CN1148842C - 一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法 - Google Patents

Abstract

一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，是在高密度电连接器中呈高密度布设的端子收容通道旁侧设置金属导体，并使金属导体与电连接器的接地路径导通，且任一导电端子与其旁侧金属导体的最近距离恒小于该端子与任意相邻端子的间距。因而，当高频讯号通过端子时，该金属导体可先行吸引此高频讯号在端子周围所产生的电场与磁场，使其分布范围改变而避开对其它端子的影响，而使各端子间讯号耦合率降低至允许范围而消除串音干扰。

Description

一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法

本发明是一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，尤其涉及一种借助于在导电端子旁侧设置接地的金属导体，并控制该金属导体与导电端子间的距离而达到良好的防止串音效果的电连接器设置方法。

对于电脑及其周边电子设备而言，近年来逐渐趋向功能多样化与智能化方向发展，使得整个***中所需传输的讯号量有随之增大的趋势，然而在此情况下，电脑及相关零件的外观与体积却趋向于微型化方向发展，所以，为同时配合增加讯号传输量及各类电子元件体积微型化的双重发展，导电端子数目多而体积薄小的高密度电连接器便应运而生，并愈来愈得以广泛运用在电脑及其周边电子设备中。对应用在高频传输的高密度电连接器而言，由于其导电端子数目增多且分布密集，使两两端子相互间距离很近，因而当高频电子讯号通过时，这些相邻的导电端子间极易产生相互串音干扰的现象，致使讯号传输不稳定而影响电子设备的正常运作。所以，高密度电连接器通常会采用各种方式以防止讯号传输过程相互的串音干扰，目前常见的一种消除串音方式是在高密度电连接器中每隔一个讯号端子即安置一个接地端子，或采用“讯号端子—接地端子—讯号端子”这种在每两个讯号端子间安置一接地端子的排配方式进行端子配置。然而，采用这种方式固然可以达到较好的防止串音的效果，但由于在导电端子总数中包含半数左右的接地端子，亦即，该电连接器中只有百分的五十的导电端子可供传输讯号用，该电连接器端子传输讯号的有效使用率只有50％。从另一角度考虑，该电连接器上增加了50％毫无价值的体积，显然不符合电脑及各电子元件体积微型化的趋势，从经济角度考虑也不利于降低成本以提升产品竞争力与企业经济效益。

此外还有一种防止讯号传输时相互串音的方式是在高密度电连接器每两排导电端子之间就设置一接地的金属导体，此类结构可参阅中国台湾专利第84106427号等案。但，此现有技术显然只适用于防止讯号传输时位于该金属导体两侧的导电端子之间产生的串音干扰，而难以进一步防止位于该金属导体同侧中各相邻导电端子之间所产生的串音干扰，自然无法使高密度电连接器达到全面、良好的防止串音效果。

本发明的目的在于提供一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，以保证在高频讯号通过高密度电连接器时，其各相邻导电端子彼此之间不会出现串音干扰现象从而能保证传输的讯号稳定，并可在不增加电连接器本身体积与尺寸的条件下提高电连接器中讯号端子的排配密度，使导电端子有效传输电子讯号的使用率大为提高，或在保持讯号端子数目不变的前提下减小电连接器的体积尺寸，以进一步提高电连接器的工作效率并简化电连接器的结构及制程。

本发明的目的还在于提供一种能有效防止串音现象，保证传输讯号稳定的高密度电连接器。

本发明的目的是这样实现的：在高密度电连接器的绝缘本体中呈高密度布设的端子收容通道旁侧适当位置处设置有金属导体，并在这些端子收容通道中分别对应组装入若干个导电端子，同时使该金属导体与电连接器预设的接地路径相连接导通，或使其与特定的电源电路导通而处于带电状态。而任一导电端子与其旁侧金属导体的最近距离均小于该导电端子与任意相邻的另一端子的间距。这样，当高频电子讯号通过此高密度排配的导电端子而在其周围产生持续的电场及磁场时，由于该金属导体距离导电端子最近，因而此金属导体可先行吸引并影响分布于这些导电端子周围的电场及磁场，使其作用区域范围发生改变而避免其影响到各导电端子、尤其是相邻导电端子之间的高频电子讯号，从而使两两导电端子之间的最大讯号耦合率降低至允许范围内，达到消除串音干扰的目的。

