CN109755816B - 用于屏蔽线缆的电连接*** - Google Patents
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Abstract
一种电连接***,其被构造成端接电导体(102、104)并传输数据传输速率为5千兆位每秒(Gb/s)或更高的数字电信号。该***包括具有平坦连接部分(164、166)的平行呈镜像的第一对端子(160、162)以及具有悬臂梁部分(136、140)和接触点(138、142)的平行呈镜像的第二对端子(132、134),该接触点(138、142)被构造成接触第一端子(160、162)。悬臂梁部分(136、140)大体垂直于平坦连接部分(164、166)。端子(132、134、160、162)协作以提供一致的特性阻抗。该连接***进一步包括纵向地围绕端子(132、134、160、162)的电磁屏蔽件(172、174)。该连接***适于端接使用诸如通用串行总线(USB)3.0和高清晰度多媒体接口(HDMI)1.4的数据传输协议传输数字信号的线缆(100)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月6日提交的美国专利申请第15/804,444号的权益,其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种电连接***,尤其涉及一种被设计成连接屏蔽线缆的电连接***,该屏蔽线缆能够差分地传输具有5千兆位/秒(Gb/s)或更高的数据传输速率的数字电信号,所述数据传输速率进一步要求达到7.5千兆赫(GHz)的频率含量。
背景技术
数字数据处理器速度的增加已经导致数据传输速度的增加。用于将电子部件连接到数字数据处理器的传输介质必须被构造成在该多个部件之间有效地传输高速数字信号。诸如光纤、同轴电缆或双绞线的有线介质可适用于如下应用,在这些应用中被连接的部件处于固定的位置并且相对靠近地邻近布置,例如隔开小于100米。光纤提供能够支持高达近100Gb/s的数据速率并且实际上抗电磁干扰的传输介质。同轴电缆通常支持高达100兆位/秒(Mb/s)的数据传输速率,并且具有良好的抗电磁干扰。双绞线可以支持高达约5Gb/s的数据速率,但是这些电缆通常要求在电缆内的专用于发送或接收线路的多条双绞线。双绞线的导体提供良好的抗电磁干扰,这种抗电磁干扰可以通过包括对在电缆内的双绞线进行屏蔽来改进。
诸如通用串行总线(USB)3.0和高清晰度多媒体接口(HDMI)1.4的数据传输协议要求5Gb/s或以上的数据传输速率。现有的同轴电缆不能经济地或可靠地实施以支持接近该速度的数据速率。光纤和双绞线都能够以这些传输速率传输数据,然而与双绞线相比,光纤明显地更昂贵,使得它们对不要求高数据传输速率和抗电磁干扰的成本敏感应用来说不那么有吸引力。
汽车和卡车中的信息娱乐***和其它电子***开始需要能够承载高数据速率信号的电缆。汽车级电缆不仅必须能够满足环境要求(例如,耐热和防潮),它们还必须足够柔性以在车辆线束中布线,并且具有低的质量以帮助满足车辆燃油经济性要求。因此,需要一种具有高数据传输速率的线缆,该线缆具有低的质量并且足够柔性以被封装在车辆线束内,同时满足目前不能由光纤满足的成本目标。尽管被赋予该线缆的特定应用是汽车,但这种线缆还可能找到其它应用,诸如航空航天、海事、工业控制或其它数据通信。
在背景技术部分中讨论的技术主题不应仅由于其在背景技术部分中提及而被假设为现有技术。类似地,在背景技术部分中所提及或与背景技术部分的主题相关的问题不应假设已经在现有技术中被先前地认识到。背景技术部分中的主题仅代表不同的方法,其本身也可以是发明。
发明内容
根据本发明的一个实施例,提供了一种电连接***。所述电连接***包括:第一屏蔽线缆,所述第一屏蔽线缆具有由第一屏蔽导体围绕的第一电导体和第二电导体,所述第一屏蔽导体由第一绝缘护套围绕;第二屏蔽线缆,所述第二屏蔽线缆具有由第二屏蔽导体围绕的第三电导体和第四电导体,所述第二屏蔽导体由第二绝缘护套围绕;具有第一插头端子和第二插头端子的插头连接器;以及被构造成与所述插头连接器配合的插座连接器,所述插座连接器具有被构造成分别接收所述第一插头端子和所述第二插头端子的第一插座端子和第二插座端子。该电连接***还包括纵向地围绕所述插头连接器并且与所述插头端子电绝缘的插头屏蔽件,所述插头屏蔽件具有上插头屏蔽件和下插头屏蔽件。所述下插头屏蔽件通过第一对屏蔽压接翼部附接到所述第一屏蔽导体。所述第一对屏蔽压接翼部的末端与所述第一屏蔽导体的末端并置。所述电连接***额外地包括纵向地围绕所述插座连接器并且与所述插座端子电绝缘的插座屏蔽件,所述插座屏蔽件具有上插座屏蔽件和下插座屏蔽件。所述下插座屏蔽件通过第二对屏蔽压接翼部附接到所述第二屏蔽导体。所述第二对屏蔽压接翼部的末端与所述第二屏蔽导体的末端并置。
