噪聲消除差分連接器和覆蓋區的製作方法

2023-05-03 23:07:06

專利名稱：噪聲消除差分連接器和覆蓋區的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有排列成差分對的觸點的電連接器。
背景技術：
目前存在多種用於差分對應用中的連接器。在差分對應用中，信號被分成兩半(每一半是另一半的反相)並且每一半通過單獨的數據線被傳送到連接器的匹配接口。電連接器的匹配接口可以具有多個觸點，並且在差分對應用中，該些觸點通常被安排成差分對。觸點差分對的信號質量會由於附近觸點的差分對產生的電磁場(EMF)引起的串擾/噪聲等而降低。電連接器的結構和配置影響電連接器的串擾狀況。電子行業已經提出了多種改進電連接器匹配接口處差分信號質量的解決方案。
一種方法涉及在連接器內部設置接地屏蔽以減少附近差分對對連接器差分對的EMF幹擾。當匹配插頭(header)和插座連接器時，在信號觸點彼此嚙合之前，接地屏蔽發生接觸。在某些連接器中，接收室的形狀與被接收的電觸點的形狀相匹配以減少它們之間的氣隙，從而降低了端子觸點的阻抗，並且因此改善了信號性能。
在連接器的配置內提供接地屏蔽和平面提供了一種減少差分對上EMF幹擾的方法。然而，增加的許多接地屏蔽增加了連接器的成本。而且，電連接器的覆蓋區(footprint)或尺寸會隨著接地觸點和屏蔽的增加而增加。此外，當數據率增加時，電連接器需要進一步降低EMF幹擾。
進一步降低高速數據連接中使用的差分對連接器中的串擾/噪聲的需求仍然存在。

發明內容
本發明提供了一種電連接器，所述電連接器包括具有配接接口的外殼。觸點被設置在所述外殼內並且被安排成差分對，每個差分對中的觸點沿著相關的差分對觸點線定位。相鄰差分對的差分對觸點線彼此不平行。


圖1是根據本發明實施例形成的電連接器的觸點圖案的頂視圖。
圖2是連接到共模差分接收器(common mode differential receiver)的圖1觸點圖案的頂視圖。
圖3是圖示了根據本發明實施例的電連接器觸點的行和列的刀形觸點圖案(blade contact pattern)的頂視圖。
圖4是根據本發明實施例形成的利用觸點接地的觸點圖案的頂視圖。
圖5是根據本發明實施例形成的觸點差分對的模塊組合的頂視圖。
圖6是包括有根據本發明實施例的觸點圖案的連接器的透視圖。
具體實施例方式
圖1圖示了根據本發明實施例形成的電連接器的觸點圖案10。觸點圖案10進行定向以減少電連接器中電鍍通孔的串擾/噪聲。觸點圖案10示出四個觸點12、14、16和18，所述四個觸點可包括在電連接器外殼的配接接口中。圖1圖示了彼此垂直布置的差分對20和差分對22。差分對20包括用來傳送差分信號「A」的觸點12和14。差分信號「A」包括「A+」組分(觸點12)和「A-」組分(觸點14)，每個組分是另一組分的反相(inverse)。同樣，差分對22包括用來傳送差分信號「B」的觸點16和18。差分信號「B」包括「B+」組分(觸點16)和「B-」組分(觸點18)，每個組分是另一組分的反相。差分對20的觸點12和14被配置為垂直於差分對22的觸點16和18。
如圖1所示，差分對20和22彼此相鄰地設置並且沿箭頭A的方向排成行。通過觸點12和14所畫的線確定了觸點線24。類似地，可以通過觸點16和18畫出另一觸點線26。觸點12和14彼此分開並且位於等分軸28的相反側。觸點16和18彼此分開並且位於等分軸30的相反側。觸點線24具有不同於觸點線26的方向。