本发明与现有技术相比较，其防止串音干扰的效果更佳，而且由于在电连接器中无需设置接地端子，使得电连接器具有更大的空间来装配传输讯号用导电端子而可将讯号端子数目提高一倍，或保持讯号端子数目不变而可将电连接器的体积尺寸减少一半，极大地提高了此类产品的使用性能与市场竞争力。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明所揭示的金属导体与端子排配关系的局部结构示意图。

图2是依图1所示的金属导体及导电端子配置方法在某一条件下进行测试所得的相邻两导电端子之间讯号耦合率(Cr)随金属导体与导电端子的距离(D)的变化关系示意图。

图3是依图1所示的金属导体及导电端子配置方法在另一条件下进行测试所得的相邻两导电端子之间讯号耦合率(Cr)随金属导体与导电端子的距离(D)的变化关系示意图。

图4是依本发明防止串音方法而实施的一种高密度电连接器的立体图。

图5是图4所示高密度电连接器的局部构造的俯视示意图。

图6是依本发明防止串音方法而实施的另一高密度电连接器的立体图。

图7是图6所示高密度电连接器的局部构造的剖视示意图。

图8是本发明所揭示的金属导体及导电端子配置方式的第三实施例的局部结构示意图。

图9是本发明所揭示的金属导体及导电端子配置方式的第四实施例的局部结构示意图。

图10是本发明所揭示的金属导体及导电端子配置方式的第五实施例的局部结构示意图。

请参阅图1所示，本发明高密度电连接器防止串音方法是在高密度电连接器的绝缘本体1上邻近导电端子2的适当位置处设置一金属片3，该金属片3可与高密度电连接器预设的接地导电路径相连通，也可导接在电压值固定的电源上而处于带电状态。因而在高密度电连接器安装至电路板之后，该金属片3处于接地状态或具固定电压值的带电状态。该金属片3的设置是以其与旁侧任一导电端子2的最近距离D均恒小于该端子与任意相邻的另一导电端子2的间距G为原则的。因而，当高频电子讯号通过导电端子2并在其周围产生电场及磁场时，由于该金属片3距离导电端子2远比相邻两端子的间距更近，因此原本分布在导电端子2周围的电场与磁场将受到该金属片3存在的影响而形成重新分布的现象，且大部分的电场与磁场会被该金属片3电性吸引，而使带电端子所形成的电场及磁场集中至金属片与该带电端子之间的区域附近，如此一来各相邻导电端子2传输讯号时两者间的最大耦合率Cr(Coupling Rate)将降低至允许范围内，从而有效消除导电端子2之间的串音干扰。

再请参阅图2及图3所示，分别是在不同条件下对本发明所揭示的高密度电连接器的配置方式进行实验检测所得金属片3到导电端子2的距离D与相邻两导电端子2之间讯号耦合率Cr的变化关系图，其中耦合率是以特定导电端子所接受非既定讯号值的讯号转移率(即反映串音干扰的程度)为值加以测量的。由图2可知，在导电端子2本身宽度W为0.3mm、长度L为10mm及传输讯号频率为1Ghz的条件下，相邻间距G为0.5mm的导电端子上的讯号耦合率Cr，明显随着金属片3与导电端子2的距离D的减小而降低，尤其当该距离D小于相邻两导电端子2的间距G时(如图中D为0.4mm)时，相邻两导电端子2之间讯号耦合率Cr降低至接近15％左右，此时已达到一般电子设备可靠操作所允许的范围。另外，如图3所示是在导电端子2本身宽度W为0.3mm、长度L为10mm且传输讯号的频率为1Ghz的条件下，相邻间距G为0.8mm的两导电端子的讯号耦合率Cr与金属片3至导电端子2的距离D之间的变化关系，其中，当距离D小于3mm以下，即D/G的比值变小时，相邻两导电端子2之间的讯号耦合率Cr急速降低，而当距离D达到0.2mm时，Cr值更降低至15％，达到了较佳防止串音干扰的效果。

通过上述实验检测可得知，当金属导体与导电端子的距离D小于相邻两导电端子的间距G时，该金属导体可有效影响导电端子的间的电场分布，从而达到良好的防止串音干扰效果。特别是在导电端子的长度L小于25.4mm、讯号频率大于100MHz且相邻两导电端子的间距G不大于1.0mm的实施条件下，采用本发明方法防止串音干扰的效果更佳。