所述第一对屏蔽压接翼部的末端可以在距第一附接点和第二附接点1.0到1.5毫米的范围内,所述第二对屏蔽压接翼部的末端可以在距第三附接点和第四附接点1.0到1.5毫米的范围内。
所述下插头屏蔽件可以通过第一对护套压接翼部附接到所述第一绝缘护套,并且所述下插头屏蔽件可以通过位于所述第一对屏蔽压接翼部和所述第一对护套压接翼部中间的第一屏蔽附接特征附接到所述上插头屏蔽件。所述下插座屏蔽件可以通过第二对护套压接翼部附接到所述第二绝缘护套,并且所述下插座屏蔽件可以通过位于所述第二对屏蔽压接翼部和所述第二对护套压接翼部中间的第二屏蔽附接特征附接到所述上插座屏蔽件。
所述上插头屏蔽件可以限定第一凸片,所述第一凸片与所述下插头屏蔽件的第一对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触,所述上插座屏蔽件可以限定第二凸片,所述第二凸片与所述下插座屏蔽件的第二对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触。可选地或者附加地,所述上插头屏蔽件可以限定相对的第一对凸片,所述第一对凸片与所述下插头屏蔽件的第一对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触,所述上插座屏蔽件可以限定相对的第二对凸片,所述第二对凸片与所述下插座屏蔽件的第二对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触。
所述插头屏蔽件可以被构造成可滑动地接合所述插座屏蔽件的内部。所述第一对屏蔽压接翼部的末端可以与所述第一屏蔽导体的末端大致齐平,所述第二对屏蔽压接翼部的末端可以与所述第二屏蔽导体的末端大致齐平。
所述第一插头端子可以包括由大体矩形的横截面表征的平坦第一连接部分以及附接到所述第一电导体的第一附接部分。所述第二插头端子可以包括由大体矩形的横截面表征的平坦第二连接部分以及附接到所述第二电导体的第二附接部分。所述第一插头端子和第二插头端子可以形成关于纵向轴线两侧对称的第一镜像端子对。所述第一插座端子可以包括附接到所述第三电导体的第三附接部分以及由大体矩形的横截面表征的第一悬臂梁部分,所述第一悬臂梁部分限定悬垂于所述第一悬臂梁部分的凸形第一接触点。所述第一接触点被构造成接触所述第一插头端子的第一连接部分。所述第二插座端子可以包括附接到所述第四电导体并且具有由大体矩形的横截面表征的第二悬臂梁部分的第四附接部分,所述第二悬臂梁部分限定悬垂于所述第二悬臂梁部分的凸形第二接触点。所述第二接触点被构造成接触所述第二插头端子的第二连接部分。所述第一插座端子和第二插座端子可以形成关于所述纵向轴线两侧对称的第二镜像端子对。当所述插头连接器连接到所述插座连接器时,所述第一连接部分的主要宽度可以大致垂直于所述第一悬臂梁部分的主要宽度,并且所述第二连接部分的主要宽度可以大致垂直于所述第二悬臂梁部分的主要宽度。
在阅读仅通过非限制性示例并参考附图给出的本发明优选实施例的以下详细描述后,本发明的进一步特征和优点将更清楚地显而易见。
附图说明
现在将参考附图通过举例来描述本发明,在附图中:
图1是根据一个实施例的屏蔽线缆的透视剖视图;
图2是根据一个实施例的图1的线缆的横截面视图;
图3是示出几种高速数字传输标准从10-90%的信号上升测量的信号上升时间和期望电缆阻抗的图表;
图4是示出根据一个实施例的图1和图2的线缆的各种性能特性的图表;
图5是根据一个实施例的图1和图2的线缆的差分***损耗与信号频率的曲线图;
图6是根据一个实施例的线缆组件的分解透视图;
图7是根据一个实施例的图6的线缆组件的电连接***的透视图;
图8是根据一个实施例的图7的电连接***的分解透视图;
图9是根据一个实施例的图7的电连接***的俯视平面图;
图10A是根据一个实施例的图7的电连接***的插头连接器的横截面端视图;
图10B是根据一个实施例的图7的电连接***的插座连接器的横截面端视图;
图11是根据一个实施例的图7的电连接***的横截面侧视图。
具体实施方式
