えている固体素子が対を成す一組の前記差動信号パターンに実装されていることを特徴とする（２）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１７】
（４） 前記第１接続端子は、前記ドーターボードに設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定されるタブ部と、前記ハウジング板の第１辺部に圧入されるショルダー部と、当該第１辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備えるブレードコンタクトであることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１８】
（５） 前記第２接続端子は、前記リセプタクルに備えられているピンコンタクトを挟持する二股部と、前記ハウジング板の第２辺部に圧入されるショルダー部と、当該第２辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備える音叉形コンタクトであることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００１９】
（６） 前記ハウジング板と概合同のグランド面を有しているグランド板であって、当該グランド板は、当該グランド板の第１辺部から突出していると共に対を成す前記第１接続端子に隣接して配置される複数の第１グランドコンタクトと、当該グランド板の第１辺部と隣接する第２辺部から突出していると共に前記ハウジング板における第２辺部を介して対を成す前記第２接続端子に対向する位置に配置されているカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトと、当該グランド面から立設している複数の接続ピンと、を備えており、前記伝送路基板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンを接続するスルーホールを備えており、前記複数の接続ピンが前記ハウジング板を介して当該スルーホールに固定されているプラグユニット本体を有していることを特徴とする（１）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２０】
（７） 前記伝送路基板の差動信号パターンの配列面を覆う絶縁性のカバーハウジング板を有しているプラグユニットを備えることを特徴とする（６）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２１】
（８） プラグユニット本体とカバーハウジング板とを備えるプラグユニットは、前記複数の第１接続端子と前記複数の第２接続端子がそれぞれ同列となるように積層されて一体となり、当該一体となった複数のプラグユニットが前記リセプタクルに接続されることを特徴とする（７）記載の高速伝送用コネクタ。
【００２２】
この発明は、「ドーターボードに設けられた伝送路の一部にプラグユニットが取り付けられ、マザーボードに設けられた伝送路の一部にリセプタクルが取り付けられ、当該プラグユニットと当該リセプタクルが結合することによって電気的に接続する高速伝送用コネクタであって、前記プラグユニット本体は、絶縁性の矩形ハウジング板と、このハウジング板に埋設されている伝送路基板と、前記ハウジング板における第１辺部に配列されており、前記ドーターボードの伝送路と接続する複数の第１接続端子と、前記第１辺部に隣接する第２辺部に配列されており、前記リセプタクルと接続する複数の第２接続端子と、を備えており、当該伝送路基板は前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する複数の差動信号パターンと、当該差動信号パターンに設けられるハイパスフィルタ素子と、を更に備えており、前記リセプタクルは、前記第２接続端子と前記マザーボードに設けられた伝送路の一部とを接続するピンコンタクトを備えている」ことを特徴としてよい。
【００２３】
ドーターボードに取り付けられたプラグユニットと、マザーボードに取り付けられたリセプタクルとが結合することによって、このドーターボードとこのマザーボードは直交するように配置される。
【００２４】
このマザーボードには複数のドーターボードが配列されてよく、複数のドーターボードは高速伝送用コネクタによってマザーボードに接続される。例えば、一方のドーターボードから高速の差動信号が送信され、マザーボードを介して、他方のドーターボードにこの差動信号が受信される。
【００２５】
伝送路基板は、概直角三角形に形成された両面プリント基板であって、ハウジング板に形成された概直角三角形の溝に埋設されている。グランド板に形成されておりハウジング板から突出している接続ピンと、ハウジング板の第１辺部と第２接続端子にそれぞれ圧入されている第１接続端子及び第２接続端子とが、伝送路基板にはんだ付けされることによって、この伝送路基板はハウジング板に保持されて一体となって、プラグユニット本体を構成している。