等分軸28的取向垂直於觸點線24並且與觸點線26一致。由於觸點16和18位於觸點線26上，而所述觸點線26為觸點線24的垂直等分線，因此觸點16與觸點12和14的距離相等，同樣，觸點18與觸點12和14的距離相等。等分軸30垂直於觸點線26。差分對20和22如此配置，使得它們相應的觸點線24和26彼此垂直，並且一條觸點線(例如26)與另一條觸點線(例如24)的垂直等分線重疊。
在操作中，通過差分對20和22的差分信號形成EMF。觸點16處於觸點12產生的電磁場(EMF+)32中。觸點16還處於觸點14產生的電磁場(EMF-)34中。因為觸點12和14形成具有相等和相反(反相)信號的差分對20，並且因為觸點16與觸點12和14的距離相等，所以在觸點16處EMF 32抵消了EMF 34。觸點16處的EMF 32和EMF 34的淨效應是零。類似地，觸點18處的EMF 32和EMF 34的淨效應也是零。由於觸點12和14產生的EMF 32和34在觸點16處產生的串擾/噪聲自行抵消，而對觸點16處傳送的信號組分的淨效應是零。在圖1的實施例中，觸點12、14、16和18被圖示為銷型觸點。可選擇地，觸點的形狀可以不同於銷，例如「X」、刀形、觸點墊、十字、星形等等。
圖2圖示了連接到共模差分接收器39的圖1的觸點圖案10。在操作中，觸點16在觸點12處產生EMF 36，而在觸點14處產生EMF 38。觸點16與觸點12和14的距離相等，因此，由EMF 36造成的觸點12的耦合與由EMF38造成的觸點14的耦合相等並且同相。差分接收器39放大觸點12和14處傳送的兩個信號的差別。因為由於觸點16，觸點12處和觸點14處經受的EMF能量相等並且同相，所以信號影響也相等並且從而被差分接收器39消除。差分接收器39比較在其輸入端處接收的兩個信號，並且輸出代表它們之間差別的信號。對於差分接收器39的兩個輸入線相同的信號組分被拒絕並且不從那裡輸出。差分接收器39對差分對20的共模(相等並且同相的能量)探測去除了來自每個觸點12和14的相等和同相的信號組分，只放大了信號組分「A+」與「A-」間的差別，例如[「A+」+噪聲]-[「A-」+噪聲]＝2A。來自觸點16的串擾/噪聲在差分接收器「A」處的淨效應(EMF效應)是零。
圖3圖示了根據備選實施例形成的刀形觸點322、324、326和328的覆蓋區300。觸點324和326被配置成行302和304以及列306和308。一組四個最接近的相鄰差分對310被放大以示出差分對314、316、318和320。四個最接近的相鄰差分對310中的相鄰差分對彼此垂直地對齊。在該實例中，差分對314垂直於差分對316和320。差分對316垂直於差分對314和318。差分對318垂直於差分對316和320。差分對320垂直於差分對314和318。
圖3的觸點322-328在匹配接口處包括刀片，各刀片具有高度(縱向方向)和寬度(橫向方向)，使得高度大於寬度。差分對的刀片取向為其橫向平行於相關(相鄰)差分對觸點線(見，例如，差分對322的觸點線329)延伸。在圖3中，任何兩個相鄰的差分對(不在對角線上，而是彼此在一行或一列上)具有彼此垂直的觸點線。
在操作中，圖3示出的覆蓋區300的獨特結構依賴於差分信號的對稱特性來減少電連接器或傳輸線中的噪聲。覆蓋區300交替改變相鄰差分對的方向，使得差分對被定位在垂直於相鄰差分對的方向上。在圖3的例子中，不包括接地觸點。
圖4圖示了覆蓋區400內的四個最接近相鄰差分對的備選實施例。接地觸點402相對於覆蓋區400的四個相鄰和垂直的差分對404、406、408和410居中定位。接地觸點402居中定位在差分對404和408之間延伸的對角軸412與差分對406和410之間延伸的對角軸414的交點處。圖4示出的接地觸點402為十字形，但是可以成形為星形、銷形等等。
