CN110998990B - 一种具有高屏蔽效率的电磁干扰笼罩和边框夹的收发器插座 - Google Patents

Abstract

一种插座，包括：笼罩、在所述笼罩中的边框开口，以及邻近所述边框开口安装的至少一个边框夹。所述至少一个边框夹包括第一边框指状件和第二边框指状件。所述第一边框指状件沿所述笼罩的内表面设置。所述第二边框指状件包括沿所述笼罩的外表面设置的外指状件和沿所述笼罩的内表面设置的内指状件。所述第二边框指状件的所述内指状件和所述外指状件由穿设于所述笼罩中的通孔的所述第二边框指状件界定。

Description

一种具有高屏蔽效率的电磁干扰笼罩和边框夹的收发器插座

发明背景

1.发明的领域

本发明涉及收发器组件。更具体地，本发明涉及在收发器组件中容纳收发器的收发器插座的笼罩的屏蔽。

2.相关技术说明

电连接器用于允许诸如基板或印刷电路板(PCB)的电子设备彼此通信。电连接器还用于沿电子设备之间的路径将缆线连接至其他缆线或基板。连接器可以被认为具有两个部分，连接至第一电子设备或第一缆线的第一部分以及连接至第二电子设备或第二缆线的第二部分，以被设置为与该第一设备或该第一缆线通信。为了连接该两部电子设备或缆线，该连接器的第一部分和第二部分对接在一起。

连接器可以包括在该第一部分中的一组接触件和在该第二部分中的将与该第一部分的接触件连接的第二组接触件。这可以通过为公连接器和母连接器提供相应的接触件组即可实现，当公连接器和母连接器对接时，该接触件组被接合。此外，该公连接器和该母连接器可以彼此连接和断开，以分别电连接和断开它们所连接的电子设备。

因此，该第一连接器部分和第二连接器部分通过其接触件连接至电子设备或缆线。该接触件通常永久性地连接至该电子设备或缆线。例如，该第一连接器部分可以连接至缆线，并且该第二连接器部分可以连接至基板。该第一连接器部分可以连接至该第二连接器部分，以允许信号往返于该基板上的和/或在该基板内的设备间传输。该第二连接器部分通过在该基板中蚀刻的电迹线连接至该基板上的和/或在该基板内的设备。

已经提出并实行了用于传输高频信号的电连接器的各种标准和规范。一个示例是四通道小型可插拔(Quad Small Form-factor Pluggable,QSFP)，其通常用于数据通信***中的紧密型可热插拔收发器的规范。QSFP收发器插座可以容纳电收发器和光收发器。近来，已经提出了对QSFP的修改，称为四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)，以在收发器电路板上包括另一行接触件，以增加带宽。

然而，尽管通常在诸如QSFP收发器插座的收发器插座中通常包括屏蔽，但是对于包括诸如上述电连接器的设备，电磁干扰(EMI)仍然是一个关注的问题。

例如，在包括QSFP收发器插座的设备中，在该设备中提供了物理开口，其降低了该设备的总屏蔽效率，并使得来自外部设备的电磁干扰影响该设备的运行，并且使得来自该设备的电磁干扰影响外部设备的运行。此外，当该收发器插座空置时以及当收发器***该收发器插座时，都会发生从设备发射的电磁干扰和从该设备发射的电磁干扰。

图10是已知收发器插座200的边框夹201的局部立体图。如图10所示，边框夹201包括内指状件和外指状件202、203。边框夹201附接至已知收发器插座200的边框开口205附近。此外，外指状件203仅位于已知收发器插座200的笼罩204的外表面上，并且不穿设于或接触笼罩204中的通孔。另外，如图10所示，内指状件202位于已知收发器插座200的笼罩204的内表面上，并且延伸到笼罩204中一段距离，该距离等于或近似等于外指状件203沿笼罩204外表面延伸的距离。内指状件202不配备延伸超出已知收发器插座200的边框开口205的接地连接。最后，已知收发器200的笼罩204还包括位于边框开口205附近的大切口。根据图10所示的已知收发器插座200的部件的上述设计和布置，其具有较低的屏蔽效率。

图11示出***已知收发器插座200中的收发器210。附接至笼罩204的边框夹201允许收发器210中产生的电磁干扰传输至该设备的外部(至图11的左侧)。如图11所示，收发器210内产生的电磁干扰通过电路径#1从内指状件202引导至该设备的外部，至外指状件203的凸起表面与机架底盘101之间的接地连接。