请参阅图4所示是依本发明实施的一种高密度电连接器，其包括有绝缘本体1及若干导电端子2，其中该绝缘本体1为一纵长延伸体，其与对接电连接器对接的一侧设为对接面11，而相对另一侧面则设为接合面12以与印刷电路板(未图示)相接合，该对接面11上朝对接方向凸出设置有对接部13，该对接部13亦为纵长形延伸，且于其两侧壁面14上沿对接方向分别布设有若干个收容槽道15，且这些收容槽道15并进一步自绝缘本体1的对接面11贯穿至接合面12。另外，若干导电端子2对应收容于这些收容槽道15中，其一部分凸露于对接部13两侧壁面14外作对接用，而另一部分则从接合面12凸出以表面粘接技术焊接至电路板上。

请继续参阅图4及图5，在该对接部13上两侧壁面14之间靠近导电端子2处设置有金属片3，其与高密度电连接器预定的接地路径(未图示)相连接导通而处于接地通路状态。其中，任一导电端子2与其旁侧金属片3的最近距离D始终小于该端子与任意相邻的另一导电端子2的间距G。借此，当高频电子讯号通过时，由于金属片3与导电端子2的距离D比相邻两导电端子2的间距G小，分布在导电端子2周围空间的电场与磁场将因该金属片3的影响而改变其分布情形。如此，即可借助于该金属片3改变导电端子2附近的电磁场影响，而避开对其它端子所在位置的电磁作用以有效防止导电端子2之间的串音干扰。

又，请参阅图6所示是依本发明而实施的另一高密度电连接器，其包括有绝缘本体1′及若干导电端子2′，其中该绝缘本体1′为一纵长延伸体，其与对接电连接器对接的一侧设为对接面11′，而其相对另一侧面则设为接合面12′以与印刷电路板(未图示)相接合，该对接面11′上朝绝缘本体1′内部凹入设有对接槽13′，该对接槽13′亦沿纵长方向延伸，且于其两侧内壁14′上沿对接方向分别布设有若干个收容槽道15′，且这些收容槽道15′又进一步从绝缘本体1′的对接槽13′贯穿至接合面12′。另外，若干导电端子2′对应收容在这些收容槽道15′中，其一部分凸露于对接槽13′两侧内壁14′外作对接用，另一部分则由接合面12′凸出以表面粘接技术焊接至电路板上。

请一并参阅图6及图7，分别在绝缘本体1′对接槽13′两侧靠近导电端子2′的适当位置处设置金属片3′，使其与高密度电连接器预设的接地路径(未图示)连接导通而处于接地通路状态，并且，任一导电端子2′与其旁侧金属片3′的最近距离D均小于该端子与任意相邻的另一导电端子2′的间距G。这样，当高频电子讯号通过导电端子2′而在其周围空间产生电场与磁场时，由于金属片4′距离这些导电端子2′最近，因而存在于周围空间的电场与磁场会受到该金属片4′的影响而相对密集分布在该金属片4′与端子间的区域附近，使两两导电端子2′之间的电场与磁场强度大为减弱，而有效避免这些导电端子2′的电子讯号之间发生串音干扰现象。

在上述实施例中，借助于接地的金属片3、3′先行吸引分布于导电端子2、2′周围的电场与磁场而达到有效防止串音干扰的效果，从而可去掉现有高密度电连接器中间隔排配、用以消除串音的接地端子，使得高密度电连接器能节省出更大的配置空间来装配更多的讯号端子，提高了其利用率及工作效率。或者，还可在保持讯号端子数目不变的前提下去掉原接地端子的配置空间，使高密度电连接器的整体尺寸缩减一半，利于电子元件的微型化。

另外，再请参阅图8所示，对于具多排呈阵列式排布的导电端子的一种高密度电连接器而言，为防止相邻导电端子之间的串音干扰，可于每两排导电端子2″之间设置两个金属片3″，使这两金属片3″分别处于带电及接地的成对配置状态，且每一金属片3″与其两侧任一导电端子2″的最近距离D均小于同侧(同排)中任意两个相邻的导电端子2″的间距G，从而可有效地防止串音干扰。或者，如图9所示，可于此呈阵列式排布的导电端子2周围设置环状金属片3而将这些导电端子2一并包围其中，且任一导电端子2与其旁侧金属片4的最近距离D均小于该端子与任意相邻的另一导电端子2的间距G，这样，不但可达到有效防止串音干扰的效果，还可借助于该环形金属片4′对导电端子2产生遮蔽保护作用而有效防止外部电磁波对导电端子2的干扰。