【００２６】
ドーターボードの伝送路と接続する第１接続端子と、リセプタクルと接続する第２接続端子とを接続している差動信号パターンは、ハイパスフィルタ素子が設けられており、差動信号パターンには抵抗とコンデンサが並列に接続されているハイパスフィルタ素子が設けられている。
【００２７】
好適な実施の形態においては、抵抗素子とコンデンサ素子が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備えている固体素子が対を成す一組の差動信号パターンに実装されている。
【００２８】
コネクタを中継して複数のプリント基板（例えば、複数のドーターボードとマザーボード）を接続する伝送系に数ＧＨｚのディジタル信号が流れると、特に周波数の高い成分が大きく減衰するので、このディジタル波形が鈍る。
【００２９】
この場合、出力端で減衰した高周波成分のみを増幅器により増幅すれば、入力端で送信した波形形状に近い波形を復元することは可能である。しかし、こうした高周波成分の増幅には、高周波応答性に優れた増幅用ＩＣが必要となり、伝送システムをコストアップさせる。
【００３０】
一方、高速ディジタル信号の高周波成分を増幅することなく、低周波成分を出力端側にて相応に減衰しても、波形の周波数成分比率が入力端に近い信号形状を得ることができる。この作用は、コネクタに形成される差動信号パターンにイコライザ（ハイパスフィルタ素子）を設けることで安価に実現できる。
【００３１】
このイコライザ（ハイパスフィルタ素子）は小型のチップ素子で実現でき、プラグユニットの小型化を可能としている。
【００３２】
このように、この発明は、伝送路基板を備えているプラグユニット本体は、当該伝送路基板に差動信号パターンが形成されており、この差動信号パターンにハイパスフィルタ素子が設けられることにより、差動信号を伝送するときにディジタル送信波形が受信側においてその波形の鈍りが矯正される。
【００３３】
このとき、受信電圧は若干低下するものの、ジッタが小さくなることによって、符号誤り（エラー）の発生頻度が減少するという効果がある。また、現在、一般的に使用されているプリント基板材（例えば、エポキシガラス板）では、送受信帯域幅を広くできるので、高価な低誘電率基板を使用することなく伝送システムを構築できる場合もある。
【００３４】
このような好適な実施の形態のプラグユニットにおいては、「前記第１接続端子は、前記ドーターボードに設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定されるタブ部と、前記ハウジング板の第１辺部に圧入されるショルダー部と、当該第１辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備えるブレードコンタクトであること」ことを特徴としてよい。
【００３５】
また、このような好適な実施の形態のプラグユニットにおいては、「前記第２接続端子は、前記リセプタクルに備えられているピンコンタクトを挟持する二股部と、前記ハウジング板の第２辺部に圧入されるショルダー部と、当該第２辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備える音叉形コンタクトである」ことを特徴としてよい。
【００３６】
そして、この発明は、「前記ハウジング板と概合同のグランド面を有しているグランド板であって、当該グランド板は、当該グランド板の第１辺部から突出していると共に対を成す前記第１接続端子に隣接して配置される複数の第１グランドコンタクトと、当該グランド板の第１辺部と隣接する第２辺部から突出していると共に前記ハウジング板における第２辺部を介して対を成す前記第２接続端子に対向する位置に配置されているカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトと、当該グランド面から立設している複数の接続ピンと、を備えており、前記伝送路基板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンを接続するスルーホールを備えており、前記複数の接続ピンが前記ハウジング板を介して当該スルーホールに固定されているプラグユニット本体を有していることを」ことを特徴としてよい。
【００３７】
このグランド板は、対を成す一組の前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンとがスルーホールで接続されており、グランドラインが強化されている。そして、このグランド板は、伝送路基板の裏面を全面的に覆っており、外部のノイズをシールドできるという効果がある。
【００３８】