图12A和12B示出已知收发器插座200的已知边框夹201中的开孔206。如图12A所示，开孔206由已知收发器插座200的边框夹201的指状件202、203之间的空间形成。这些开孔206是可见的视线开孔，如图12B所示，其为电磁干扰提供了从已知收发器插座200的边框开口205中逸出的路径，以及从设备100的面板开口中逸出的路径。

图12A和12B示出了当在已知收发器插座200的笼罩204的底部中配备弹簧207时，产生的弹簧孔208。如图17A和17B所示，需要弹簧孔208将收发器210牢固地配合并收容在已知收发器插座200中，例如，以支承散热器的重量。然而，配置在已知收发器插座200的笼罩204的底部中的弹簧孔隙208提供了使电磁干扰通过已知收发器插座200的边框开口205逸出的路径。此外，例如，如果收发器210意外地***已知收发器插座200的距离过大，在移除收发器210时会损坏弹簧207，那么收发器210可能回卡在已知收发器插座200的某个弹簧207的上面。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种具有显著改善电磁干扰性能的收发器插座。

根据本发明的优选实施例的插座包括笼罩、该笼罩中的边框开口，以及邻近边框开口安装的至少一个边框夹。该至少一个边框夹包括第一边框指状件和第二边框指状件。该第一边框指状件沿该笼罩的内表面设置。该第二边框指状件包括沿该笼罩的外表面设置的外指状件和沿该笼罩的内表面设置的内指状件。该第二边框指状件的内指状件和外指状件由穿设于该笼罩中的通孔的该第二边框指状件界定。

该第二边框指状件的内指状件优选地延伸至该笼罩的内部的距离比所述第一边框指状件沿所述笼罩的外部延伸的距离远。优选地，当该插座安装在具有屏蔽外壳的电子设备中时，并且当收发器***该插座时，该第二边框指状件的内指状件在该收发器和该屏蔽外壳之间提供接地路径，该屏蔽外壳完全位于该电子设备内。在收发器的***方向上，该第一边框指状件中的开孔优选地不与该第二边框指状件的内部部分中的开孔重叠。优选地，在该笼罩的底部上没有弹簧孔。当收发器***该插座时，该第一边框指状件和该第二边框指状件的内指状件中的每一个优选地接触该收发器。

根据本发明的优选实施例的电子设备包括屏蔽外壳、安装在该电子设备中的根据本发明的各种优选实施例中的一个的插座，以及***该插座的收发器。该第二边框指状件的内指状件在该收发器和完全位于该电子设备内的该屏蔽外壳之间提供接地路径。

根据本发明的优选实施例的插座包括笼罩和具有第一内指状件和第二内指状件的边框夹。该第二内指状件与该笼罩的边框开口间隔开，与第一内指状件间隔开，并且仅物理地接触该插座的对接连接器的导电外表面。

根据本发明的优选实施例的插座包括收发器笼罩，该收发器笼罩包括没有弹簧且没有与弹簧相关的孔的底壁。

根据本发明的优选实施例的用于连接器笼罩的边框夹包括外指状件，该外指状件物理地接触包括该连接器笼罩的设备的面板，以及第一内指状件，该第一内指状件物理地接触该连接器笼罩的对接连接器的外表面，以及第二内指状件，该第二内指状件与外指状件和第一内指状件间隔开，并且仅物理地接触该对接连接器的外表面。

通过以下参考附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的上述和其他特征、要素、步骤、配置、特征和优势将更加明显。