本文呈现的是一种用于屏蔽线缆组件的电连接器组件,该屏蔽线缆组件能够承载速率高达5千兆位/秒(Gb/s)(50十亿位/秒)的数字信号,以支持USB 3.0和HDMI 1.4性能规范。该线缆组件包括线缆,该线缆具有一对导体(导线对),以及用于将该导线对与电磁干扰隔离并确定电缆的特性阻抗的导电片材和编织导体。该导线对被包围在介电性带材内,该介电性带材有助于在导线对和屏蔽件之间提供一致的径向距离。如果导线对被扭绞,则该带材还可有助于在该导线对之间保持一致的扭绞角度(twist angle)。导线对和屏蔽件之间的一致的径向距离以及一致的扭绞角度为线缆提供了更加一致的阻抗。该线缆组件还可包括具有连接到该导线对的一对呈镜像的插头端子的电插头连接器,和/或具有连接到该导线对的一对呈镜像的插座端子的电插座连接器,该一对呈镜像的插座端子被构造成与插头连接器的插头端子匹配。插座端子和插头端子各自具有大体矩形的横截面,并且当第一电连接器和第二电连接器匹配时,插座端子的主要宽度大致垂直于插头端子的主要宽度,并且插座端子和插头端子之间的接触点在插座端子和插头端子外部。插座连接器和插头连接器都包括纵向地围绕插座端子或插头端子并且连接到该线缆的编织导体的屏蔽件。该线缆组件还可包括绝缘的连接器本体,其包括插座端子或插头端子以及屏蔽件。
图1和图2示出了在线缆组件中使用的线缆100的非限制性示例。线缆100包括一对中心的导体,包括在下文被称为第一导体102的第一内导体以及在下文被称为第二导体104的第二内导体。第一导体102和第二导体104由具有优异导电性的导电材料形成,该导电材料例如为未镀铜或镀银铜。如本文所使用的,铜是指元素铜或铜基合金。此外,如本文所使用的,银是指元素银或银基合金。铜导体和镀银铜导体的设计、结构和来源是本领域技术人员众所周知的。第一导体102和第二导体104各自包括实心导线导体,诸如直径约0.321毫米(mm)的裸(未镀)铜导线或镀银铜导线,其大体等同于28AWG实心线。可选择地,第一导体102和第二导体104可以由规格更小的实心线形成,诸如30AWG或32AWG。线缆的可选实施例可以将绞线用于第一导体102和第二导体104。
第一导体102和第二导体104的中心对能够以捻距(lay length)L纵向地扭绞,例如每15.24毫米一次。扭绞第一导体102和第二导体104提供了降低由该中心对所承载信号的低频电磁干扰的优点。然而,发明人已经发现,令人满意的信号传输性能还可以由这样的线缆提供,在该线缆中第一导体102和第二导体104并不绕着彼此扭绞。不对第一导体102和第二导体104进行扭绞可以通过消除扭绞工艺来降提供低线缆制造成本的优点。不对第一导体102和第二导体104进行扭绞导致差分***损耗降低,但具有在车辆布线中需要特定限制的缺点,尤其是沿着电缆延伸长度的非均匀弯曲。
第一导体102和第二导体104中的每个被包覆在相应的第一介电绝缘体和第二介电绝缘体内,第一介电绝缘体和第二介电绝缘体在下文被称为第一绝缘体108和第二绝缘体110。第一绝缘体108和第二绝缘体110被结合在一起。除了在电缆末端处为了端接(terminate)线缆100而被移除的部分之外,第一绝缘体108和第二绝缘体110在线缆100的整个长度上延伸。第一绝缘体108和第二绝缘体110由柔性介电材料形成,诸如聚丙烯。第一绝缘体108和第二绝缘体110可被表征为具有约0.85毫米的厚度。
将第一绝缘体108结合到第二绝缘体110有助于在第一导体102和第二导体104之间保持一致的间隔S。用结合的绝缘体制造一对导体所需的方法是本领域技术人员众所周知的。
除了在电缆末端处为了端接线缆100而被移除的部分之外,第一导体102和第二导体104以及第一绝缘体108和第二绝缘体110被完全地包覆在第三介电绝缘体内,第三介电绝缘体在下文被称为带材112。第一绝缘体108和第二绝缘体110以及带材112一起形成介电结构113。
带材112由柔性介电材料形成,诸如聚乙烯。如图2所示,该带材可被表征为具有2.22毫米的直径D。诸如滑石基粉末的脱模剂114可被施加到结合的第一绝缘体108和第二绝缘体110的外表面,以便当第一绝缘体108和第二绝缘体110的端部被从第一导体102和第二导体104剥离而形成线缆100的端子时,促进带材112从第一绝缘体108和第二绝缘体110的移除。
除了在电缆末端处为了端接线缆100而被移除的部分之外,带材112被完全地包覆在导电片材内,该导电片材在下文被称为内屏蔽件116。内屏蔽件116呈绕着带材112的单层纵向地缠绕,使得其形成大体平行于该对中心的第一导体102和第二导体104延伸的单条接缝118。内屏蔽件116没有绕着带材112盘旋地缠绕或者螺旋地缠绕。内屏蔽件116的接缝边缘可以交迭,使得内屏蔽件116覆盖带材112的外表面的至少100%。内屏蔽件116由柔性导电材料形成,诸如镀铝的双轴取向PET膜。双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜通常已知为商标MYLAR,并且镀铝的双轴取向PET膜在下文中称为镀铝MYLAR膜。镀铝MYLAR膜具有被施加到仅其中一个主要表面的导电铝涂层;另一主要表面是未镀铝的,并且因此是非导电的。单侧镀铝MYLAR膜的设计、结构和来源是本领域技术人员众所周知的。内屏蔽件116的未镀铝表面与带材112的外表面接触。内屏蔽件116可被表征为具有小于或等于0.04毫米的厚度。