ハウジング板の第１辺部にあっては、対を成す第１接続端子に隣接して第１グランドコンタクトが配置されるので、対を成す第１接続端子への信号による電磁輻射ノイズを抑制する効果が期待できる。
【００３９】
ハウジング板の第２辺部にあっては、対を成す第２接続端子に対向してカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトが配置されているので、対を成す第２接続端子への信号と他の信号とのクロストークを抑制する効果が期待できる。
【００４０】
また、この発明は、「プラグユニット本体とカバーハウジング板とを備えるプラグユニットは、前記複数の第１接続端子と前記複数の第２接続端子がそれぞれ同列となるように積層されて一体となり、当該一体となった複数のプラグユニットが前記リセプタクルに接続される」ことを特徴としてよい。
【００４１】
プラグユニット本体は、ハウジング板と伝送路基板とグランド板とカバーハウジング板とで実質的に構成されており、このプラグユニット本体とカバーハウジング板とを備える簡易な構成のプラグユニットは、リセプタクルに着脱自在であり、リセプタクルに嵌合されるプラグユニットは、選択個数が任意であり、従来と比較してコネクタプラグの組合せの自由度が広まった。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は、本発明による一実施の形態における高速伝送用コネクタ（以下、コネクタと略称する）におけるプラグユニット１の構成を示す斜視図である。
【００４４】
図１において、プラグユニット本体（以下、プラグ本体と略称する）１０は、ハウジング板３と、伝送路基板４と、第１接続端子５と、第２接続端子６とで構成されている。絶縁性のカバーハウジング板８は、プラグ本体１０と着脱自在に組み合わされてプラグユニット１を構成している。
【００４５】
図１の実施の形態において、ハウジング板３は、絶縁性であって外形は概矩形状となっている。概直角三角形に形成された両面プリント基板である伝送路基板４は、このハウジング板３に埋設されている。
【００４６】
複数の第１接続端子５は、ハウジング板３における第１辺部３Ａに配列されており、後述するドーターボード１１の伝送路と接続する。第２接続端子６は、ハウジング板３における第１辺部３Ａに隣接する第２辺部３Ｂに配列されており、後述するリセプタクル２と接続する。
【００４７】
伝送路基板４は、第１接続端子５と第２接続端子６とを接続する複数の差動信号パターン４１を形成している。この差動信号パターン４１の経路上にはハイパスフィルタ素子４２が設けられている。なお、差動信号パターン４１の両終端は、はんだ接続が可能なライン端子となっている。
【００４８】
薄板のカバーハウジング板８は、ハウジング板３と同外形を有しており、伝送路基板４における差動信号パターン４１の配列面を覆う形でプラグ本体１０に取り付けられる。カバーハウジング板８は、薄板とするため、例えば、ハイパスフィルタ素子４２の逃げ穴８１が形成されている。
【００４９】
次に、図１を参照しつつ、プラグ本体１０の構成を図２の斜視分解組立図により説明する。
【００５０】
図２の実施の形態において、ハウジング板３は概直角三角形の溝３０が形成されており、溝３０に伝送路基板４が埋設される。ハウジング板３の第１辺部３Ａ側における対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの終端ピッチに対応して、ハウジング板３の第１辺部３Ａには、複数の浅溝３１Ａが形成されている。そして、対を成す浅溝３１Ａに隣接して切り欠き溝３２Ａが形成されている。
【００５１】
一方、ハウジング板３の第２辺部３Ｂ側における対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの終端ピッチに対応して、ハウジング板３の第２辺部３Ｂには、複数の逆凸字状の浅溝３１Ｂが形成されている。そして、対を成す浅溝３１Ｂに隣接して切り欠き溝３２Ｂが形成されている。
【００５２】
図２に示されるように、第１接続端子５は、タブ部５１とショルダー部５２とテイル部５３とを備えるブレードコンタクトになっている。タブ部５１は、後述するドーターボード１１に設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定される。ショルダー部５２は、ハウジング板３の第１辺部３Ａに形成されている浅溝３１Ａに圧入される。テイル部５３は、第１辺部３Ａ側における差動信号パターン４１（図１参照）の終端にはんだ付けされる。
【００５３】
第２接続端子６は、二股部６１とショルダー部６２とテイル部６３とを備える音叉形コンタクトになっている。二股部６１は、後述するリセプタクル２に備えられているピンコンタクト２１を挟持する。ショルダー部６２は、ハウジング板３の第２辺部３Ｂに形成されている浅溝３１Ｂに圧入される。テイル部６３は、第２辺部３Ｂ側における差動信号パターン４１（図１参照）の終端にはんだ付けされる。
【００５４】