附图简要说明

图1是根据本发明的优选实施例的设备中包括的收发器插座的布置示意图。

图2是根据本发明的优选实施例的收发器插座的立体截面图。

图3A至3C是图2所示的收发器插座的局部截面图、局部立体图和截面图。

图4是图3A至3C所示边框夹之一的立体图。

图5A和5B是安装在主机PCB或主机基板上的图2所示的收发器插座的俯视立体图和仰视图。

图6示出根据本发明的优选实施例的具有收发器插座的设备的接地路径。

图7A和7B示出根据本发明的优选实施例的边框夹。

图8A和8B示出根据本发明的优选实施例的收发器插座的笼罩的底部。

图9是通过根据本发明的优选实施例的收发器插座与已知收发器插座传送的功率的曲线图。

图10是已知收发器插座的局部立体图。

图11示出具有已知收发器插座的设备的接地路径。

图12A和12B示出已知收发器插座的边框夹。

图13A和13B示出已知收发器插座笼罩底部中的弹簧孔。

优选实施例的详细说明

现在参考图1至9详细描述本发明的优选实施例。以下描述在各个方面都是说明性的而非限制性的，并且不应以任何方式诠释为限制本发明的优选实施例的应用或用途。

图1是根据本发明的优选实施例的设备中包括的收发器插座10布设的示意图。收发器插座10包括笼罩14，该笼罩14为设备100和外部设备(图1中未示出)提供电磁干扰屏蔽。如图1所示，笼罩14接地到设备100的机架接地端101，并且收发器插座10包括边框开口15，该边框开口15收纳诸如收发器20的电部件。边框开口15提供了设备100的开口，该设备100容易受到接收和发射电磁干扰的影响。图1示出了一个示例，其中收发器插座10未与收发器20对接，并且设备100内部产生与该设备的外部(“安静环境”)屏蔽的电磁干扰(“恶劣环境”)。更具体地，如果设备100具有能够产生大量电磁干扰的高内部能级，则笼罩14优选地具有高屏蔽效率，以满足电磁兼容(EMC)适应性的标准或准则。EMC适应性可以根据例如设备100的特定应用或周围环境而变化。笼罩14的屏蔽效率取决于在设备100的内部环境和外部环境之间传送的电磁干扰功率大小。

图2是根据本发明的优选实施例的收发器插座10的立体图，例如，图1中所示的收发器插座10。如图2所示，收发器插座10包括笼罩14和边框夹31，并且还可以包括散热器21、连接器17和电磁干扰吸收器18。如图2所示，连接器17可以是，例如，诸如四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)连接器的双密度连接器(DD)。当收发器20***收发器插座10中时，连接器17提供与收发器20的电连接或光连接。

图3A和3B是图2所示的收发器插座10的边框夹31的放大立体图。边框夹31可包括内指状件33b上的突片36，突片36与笼罩14中的相应突片开孔34接合以将边框夹31固定在笼罩14上。在某些应用中，突片36可以不是必需的。内指状件33b和本文所述的其他指状件，可各自通过间隔的气隙在其各自的长度的一部分上彼此物理隔离，可仅在一端悬臂，并且可在相对端物理连接或电连接在一起。指状件包括但不限于仅具有一个相应自由端的指状件。图3C是具有突片36的边框夹31的截面图，笼罩14中具有突片开孔34。图4是边框夹31的立体图。尽管突片36和突片开孔34是将边框夹31固定在笼罩14上的一种可行方法，但是还可以通过焊接、过盈配合连接等方法来固定边框夹31。内指状件33b可与笼罩14的边框开口15间隔开，并且可与第一指状件32间隔开，以使得内指状件33b仅物理地接触电连接器或收发器20的导电外表面，而不接触设备100的面板壁。

如图3A至3C和4所示，每个边框夹31包括第一指状件32和第二指状件33。第一指状件32沿笼罩14的内表面设置，并且可以，例如，穿过或接触笼罩14中的通孔19。第二指状件33显著长于第一指状件32。另外，第二指状件33穿过笼罩14中的通孔19，并且因此包括沿笼罩14的外表面设置的外指状件33a，以及内指状件33b，与第一指状件32相同，该内指状件33b位于笼罩14的内表面上。尽管笼罩14中的通孔19可能潜在地提供电磁干扰辐射的位置，但是第二指状件33的布置为通孔19提供了电磁干扰屏蔽，第二指状件33穿设于通孔19以界定第二指状件33的内指状件33b和外指状件33a。此外，笼罩14中的突片开孔34不提供明显的电磁干扰辐射，这是由于其位于包括收发器插座10的设备中，这显著减少或消除了向设备100外部发射的电磁干扰。

优选地，如图3C、4和6所示，第一指状件32、第二指状件33的外指状件33a和第二指状件33的内指状件33b中的每一个都可以包括***表面(例如，“凸块”)，该***表面提供压配合机械连接和电连接。更具体地，外指状件33a的***表面提供了从该电磁干扰边框到包括收发器插座10的设备100的机架底盘101的机械连接和电连接。当收发器20***收发器插座10的笼罩14中时，第一指状件32和内指状件33b都接触收发器20。因此，收发器20的边框指状件触点的总数可以增加，例如，与诸如图11所示的已知插座的其他插座相比，大约增加一倍，这是由于内指状件33b提供了额外的触点。与其他插座相比，收发器20的边框指状件触点的总数的增加也使笼罩14的接地连接的串联阻抗减小了约50％或更多。一种减少不需要的电磁干扰辐射的方法可以包括，通过在边框夹31和该对接连接器或收发器之间，例如对接连接器或收发器的导电外表面，增加物理触点和电触点，来减小笼罩14、边框夹31和对接连接器或收发器之间的接地连接的串联阻抗。另一种方法可以包括，通过在笼罩14的边框夹31与对接连接器或收发器之间，例如，对接连接器或收发器的导电外表面，增加物理触点和电触点，来减少从笼罩14发出的电磁干扰辐射。