带材112具有保持传输线特性以及在第一导体102和第二导体104与内屏蔽件116之间提供一致的径向距离的优点。带材112进一步提供在第一导体102和第二导体104之间保持扭绞捻距一致的优点。现有技术中发现的屏蔽双绞线通常仅以空气作为双绞线和屏蔽件之间的电介质。第一导体102和第二导体104与内屏蔽件116之间的距离以及第一导体102和第二导体104的有效扭绞捻距都影响线缆阻抗。因此,在第一导体102和第二导体104与内屏蔽件116之间具有更加一致的径向距离的线缆提供了更加一致的阻抗。第一导体102和第二导体104的一致扭绞捻距还提供了受控的阻抗。
可选择地,可以设想到一种线缆,其集成包围第一绝缘体和第二绝缘体的单个介电结构,以在第一绝缘体和第二绝缘体之间保持一致的侧向距离并且在第一绝缘体和第二绝缘体与内屏蔽件之间保持一致的径向距离。该介电结构还可以保持该第一导体和第二导体的扭绞捻距一致。
如图1和图2所示,线缆100额外地包括接地导体,该接地导体在下文被称为排扰线120,其布置在内屏蔽件116外侧。排扰线120大体平行于第一导体102和第二导体104延伸,并且与内屏蔽件116的镀铝外表面紧密接触或者与其至少电连通。排扰线120包括横截面约为0.321平方毫米的实心导线导体,诸如未镀铜导体、镀锡铜导体或镀银铜导体,其大体等同于28AWG实心线。可选择地,排扰线120可以由规格更小的实心线形成,诸如30AWG或32AWG。线缆的可选实施例可以将绞线用于排扰线120。铜导体和镀锡铜导体的设计、结构和来源是本领域技术人员众所周知的。
如图1和图2所示,线缆100进一步包括编织线导体,该编织线导体在下文被称为外屏蔽件124,除了在电缆末端处为了端接线缆100而被移除的部分之外,外屏蔽件124包覆内屏蔽件116和排扰线120。外屏蔽件124由多个机织导体形成,诸如铜或镀锡铜。如本文所使用的,锡是指元素锡或锡基合金。用于提供这种外屏蔽件的编织导体的设计、结构和来源是本领域技术人员众所周知的。外屏蔽件124与内屏蔽件116和排扰线120紧密接触或者与其至少电连通。形成外屏蔽件124的导线可以与内屏蔽件116的外表面的至少65%接触。外屏蔽件124可被表征为具有小于或等于0.30毫米的厚度。
图1和图2所示的线缆100进一步包括外部介电绝缘体,其在下文被称为护套126。除了在电缆末端处为了端接线缆100而被移除的部分之外,护套126包覆外屏蔽件124。护套126形成给线缆100提供电绝缘和环境保护的外绝缘层。护套126由柔性介电材料形成,诸如聚氯乙烯(PVC)。护套126可被表征为具有约0.2毫米的厚度。
线缆100被构造成使得内屏蔽件116紧贴带材112、外屏蔽件124紧贴排扰线120和内屏蔽件116并且护套126紧贴外屏蔽件124,以使得在这些元件之间的气隙的形成被最小化或压缩。这为线缆100提供了受控的磁导率。
线缆100可被表征为具有95欧姆的差分阻抗。
图3示出了USB 3.0和HDMI 1.4性能规范对于信号上升时间(单位为皮秒(ps))和差分阻抗(单位为欧姆(Ω))的要求。图3还示出了能够同时满足USB 3.0和HDMI 1.4标准的线缆的综合要求。预期到该线缆满足图3所示的USB 3.0和HDMI 1.4信号上升时间和差分阻抗的组合要求。
图4示出了线缆100在0到7500MHz(7.5GHz)的信号频率范围上的预期差分阻抗。
图5示出了长度为7米的线缆100在0到7500MHz(7.5GHz)的信号频率范围上的预期***损耗。
因此,如图4和图5所示,长度高达7米的线缆100预期能够以高达5千兆位每秒的速度传输非归零(NRZ)数字数据,***损耗小于20dB。
如图6的非限制性示例所示,线缆组件包括电连接器组件。该连接器组件包括插座连接器128以及被构造成如图7所示地接收该插座连接器128的插头连接器130。