図２において、グランド板７は、ハウジング板３と概合同のグランド面７０を有している。複数の第１グランドコンタクト７１は、グランド面７０から部分的に折り曲げられて第１辺部７Ａから突出している。この第１グランドコンタクト７１は、肩部が切り欠き溝３２Ａに挿入され、対を成す第１接続端子５に隣接して配置される。
【００５５】
一方、カンチレバー式の複数の第２グランドコンタクト７２は、当該グランド板７の第１辺部７Ａと隣接する第２辺部７Ｂから突出している。第２グランドコンタクト７２は、ハウジング板３における第２辺部３Ｂを介して対を成す第２接続端子６に対向する位置に配置されている。また、複数の接続ピン７３がグランド面７０から立設している。
【００５６】
伝送路基板４は、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの周囲に複数の第１グランドパターン４Ａが形成されている。差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂの配列面と反対面には第２グランドパターン４Ｂが形成されている。複数のスルーホール４Ｃは、第１グランドパターン４Ａと第２グランドパターン４Ｂを接続している。そして、複数の接続ピン７３はハウジング板３を介してスルーホール４Ｃに固定される。
【００５７】
図３は、プラグ本体１０とカバーハウジング板８が組み合わされたプラグユニット１が１０組積層された状態での斜視図である。
【００５８】
図３の実施形態においては、図１で示された第１接続端子５と第２接続端子６がそれぞれ同列となるように、絶縁性のキャップハウジング９１でプラグユニット１の縁部が保持されている。さらに、この１０組のプラグユニット１は分解しないようにボルト９２で保持されている。
【００５９】
次に、本発明による一実施の形態におけるコネクタにおけるリセプタクル２の構成を図４により説明する。図４は図３に示された複数のプラグユニット１が接続されるリセプタクル２の斜視図である。
【００６０】
図４の実施形態において、絶縁性のリセプタクルハウジング２０は「コ」の字状に形成されており、両翼に鍔部２０Ａ及び２０Ｂを立設する底面部２０Ｃには、複数のピンコンタクト２１が圧入されている。
【００６１】
図４において、リセプタクルハウジング２０の内壁側に突出したピンコンタクト２１は、図１に示された第２接続端子６に接続される。一方、リセプタクルハウジング２０の外壁側に突出したピンコンタクト２１は、後述するマザーボード１２に設けられた伝送路の一部に接続する。
【００６２】
図４において、２本のピンコンタクト２１は対となって底面部２０Ｃに配列されている。第３グランドコンタクト２２は、Ｌ字状に形成されたタブ２２Ａと、ピン部２２Ｂと、圧入端子２２Ｃと、で構成されている。第３グランドコンタクト２２は、この対を成す一組のピンコンタクト２１をタブ２２Ａが取り囲むように、圧入端子２２Ｃが底面部２０Ｃに圧入されている。なお、ピン部２２Ｂはリセプタクルハウジング２０の外壁側に突出している。
【００６３】
ピンコンタクト２１が第２接続端子６（図２参照）と嵌合した状態においては、タブ２２Ａの広幅部は、図２で示された第２グランドコンタクト７２と第２辺部３Ｂの裏面とで挟持される。第２グランドコンタクト７２は片持梁の板ばねであるカンチレバー式のコンタクトとなっており、タブ２２Ａの広幅部を一定の圧力で付勢している。一方、タブ２２Ａの狭幅部は、図２で示された切り欠き溝３２Ｂに挿入される。
【００６４】
なお、リセプタクルハウジング２０の外壁側に突出しているピン部２２Ｂは、後述するマザーボード１２に設けられたグランドパターンに接続される。
【００６５】
図５は、この発明によるコネクタ１００の嵌合状態を示す斜視外観図である。図５の実施形態において、複数のプラグユニット１はその縁部がキャップハウジング９１で保持されており、キャップハウジング９１で一体となった複数のプラグユニット１がリセプタクル２に挿入される。
【００６６】
図５において、キャップハウジング９１は、鍔部２０Ａ及び２０Ｂの内壁に案内されてリセプタクル２に挿入される。そして、キャップハウジング９１の前面が底面部２０Ｃの内壁に当接して嵌合状態となる。
【００６７】
図６は、本発明によるコネクタ１００を利用した伝送システムの一実施の形態による図である。図６（ａ）はコネクタ１００の正面図、図６（ｂ）はコネクタ１００の平面図、図６（ｃ）はコネクタ１００の右側面図である。
【００６８】
図６において、ドーターボード１１に設けられた伝送路（図示せず）の一部にプラグユニット１が取り付けられている。また、マザーボードに設けられた伝送路（図示せず）の一部にリセプタクル２が取り付けられている。
【００６９】
ドーターボード１１に取り付けられたプラグユニット１と、マザーボード１２に取り付けられたリセプタクル２とが結合することによって、ドーターボード１１とマザーボード１２は電気的に接続される。そして、このドーターボード１１とこのマザーボード１２は直交するように配置される。