另外，内指状件33b位于包括有收发器插座10的设备100的内部，即，沿朝向笼罩14的后壁的方向，在收发器插座10的边框开口15的后部。因此，如图6所示，收发器20内产生的电磁干扰可以通过短的电路径从第二指状件33穿过笼罩14的通孔19，并被引导至外指状件33a的凸起表面与设备100的机架底盘101之间的接地连接。此外，由于接地路径由设备100内部的内指状件33b处开始，而不是在如图11所示的边框开口15内的、从设备100的外部开始，因此，当收发器插座10空置时以及当收发器插座10与收发器20对接时，根据本发明的优选实施例的收发器插座10均可以显著降低电磁干扰辐射。换言之，一种方法包括，由收发器或其他对接电连接器产生的不需要的电磁干扰场，在其到达容纳边框夹31的外指状件33a或第一指状件32的面板开口之前，就被接地。此外，当收发器插座10与收发器20对接时，第一指状件32和第二指状件33以及收发器20之间增加的触点数量显著改善了连接器17的散热，这也有助于减少电磁干扰辐射。一种方法可以包括通过增加边框夹31的第一指状件32和第二指状件33与诸如收发器20或其他对接连接器的热源之间的触点数量来从连接器17处散热。

图5A和5B是安装在主机基板110上的图2所示的收发器插座10俯视和仰视立体图。主机基板110可以是任何合适的基板，包括PCB。

与现有技术相比，图2所示的收发器插座10在大约8GHz至大约14GHz的频率范围内提供了显著改善的屏蔽性能，并且与本底噪声相比，在大约4GHz至大约14GHz的频率范围内提供了更好的屏蔽效果。

尽管图2所示的收发器插座10在非常接近本底噪声(noise floor)的大约500MHz至大约4GHz的频带和大约14GHz至大约20GHz的频带中提供性能，但是可以容易地提高在这些频带的屏蔽性能，例如，通过配备前置放大器。总体而言，图2所示的收发器插座10可以将动态范围增加约10dB，然后在实行前置放大器和自动采集时，可将其动态范围进一步扩大至约35dB至约45dB。

本发明的优选实施例的收发器插座10，更具体地，笼罩14和边框夹31，即使在该散热器被移除和更换四次之后，仍然可以提供一致的屏蔽效果。因此，根据本发明的优选实施例的收发器插座除了提供更高的屏蔽效果之外，还耐用且可靠。

图7A和7B示出了根据本发明的优选实施例的边框夹31中的开孔35。如图7A所示，由第一指状件32的指状件之间的空间或气隙形成的开孔35与由第二指状件33的内指状件33b之间的空间或气隙形成的开孔35不重叠。即，在收发器20的***方向上，由第一指状件32之间的空间所界定的开孔35与第二指状件33的内指状件33b的导电部分重叠，并且由第二指状件23的内指状件33b之间的空间所界定的开孔35在收发器20的***方向上与第一指状件32的导电部分重叠。因此，第一指状件32和内指状件33b不具备任何可见的视线开孔，如图7B所示，从而显著降低了通过收发器插座10的边框开口15产生的电磁干扰辐射。一种方法可以包括重叠开孔35与边框夹31的内指状件33b，开孔35由第一指状件32之间的空间或气隙所界定，或重叠开孔35与第一指状件32，开孔35由第二指状件33的内指状件33b之间的空间或气隙所界定，以减少不需要的电磁干扰辐射。

图8A和8B示出了根据本发明的优选实施例的收发器插座10的笼罩14的底部。如图8A和8B所示，由于第一指状件32和内指状件33b提供的触点数量增加，收发器20可以被边框夹31牢固地夹持住。因此，由于笼罩14的底部没有弹簧孔，所以根据本发明的优选实施例的笼罩14可以显著减少穿过笼罩14的底部的电磁干扰的量。此外，诸如收发器20的一部分卡在收发器插座10的一部分上的问题(例如“卡扣”)可以通过不在笼罩14中配置弹簧而显著减少或消除。而且，边框夹31可以焊接或粘附到该电磁干扰/收发器笼罩，以使得除了容纳插头连接器、对接插座连接器、电磁干扰边框指状件，或散热器所必需的那些孔之外，在该电磁干扰笼罩中没有任何多余的孔。多种方法包括在笼罩14的底壁中除去弹簧及其相关的孔，或者提供没有底部弹簧及其相关的孔的笼罩14，从而防止或显著减少从笼罩14的底壁发出的电磁干扰辐射。