此外另一种实施方式如图10所示，是在绝缘本体1″″内每四个两两相邻的导电端子2″″中间设置金属导体3″″，该金属导体3″″的横截面略呈星形，而这些导电端子2″″中，任一端子与金属导体3″″的最近距离D均小于该端子与其周围任意相邻的另一端子的间距G。同上述原理一样，借助于该金属导体3″″也可有效防止导电端子在传输电子讯号时发生串音干扰现象。

Claims (15)

1.一种使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，在高密度电连接器的绝缘本体中呈高密度布设的若干个端子收容槽道旁侧设置金属导体，并将若干个导电端子分别对应组装入这些端子收容槽道中，其特征在于：该金属导体与高密度电连接器预设的接地路径连接导通而处于接地状态，且任一导电端子与其旁侧金属导体的最近距离恒小于该端子与任一相邻导电端子的间距。

2.如权利要求1所述使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，其特征在于：所述金属导体为平面板片体，其设于高密度电连接器中呈阵列式排配的同一排导电端子旁侧。

3.如权利要求1所述使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，其特征在于：所述金属导体为环状板片体，其设于高密度电连接器中呈阵列式排配的若干导电端子周围而将这些导电端子一并包围于其中。

4.如权利要求1所述使高密度电连接器有效防止串音现象的方法，其特征在于：该金属导体的横截面略呈星形，且其延伸设于高密度电连接器中每四个两两相邻的导电端子中间。

5.一种高密度电连接器，包括：绝缘本体，其设有对接面及与该对接面相对的接合面，并设有从对接面贯穿至接合面的若干个端子收容槽道；若干导电端子，对应容纳于绝缘本体的端子收容槽道中用于传输高频讯号，其一部分延伸至对接面附近作对接之用，而另一部分则穿出接合面外以电性接合于电路板上；金属导体，设于导电端子旁侧适当位置处，其特征在于：该金属导体与电连接器预设的接地路径连通而处于接地状态，且该金属导体与其旁侧任一导电端子的最近距离小于该导电端子与任一相邻导电端子之间的间距。

6.如权利要求5所述的高密度电连接器，其特征在于：该绝缘本体朝对接方向一侧凸设有对接部，所述端子收容通道分别排布于该对接部两侧壁面并延伸贯穿至绝缘本体接合面。

7.如权利要求6所述的高密度电连接器，其特征在于：该金属导体包括两平面板片体，其分别设于所述对接部内靠近两侧壁面处。

8.如权利要求7所述的高密度电连接器，其特征在于：该金属导体沿导电端子长度延伸方向具有相当的宽度。

9.如权利要求5所述的高密度电连接器，其特征在于：该绝缘本体对接面上朝绝缘本体内部凹入相当深度形成对接槽，自该对接槽的两侧内壁排布有若干个贯穿至绝缘本体接合面的端子收容槽道。

10.如权利要求9所述的高密度电连接器，其特征在于：所述金属导体包括两平面板片体，其分别设于靠近该对接槽两侧内壁的端子收容槽道处。

11.如权利要求5所述的高密度电连接器，其特征在于：端子收容槽道呈多排阵列式排布而贯穿绝缘本体并对应收容若干导电端子于其中。

12.如权利要求11所述的高密度电连接器，其特征在于：该金属导体包括数个平面板片体，其对应设置于每两排端子收容槽道之间而将排与排之间的导电端子隔离。

13.如权利要求5所述的高密度电连接器，其特征在于：金属导体设置为环绕在导电端子周围的框形体而将所有导电端子一并包围其中。

14.如权利要求5所述的高密度电连接器，其特征在于：绝缘本体上设有数排呈阵列式高密度排布且贯穿绝缘本体的若干个端子收容槽道。

15.如权利要求14所述的高密度电连接器，其特征在于：该金属导体的横截面略呈星形，其设置在该电连接器上每四个两两相邻的导电端子中间，且其旁侧任一导电端子与该金属导体的最近距离均小于两两相邻导电端子之间的间距。

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