如图8所示,插座连接器128包括两个端子,连接到线缆100的第一内导体102的第一插座端子132,以及连接到线缆100的第二内导体(由于附图透视而未示出)的第二插座端子134。第一插座端子132包括第一悬臂梁部分136,其具有大体矩形的横截面并且限定靠近第一悬臂梁部分136的自由端悬垂于第一悬臂梁部分136的凸形第一接触点138。第二插座端子134也包括类似的第二悬臂梁部分140,其具有大体矩形的横截面并且限定靠近第二悬臂梁部分140的自由端悬垂于第二悬臂梁部分140的凸形第二接触点142。如图9最佳地示出,第一插座端子132和第二插座端子134各自包括附接部分144,其被构造成接收线缆100的内导体的端部并提供用于将第一内导体102和第二内导体104附接到第一插座端子132和第二插座端子134的表面。该附接部分144被构造成在第一内导体102和第二内导体104之间保持一致的间隔S。为了提供改进的电磁屏蔽,屏蔽电缆100的外屏蔽件124靠近附接部分144延伸。插座端子保持器148局部地包围第一插座端子132和第二插座端子134。插座端子保持器148保持第一插座端子132和第二插座端子134之间的空间关系,以在第一内导体102和第二内导体104之间保持一致的间隔S。第一插座端子132和第二插座端子134形成关于纵向轴线X两侧对称并且大致平行于纵向轴线X且彼此平行的镜像端子对。在所示的实施例中,第一悬臂梁部分136和第二悬臂梁部分140之间的距离为中心到中心2.85毫米。线缆100的第一内导体102和第二内导体104使用超声波焊接工艺被附接到第一插座端子132和第二插座端子134的附接部分144。
再次参考图8,插头连接器130包括两个端子,连接到线缆100的第一内导体102的第一插头端子160,以及连接到线缆100的第二内导体104的第二插头端子162。如图9最佳地示出,第一插头端子160包括具有大体矩形横截面的第一细长平坦部分164。第二插头端子162也包括类似的第二细长平坦部分166。插头端子160、162的平坦部分被构造成接收第一插座端子132和第二插座端子134的第一接触点138和第二接触点142并与之接触。平坦部分的自由端具有斜面形状,以使得当插头连接器130和插座连接器128配合时,配合的第一插座端子132和第二插座端子134滑上并越过第一平坦部分164和第二平坦部分166的自由端。第一插头端子160和第二插头端子162各自包括与第一插座端子132和第二插座端子134的附接部分144类似的附接部分144,其被构造成接收第一内导体102和第二内导体104的端部并提供用于将第一内导体102和第二内导体104附接到第一插头端子160和第二插头端子162的表面。附接部分144被构造成在第一内导体102和第二内导体104之间保持一致的间隔。为了提供改进的电磁屏蔽,屏蔽电缆100的外屏蔽件124靠近附接部分144延伸。插头端子保持器170局部地包围第一插头端子160和第二插头端子162。该插头端子保持器170保持第一插头端子160和第二插头端子162之间的空间关系,以在第一内导体102和第二内导体104之间保持一致的间隔S。第一插头端子160和第二插头端子162形成关于纵向轴线X两侧对称并且大致平行于纵向轴线X且彼此平行的镜像端子对。在所示的实施例中,第一平坦部分和第二平坦部分之间的距离为中心到中心2.85毫米。发明人已经通过计算机模拟获得的数据观察到,镜像平行的插座端子132、134和插头端子160、162对电缆组件的诸如阻抗和***损耗的高速电气特性具有强烈的影响。线缆100的第一内导体102和第二内导体104使用超声波焊接工艺被附接到第一插头端子160和第二插头端子162的附接部分144。
如图8所示,第一插头端子160和第二插头端子162以及第一插座端子132和第二插座端子134被定向在插头连接器130和插座连接器128中,使得当插头连接器130和插座连接器128匹配时,第一插座端子132和第二插座端子134的主要宽度大致垂直于第一插头端子160和第二插头端子162的主要宽度。如本文所使用的,大致垂直意味着这些主要宽度为绝对垂直±15°。发明人已经观察到,在第一插头端子160和第二插头端子162与第一插座端子132和第二插座端子134之间的这种定向对于***损耗具有强烈的影响。同样,当插头连接器130和插座连接器128配合时,第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162交迭。插头连接器130和插座连接器128被构造成使得仅第一插座端子132和第二插座端子134的第一接触点138和第二接触点142接触第一插头端子160和第二插头端子162的平面叶片部分,并且在第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162之间限定的接触面积小于第一插座端子132和第二插座端子134与第一插头端子160和第二插头端子162之间交迭的面积。因此,有时被称为擦拭距离(wipedistance)的接触面积由第一接触点138和第二接触点142的面积确定,而非由端子之间的交迭确定。因此,插座端子132、134和插头端子160、162提供以下优点:只要第一插座端子132和第二插座端子134的第一接触点138和第二接触点142与第一插头端子160和第二插头端子162完全接合,插座端子132、134和插头端子160、162提供一致的接触面积。由于插头端子和插座端子都是镜像对,因此在第一插座端子132与第一插头端子160之间的第一接触面积与在第二插座端子134与第二插头端子162之间的第二接触面积大致相等。如本文所使用的,大致相等意味着该第一接触面积和该第二接触面积之间的接触面积差小于0.1平方毫米。发明人通过计算机模拟获得的数据观察到,插头端子和插座端子之间的接触面积以及第一接触面积和第二接触面积之间的差对于线缆组件的***损耗具有强烈的影响。