图9示出了图8A和8B(“新型边框弹簧”)所示的收发器插座10传输的功率，以及图13A和13B(“现有技术边框弹簧”)所示的已知收发器插座20传输的功率的比较曲线。如图9所示，图8A和8B所示的收发器插座10的笼罩14通过边框开口15传输的功率，与图13A和13B所示的已知收发器插座200的笼罩204相比，大约减少了50％。例如，在12GHz左右时，该功率传输小于-90dB。因此，通过在笼罩204中不配备弹簧207及其相应的弹簧孔208，可以显著提高根据本发明的优选实施例的收发器插座10的总屏蔽效率。

尽管该第二指状件优选地包括延伸到该笼罩中的外指状件和内指状件，但是本发明的优选实施例不限于此。例如，该内指状件可以被改为在该通孔处或通孔附近接触该第一指状件，以在该通孔处或通孔附近终止并且不延伸到该笼罩中，以及其他类似的方式。

尽管上面已经描述了本发明的优选实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对本领域技术人员而言，多种变化和改动是显然的。因此，本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (12)

1.一种插座，包括：

笼罩；

所述笼罩中的边框开口；以及

安装在所述边框开口附近的至少一个边框夹；其中

所述至少一个边框夹包括第一边框指状件和第二边框指状件；

所述第一边框指状件沿所述笼罩的内表面设置；

所述第二边框指状件包括沿所述笼罩的外表面设置的外指状件和沿所述笼罩的内表面设置的内指状件；

所述第二边框指状件的所述内指状件和所述外指状件由穿设于所述笼罩中通孔的所述第二边框指状件界定，以及

当收发器***所述插座中时，所述第二边框指状件的所述内指状件在所述收发器和屏蔽外壳之间提供接地路径。

2.根据权利要求1所述的插座，其中：

所述第二边框指状件的所述内指状件向所述笼罩内部延伸的距离比所述第一边框指状件沿所述笼罩的所述内表面延伸的距离远。

3.根据权利要求1或2的插座，其中，当所述插座安装在具有所述屏蔽外壳的电子设备中并且当所述收发器***所述插座中时，所述收发器和所述屏蔽外壳之间的所述接地路径完全位于所述电子设备内部。

4.根据权利要求1或2的插座，其中：

在收发器的***方向上，所述第一边框指状件中的开孔不与所述第二边框指状件的内指状件中的开孔重叠。

5.根据权利要求1或2的插座，其中：

所述笼罩的底部没有弹簧且没有弹簧孔。

6.根据权利要求1或2的插座，其中，当将收发器***所述插座中时，所述第一边框指状件和所述第二边框指状件的所述内指状件中的每个接触所述收发器。

7.一种电子设备，包括：

屏蔽外壳；

安装在所述电子设备中的根据前述权利要求中任一项所述的插座；以及

***所述插座的收发器；其中

所述第二边框指状件的所述内指状件在所述收发器和所述屏蔽外壳之间提供接地路径，所述屏蔽外壳完全位于所述电子设备内部。

8.一种插座，包括：

笼罩；以及

物理地附接到所述笼罩的边框夹，并且所述边框夹包括第一内指状件和第二内指状件；其中

当对接连接器***所述插座中时，仅所述第一内指状件和所述第二内指状件物理地接触所述插座的对接连接器的导电外表面，以在所述对接连接器和屏蔽外壳之间提供接地路径，

所述第二内指状件与所述第一内指状件间隔开，并且

相比第二内指状件与所述第一内指状件的间隔，所述第二内指状件与所述笼罩的边框开口间隔开更远。

9.根据权利要求8所述的插座，其中所述笼罩包括底壁，所述底壁没有弹簧且没有与所述弹簧相关联的孔。

10.一种用于连接器笼罩的边框夹，包括：

外指状件，其与包括有所述连接器笼罩的设备的面板物理接触；

第一内指状件，所述第一内指状件与所述连接器笼罩的对接连接器的第一外表面物理接触；和

第二内指状件，所述第二内指状件与所述外指状件和所述第一内指状件在所述连接器笼罩的对接连接器的对接方向上间隔开，其中

当对接连接器***所述连接器笼罩中时，所述第二内指状件物理地接触所述对接连接器的第二外表面，以在所述对接连接器和所述面板之间提供接地路径。

11.根据权利要求10所述的边框夹，其中所述连接器笼罩包括底壁，所述底壁没有弹簧且没有与所述弹簧相关联的孔。

12.根据权利要求10或11所述的边框夹，其中所述第一外表面和所述第二外表面是所述对接连接器的相同外表面。