接地觸點402消除了沿對角軸412和414的串擾。通過接地觸點402消除了差分對404對差分對408的EMF效應和差分對408對差分對404的EMF效應。同樣，通過接地觸點402消除了差分對406對差分對410的EMF效應和差分對410對差分對406EMF效應。相鄰差分對，例如404和406、406和408、408和410以及410和404的相互垂直定向消除了相鄰差分對之間的EMF效應。
圖5圖示了根據本發明實施例形成的觸點差分對的模塊化覆蓋區500的頂視圖。圖5示出的差分對506為一對銷型觸點508和512。在觸點508和512之間圖示出了觸點線510。階梯式的輪廓線502限定了模塊化覆蓋區500的其中一個模塊組，並且順隨一行差分對的行布局的輪廓。
物理模塊(也稱為chicklet模塊)可以具有階梯式輪廓線504的輪廓形狀，該階梯式輪廓線504順隨一行差分對506的行布局。模塊501-503如此配設和確定形狀以便以互鎖的方式滑動到電連接器外殼內。在備選實施例中，各模塊501-503的形狀可以不順隨各差分對的結構形狀，而是可以為某種其它形狀，例如平滑的平面形狀。
本發明實施例應用的例子包括用於底板/子板連接器的板式連接器、夾層型連接器(mezzanine style connectors)和I/O型連接器。這種連接器的覆蓋區中存在的串擾/噪聲對於每秒2或3千兆位(Gps)的數據速率可以低至百分之一。
圖6圖示了包括多個模塊602、604、606和608的電連接器600的透視圖，其中所述模塊602、604、606和608在接口610處包括上述的觸點圖案10。以觸點圖案10排布的一排觸點刀片差分對612配合入模塊602插口的觸點圖案10中。類似地，以觸點圖案10排布的一排連接器刀片614配合入模塊604的插口中，一排連接器刀片616配合入模塊606的插口中，並且一排連接器刀片618配合入模塊608的插口中。
在一個實施例中，上述觸點布置可包括在美國專利No.6,461,202中所述類型的連接器組件中，其中美國專利No.6,461,202主題的全部內容通過參考整合在此。在另一實施例中，觸點布置可包括在美國專利No.6,682,368中所述類型的連接器組件中，其中美國專利No.6,682,368主題的全部內容通過參考整合在此。
權利要求
1.一種電連接器，包括具有配接接口的外殼，觸點設置在所述外殼中並且被配置成差分對，每個所述差分對中的所述觸點沿相關的差分對觸點線定位，其特徵在於相鄰差分對的所述差分對觸點線彼此不平行。
2.如權利要求1所述的電連接器，其中所述相鄰差分對的所述差分對觸點線彼此垂直。
3.如權利要求1所述的電連接器，其中所述觸點在所述配接接口處包括沿縱向具有高度和沿橫向具有寬度的刀片，所述高度大於所述寬度，所述刀片如此定向使得所述橫向平行於相關的差分對觸點線延伸。
4.如權利要求1所述的電連接器，其中所述觸點在所述配接接口處包括沿縱向具有高度和沿橫向具有寬度的刀片，所述高度大於所述寬度，其中相鄰差分對的所述刀片彼此垂直定向。
全文摘要
本發明公開了一種電連接器，該電連接器包括具有匹配接口的外殼。觸點(12，14，16，18)被設置在該外殼中並且被安排成差分對(20，22)，並且每個差分對中的觸點沿相關的差分對觸點線(24，26)定位。相鄰差分對的差分對觸點線彼此不平行。
文檔編號H01R13/646GK1815817SQ20051013737
公開日2006年8月9日 申請日期2005年12月2日 優先權日2004年12月2日
發明者麥可·W·福格 申請人:蒂科電子公司