当插头连接器130配合到插座连接器128时,第一插头端子160和第二插头端子162没有被接收在第一插座端子132和第二插座端子134内,因此,第一接触面积在第一插头端子160的外部上,并且第二接触面积在第二插头端子162的外部上。
第一插座端子132和第二插座端子134以及第一插头端子160和第二插头端子162可以由铜基材料的片材形成。可以使用铜/镍/银基镀层对第一悬臂梁部分136和第二悬臂梁部分140以及第一平坦部分164和第二平坦部分166选择性地电镀。端子可以被镀覆到5皮(skin)厚。第一插座端子132和第二插座端子134以及第一插头端子160和第二插头端子162被构造成使得插座连接器128和插头连接器130具有约0.4牛顿(45克)的低***法向力。低法向力提供了在连接/断开周期期间减少电镀磨损的优点。
如图8所示,插头连接器130包括插头屏蔽件172,其被附接到线缆100的外屏蔽件124。该插头屏蔽件172与第一插头端子160和第二插头端子162以及插头端子保持器170隔开并纵向地围绕第一插头端子160和第二插头端子162以及插头端子保持器170。插座连接器128还包括被附接到线缆100的外屏蔽件124的插座屏蔽件174,该插座屏蔽件174与第一插座端子132和第二插座端子134、插座端子保持器148以及插座端子盖152隔开,并且纵向地围绕第一插座端子132和第二插座端子134、插座端子保持器148以及插座端子盖152。插座屏蔽件174和插头屏蔽件172被构造成彼此滑动地接触,并且在配合时在所附接的线缆100的外屏蔽件124之间提供电连续性以及给插头连接器130和插座连接器128提供电磁屏蔽。
如图8所示,插头屏蔽件172由两个部件制成:下插头屏蔽件172A和上插头屏蔽件172B。下插头屏蔽件172A包括两对压接翼部:邻近下插头屏蔽件172A的附接部分的屏蔽压接翼部176,该屏蔽压接翼部176被构造成接收线缆100的外屏蔽件124的暴露端,以及护套压接翼部178。屏蔽压接翼部176是交错布置的旁通型压接翼部并且被构造成当屏蔽压接翼部176压接到线缆110时围绕线缆100的外屏蔽件124的暴露端。为了减小插头屏蔽件172的有效电气长度,屏蔽压接翼部176的极限端(即,末端)被布置在外屏蔽件124的极限端(即,末端)上。屏蔽压接翼部176的末端在第一导体102和第二导体104到插头端子160、162的附接部分144的附接的1.0到1.5毫米内。由于线缆100的排扰线120被夹置在线缆110的外屏蔽件124和内屏蔽件116之间,因此当下插头屏蔽件172A压接到外屏蔽件124时,排扰线120电联接到下插头屏蔽件172A。
护套压接翼部178同样是交错布置的旁通型翼部并且被构造成当下插头屏蔽件172A压接到线缆110时围绕线缆100的护套126。
如图10A所示,上插头屏蔽件172B包括彼此相对定位的一对柔性凸片146,其被定位以直接地接触屏蔽压接翼部176并向该屏蔽压接翼部176施加压紧力。与当上插头屏蔽件172B仅通过下插头屏蔽件172A连接到外屏蔽件124时所提供的电接触相比,这些柔性凸片146在上插头屏蔽件172B与外屏蔽件124之间提供了改进的电接触。
再次参考图8,插座屏蔽件174类似地由两个部件制成,下插座屏蔽件174A和上插座屏蔽件174B。下插座屏蔽件174A包括两对压接翼部:邻近下插座屏蔽件174A的附接部分的屏蔽压接翼部176,该屏蔽压接翼部176被构造成接收线缆100的外屏蔽件124的暴露端,以及护套压接翼部178。屏蔽压接翼部176是交错布置的旁通型压接翼部并且被构造成当屏蔽压接翼部176压接到线缆110时围绕线缆100的外屏蔽件124的暴露端。为了减小插座屏蔽件174的有效电气长度,屏蔽压接翼部176的极限端(即,末端)被布置在外屏蔽件124的极限端(即,末端)上。屏蔽压接翼部176的末端在第一导体102和第二导体104到插座端子132、134的附接部分144的附接的1.0到1.5毫米内。由于线缆100的排扰线120被夹置在线缆110的外屏蔽件124和内屏蔽件116之间,当下插座屏蔽件174A压接到外屏蔽件124时,排扰线120电联接到下插座屏蔽件174A。