【００７０】
図６において、マザーボード１２には、複数のドーターボード１１が配列されてよく、複数のドーターボード１１はコネクタ１００によってマザーボード１２に接続される。例えば、一方のドーターボード１１から高速の差動信号が送信され、マザーボード１２を介して、他方のドーターボード１１にこの差動信号が受信される。
【００７１】
次に、この発明の作用を説明する。図７は、図６の部分構成図である。
【００７２】
図７に示されるように、対を成す複数組の差動信号パターン４１（図１参照）は隣接する２辺間を導体経路としているので、経路長がそれぞれ異なる。加えて、差動信号の配線パターンはインピーダンスに不連続点が生じるため、９０度の角度で曲げられないという制約がある。
【００７３】
図７の実施の形態においては、差動信号パターン４１（図１参照）は少なくとも４５度の角度で配線パターンが曲げられている。また、線路長の違いによるスキューの位相ずれについては、ドーターボード１１に形成されている差動信号パターン１１Ａで線路長を補正している。なお、差動信号パターン１１Ａの終端に形成される複数のスルーホール１１Ｂは、第１接続端子５に接続される。
【００７４】
図８は、図１で示されたハイパスフィルタ素子４２の回路図である。図８に示されるように、差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂには、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が並列に接続されるハイパスフィルタ回路がそれぞれ接続されている。
【００７５】
図１で示された実施形態においては、ハイパスフィルタ素子４２を微細化するために、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１はそれぞれ抵抗素子Ｒ１とコンデンサ素子Ｃ１とした。さらに、抵抗素子Ｒ１とコンデンサ素子Ｃ１が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備える表面実装形の固体素子４２とし、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂへの実装を容易とした。つまり、図８に示されるように、固体素子４２はバンプ端子Ｐ１〜Ｐ４を有しており、このバンプ端子Ｐ１〜Ｐ４が対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂに接続される。
【００７６】
図８においては、対を成す一組の差動信号パターン４１Ａ及び４１Ｂにハイパスフィルタ素子４２が設けられることにより、高周波数成分が減衰したディジタル信号は、求められる遮断周波数以上の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数以下の低周波成分を減衰させることができる。このとき、ディジタル信号の受信電圧は若干低下するものの、相対的に高周波成分が補われ、電圧の遷移が急峻となる。そして、ジッタが小さくなることによって、符号誤り（エラー）の発生頻度が減少できる。
【００７７】
図９は、アイパターン測定により差動信号におけるジッタの改善を比較した波形図である。図９（ａ）はハイパスフィルタ素子を未搭載の状態でのアイパターン、図９（ｂ）はハイパスフィルタ素子を搭載した状態でのアイパターンである。なお、縦軸は振幅［ｍＶ］、横軸は時間［ｎｓｅｃ］である。
【００７８】
図９は、差動入力信号が３ＧＨｚ、配線長が３０インチでの観測結果である。図９（ａ）に示されたハイパスフィルタ素子が未搭載のとき、ジッタ「ｔａ」は１５０［ｐｓｅｃ］であった。図９（ｂ）に示されたハイパスフィルタ素子を搭載のとき、ジッタ「ｔｂ」は７５［ｐｓｅｃ］であった。このように、ジッタは５０％低減の効果が確認できた。
【００７９】
【発明の効果】
この発明による高速伝送用コネクタは、プラグユニットとリセプタクルが接続する。プラグユニット本体は伝送路基板を有し、伝送路基板は複数の差動信号パターンが形成され、差動信号パターンにハイパスフィルタ素子が設けられる。したがって、差動信号を伝送するときにディジタル送信波形が受信側においてその波形の鈍りが矯正される。このようにジッタが減少することによって、高周波伝送において符号誤りを減少できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態における高速伝送用コネクタにおけるプラグユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明におけるプラグユニット本体の構成を示す斜視分解組立図である。
【図３】本発明におけるプラグユニット本体とカバーハウジング板が組み合わされたプラグユニットが１０組積層された状態での斜視図である。