绝缘压接翼部同样是交错布置的旁通型翼部并且被构造成当下插座屏蔽件174A压接到线缆100时围绕线缆100的护套126。
如图10B所示,上插座屏蔽件174B类似地包括彼此相对定位的一对柔性凸片146,其被定位以直接地接触屏蔽压接翼部176并向该屏蔽压接翼部176施加压紧力。与当上插座屏蔽件174B仅通过下插座屏蔽件174A连接到外屏蔽件124时所提供的电接触相比,这些柔性凸片146在上插座屏蔽件174B与外屏蔽件124之间提供了改进的电接触。
虽然所示示例的插头屏蔽件172的外部被构造成可滑动地接合插座屏蔽件174的内部,但是可以设想可选择的实施例,其中插座屏蔽件174的外部可滑动地接合插头屏蔽件172的内部。
插座屏蔽件174和插头屏蔽件172可以由铜基材料的片材制成。插座屏蔽件174和插头屏蔽件172可以使用铜/镍/银或锡基镀层电镀。第一和上插座屏蔽件174A、174B以及第一和上插头屏蔽件172A、172B可通过本领域技术人员熟知的冲压工艺形成。
虽然本文所示出的插头连接器130和插座连接器128的示例被连接到线缆,但是可以设想连接到电路板上的导电迹线的插头连接器和插座连接器的其它实施例。
为了满足在汽车环境中应用的要求,诸如抗振动和断开性,线缆组件可进一步包括如图6所示的插座连接器本体190和插头连接器本体192。插座连接器本体190和插头连接器本体192由诸如聚酯材料的介电材料形成。
因此,提供了一种连接器组件。该连接器组件适于端接线缆100,并且能够以3.5Gb/s或更高的数据速率传输数字数据信号,而无需调制或编码。由于通过将屏蔽压接翼部176紧密接近端子的附接部分144定位而提供的插头屏蔽件172和插座屏蔽件174的降低的有效长度,因此连接器组件提供了插头端子160、162和插座端子132、134的改进的电磁屏蔽的优点。连接器组件还提供了在上插头屏蔽件172B和上插座屏蔽件174B与线缆100的外屏蔽件124之间改进的电连接的优点。
虽然已经根据本发明的优选实施例描述了本发明,但并不旨在如此地限制,相反这仅被限制到以下权利要求中所阐述的范围。例如,以上描述的实施例(和/或其方面)可彼此结合地使用。此外,在不偏离本发明范围的情况下,可以进行许多修改以使特定情况或材料适配本发明的教导。本文所述的尺寸、材料类型、多种部件的定向、以及多种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数,并且绝不限制而仅仅是原型实施例。
在回顾以上描述后,在权利要求的精神和范围内的许多其它实施例和修改将对本领域技术人员显而易见。因此,应当参考以下权利要求以及这些权利要求所享有的等同方案的全部范围来确定本发明的范围。
在以下权利要求中,术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的纯英语等同方案。此外,术语第一、第二等的使用并不表示重要性的任何顺序,相反术语第一、第二等用于区分一个元件和另一元件。此外,术语一个(a)、一个(an)等的使用并不表示数量的限制,相反表示至少一个参考项目的存在。此外,诸如上、下等方向性术语并不表示任何特定方向,相反术语上、下等用于区分一个元件与另一元件,并且在多种元件之间建立位置关系。
此外,以下权利要求的限制并不以装置加功能的格式书写,并且不旨在基于35USC§112(f)进行解释,除非并且直到这些权利要求限制明确地使用其后紧跟缺乏进一步结构的功能语句的短语“用于…的装置”。
Claims (8)
1.一种电连接***,包括:
第一屏蔽线缆,所述第一屏蔽线缆具有由第一屏蔽导体围绕的第一电导体和第二电导体,所述第一屏蔽导体由第一绝缘护套围绕;
第二屏蔽线缆,所述第二屏蔽线缆具有由第二屏蔽导体围绕的第三电导体和第四电导体,所述第二屏蔽导体由第二绝缘护套围绕;
具有第一插头端子(160)和第二插头端子(162)的插头连接器(130);
被构造成与所述插头连接器(130)配合的插座连接器(128),所述插座连接器具有被构造成分别接收所述第一插头端子(160)和所述第二插头端子(162)的第一插座端子(132)和第二插座端子(134);
纵向地围绕所述插头连接器(130)并且与所述第一插头端子(160)和所述第二插头端子(162)电绝缘的插头屏蔽件(172),所述插头屏蔽件(172)具有上插头屏蔽件(172B)和下插头屏蔽件(172A),其中,所述下插头屏蔽件(172A)通过第一对屏蔽压接翼部附接到所述第一屏蔽导体,所述第一对屏蔽压接翼部的末端与所述第一屏蔽导体的末端并置,从而减小所述插头屏蔽件(172)的有效电气长度;以及