【図４】本発明における複数のプラグユニットが接続されるリセプタクルの斜視図である。
【図５】本発明における高速伝送用コネクタの嵌合状態を示す斜視外観図である。
【図６】本発明における高速伝送用コネクタを利用した伝送システムの一実施の形態による図である。
【図７】本発明における図６の部分構成図である。
【図８】本発明におけるハイパスフィルタ素子の回路図である。
【図９】本発明における差動信号におけるジッタの改善を比較した波形図である。
【符号の説明】
１ プラグユニット
２ リセプタクル
３ ハウジング板
３Ａ 第１辺部
３Ｂ 第２辺部
４ 伝送路基板
４Ａ 第１グランドパターン
４Ｂ 第２グランドパターン
４Ｃ スルーホール
５ 第１接続端子
６ 第２接続端子
７ グランド板
７Ａ 第１辺部
７Ｂ 第２辺部
８ カバーハウジング板
１０ プラグユニット本体（プラグ本体）
１１ ドーターボード
１２ マザーボード
２０ リセプタクルハウジング
２１ ピンコンタクト
２２ 第３グランドコンタクト
４１ 差動信号パターン
４１Ａ・４１Ｂ 差動信号パターン
４２ ハイパスフィルタ素子（固体素子）
Claims (8)
- ドーターボードに設けられた伝送路の一部にプラグユニットが取り付けられ、マザーボードに設けられた伝送路の一部にリセプタクルが取り付けられ、当該プラグユニットと当該リセプタクルが結合することによって電気的に接続する高速伝送用コネクタであって、
前記プラグユニット本体は、絶縁性の矩形ハウジング板と、このハウジング板に埋設されている伝送路基板と、前記ハウジング板における第１辺部に配列されており、前記ドーターボードの伝送路と接続する複数の第１接続端子と、前記第１辺部に隣接する第２辺部に配列されており、前記リセプタクルと接続する複数の第２接続端子と、を備えており、
当該伝送路基板は前記第１接続端子と前記第２接続端子とを接続する複数の差動信号パターンと、当該差動信号パターンに設けられるハイパスフィルタ素子と、を更に備えており、
前記リセプタクルは、前記第２接続端子と前記マザーボードに設けられた伝送路の一部とを接続するピンコンタクトを備えていることを特徴とする高速伝送用コネクタ。 - 前記差動信号パターンには抵抗とコンデンサが並列に接続されているハイパスフィルタ素子が設けられていることを特徴とする請求項１記載の高速伝送用コネクタ。
- 抵抗素子とコンデンサ素子が並列に配置されているハイパスフィルタ回路を２回路備えている固体素子が対を成す一組の前記差動信号パターンに実装されていることを特徴とする請求項２記載の高速伝送用コネクタ。
- 前記第１接続端子は、前記ドーターボードに設けられた伝送路における終端に形成されるスルーホールに固定されるタブ部と、前記ハウジング板の第１辺部に圧入されるショルダー部と、当該第１辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備えるブレードコンタクトであることを特徴とする請求項１記載の高速伝送用コネクタ。
- 前記第２接続端子は、前記リセプタクルに備えられているピンコンタクトを挟持する二股部と、前記ハウジング板の第２辺部に圧入されるショルダー部と、当該第２辺部側における差動信号パターンの終端にはんだ付けされるテイル部と、を備える音叉形コンタクトであることを特徴とする請求項１記載の高速伝送用コネクタ。
- 前記ハウジング板と概合同のグランド面を有しているグランド板であって、
当該グランド板は、当該グランド板の第１辺部から突出していると共に対を成す前記第１接続端子に隣接して配置される複数の第１グランドコンタクトと、
当該グランド板の第１辺部と隣接する第２辺部から突出していると共に前記ハウジング板における第２辺部を介して対を成す前記第２接続端子に対向する位置に配置されているカンチレバー式の複数の第２グランドコンタクトと、
当該グランド面から立設している複数の接続ピンと、を備えており、
前記伝送路基板は、対を成す前記差動信号パターンの周囲に形成されている複数の第１グランドパターンと、前記差動信号パターンの配列面と反対面に形成される第２グランドパターンを接続するスルーホールを備えており、
前記複数の接続ピンが前記ハウジング板を介して当該スルーホールに固定されているプラグユニット本体を有していることを特徴とする請求項１記載の高速伝送用コネクタ。 - 前記伝送路基板の差動信号パターンの配列面を覆う絶縁性のカバーハウジング板を有しているプラグユニットを備えることを特徴とする請求項６記載の高速伝送用コネクタ。
- プラグユニット本体とカバーハウジング板とを備えるプラグユニットは、前記複数の第１接続端子と前記複数の第２接続端子がそれぞれ同列となるように積層されて一体となり、当該一体となった複数のプラグユニットが前記リセプタクルに接続されることを特徴とする請求項７記載の高速伝送用コネクタ。
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