纵向地围绕所述插座连接器(128)并且与所述第一插座端子(132)和所述第二插座端子(134)电绝缘的插座屏蔽件(174),所述插座屏蔽件(174)具有上插座屏蔽件(174B)和下插座屏蔽件(174A),其中,所述下插座屏蔽件(174A)通过第二对屏蔽压接翼部附接到所述第二屏蔽导体,所述第二对屏蔽压接翼部的末端与所述第二屏蔽导体的末端并置,从而减小所述插座屏蔽件(174)的有效电气长度。
2.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述第一对屏蔽压接翼部的末端在距所述第一电导体和所述第二电导体附接到所述第一插头端子(160)和所述第二插头端子(162)的第一附接点和第二附接点1.0到1.5毫米的范围内,所述第二对屏蔽压接翼部的末端在距所述第三电导体和所述第四电导体附接到所述第一插座端子(132)和所述第二插座端子(134)的第三附接点和第四附接点1.0到1.5毫米的范围内。
3.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述下插头屏蔽件(172A)通过第一对护套压接翼部附接到所述第一绝缘护套,并且所述下插头屏蔽件(172A)通过位于所述第一对屏蔽压接翼部和所述第一对护套压接翼部中间的第一屏蔽附接特征附接到所述上插头屏蔽件(172B),所述下插座屏蔽件(174A)通过第二对护套压接翼部附接到所述第二绝缘护套,并且所述下插座屏蔽件(174A)通过位于所述第二对屏蔽压接翼部和所述第二对护套压接翼部中间的第二屏蔽附接特征附接到所述上插座屏蔽件(174B)。
4.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述上插头屏蔽件(172B)限定第一凸片,所述第一凸片与所述下插头屏蔽件(172A)的第一对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触,所述上插座屏蔽件(174B)限定第二凸片,所述第二凸片与所述下插座屏蔽件(174A)的第二对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触。
5.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述上插头屏蔽件(172B)限定相对的第一对凸片,所述第一对凸片与所述下插头屏蔽件(172A)的第一对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触,所述上插座屏蔽件(174B)限定相对的第二对凸片,所述第二对凸片与所述下插座屏蔽件(174A)的第二对屏蔽压接翼部处于直接压紧接触。
6.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述插头屏蔽件(172)被构造成可滑动地接合所述插座屏蔽件(174)的内部。
7.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述第一对屏蔽压接翼部的末端与所述第一屏蔽导体的末端大致齐平,所述第二对屏蔽压接翼部的末端与所述第二屏蔽导体的末端大致齐平。
8.根据权利要求1所述的电连接***,其特征在于,所述第一插头端子(160)包括由大体矩形的横截面表征的平坦第一连接部分以及附接到所述第一电导体的第一附接部分,所述第二插头端子(162)包括由大体矩形的横截面表征的平坦第二连接部分以及附接到所述第二电导体的第二附接部分,所述第一插头端子(160)和所述第二插头端子(162)形成关于纵向轴线两侧对称的第一镜像端子对;所述第一插座端子(132)包括附接到所述第三电导体的第三附接部分以及由大体矩形的横截面表征的第一悬臂梁部分(136),所述第一悬臂梁部分(136)限定从所述第一悬臂梁部分(136)悬出的凸形第一接触点(138),所述第一接触点被构造成接触所述第一插头端子(160)的第一连接部分,所述第二插座端子(134)包括附接到所述第四电导体并且具有由大体矩形的横截面表征的第二悬臂梁部分(140)的第四附接部分,所述第二悬臂梁部分(140)限定悬垂于所述第二悬臂梁部分(140)的凸形第二接触点(142),所述第二接触点被构造成接触所述第二插头端子(162)的第二连接部分,所述第一插座端子(132)和所述第二插座端子(134)形成关于所述纵向轴线两侧对称的第二镜像端子对,当所述插头连接器(130)连接到所述插座连接器(128)时,所述第一连接部分的主要宽度大致垂直于所述第一悬臂梁部分(136)的主要宽度,并且所述第二连接部分的主要宽度大致垂直于所述第二悬臂梁部分(140)的主要宽度。
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