本發(fā)明涉及根據(jù)獨立裝置權(quán)利要求的類型的插頭連接器和具有電路接地的部件。

本發(fā)明進一步涉及根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器、以及部件的用途。

背景技術(shù)：

公布的專利申請DE 197 27 092 A1描述一種包含屏蔽回路的屏蔽電插頭連接器。屏蔽回路被布置成若干小組，由此存在可連接至電路板的電路接地的大量電纜線路。由于特殊布置，獲得屏蔽件至電路接地的低電感連接，由此優(yōu)化在較高信號頻率下屏蔽有效性。

公布的專利申請DE 10 2008 006 340 A1描述一種具有成形屏蔽外殼的插頭連接器。第一剝離電纜區(qū)段通過端子元件(例如借助壓接)進行接觸。對應電纜區(qū)段另外經(jīng)由屏蔽件而被地軌接觸。地軌優(yōu)選地由具有低電阻抗的材料形成，以便允許控制用于屏蔽的接地電阻器。導電插頭連接器密封元件密封高頻擾動的可能漏電流路徑，并減少了在屏蔽件與電路接地之間的連接的阻抗。這樣做時，屏蔽件與電路接地或地軌之間的連接以盡可能低的阻抗水平實現(xiàn)，以便確保在高頻下的有效屏蔽。

公布的專利申請DE 42 22 452 A1描述一種屏蔽的插頭連接器。插在它們邊緣上的相對薄的接地和屏蔽觸點形成連接，所述連接接入插入的插頭連接器的導電屏蔽和接地層中，并且因此以盡可能低的阻抗形成屏蔽和接地線的穩(wěn)定的電連接。

實用新型說明書DE 93 12 470 U1涉及一種同軸插頭連接器。已知的插頭連接器提供自動地連接和斷開天線插座中的端子電阻器的機會，所述端子電阻器接著環(huán)路連接在中性導體(即，信號接觸元件)與抵靠電路接地的外部套筒之間(如果沒有互補的插頭連接器插入插頭連接器的話)。端子電阻器的值應對應于天線導線的浪涌阻抗。

在公布的專利申請DE 101 19 695 A1中，描述一種插頭連接器，其中插頭連接器的兩個插頭連接元件在每種情況下都提供有屏蔽板。屏蔽板在兩個插頭連接元件的接觸狀態(tài)下實質(zhì)上完全地堆疊起來，由此實現(xiàn)低電感而且還低歐姆的屏蔽信號路徑。

在公布的專利申請US 6 976 886 B2中，描述一種插頭連接器，其中信號引導線相對于彼此的高屏蔽效應和插頭連接器上的高屏蔽效應一起將通過信號引導和屏蔽或地電位引導接觸元件相對于彼此的特殊布置和對準來實現(xiàn)。已知的插頭連接器尤其適用于高頻信號，其中信號引導和地電位引導接觸元件的布置此外特別地預定以用于實現(xiàn)特定浪涌電阻。

在公布的專利申請DE 198 07 713 A1中，描述一種插頭連接器，所述插頭連接器包含大量接觸元件。已知的插頭連接器提供用于產(chǎn)生背板與插入卡之間的插頭連接，其中在實際示例性實施方式中，產(chǎn)生背板與插入卡或所謂的緊湊PCI系統(tǒng)之間的插頭連接。

在Meinke和Gundlach的參考書籍“Taschenbuch für Hochfrequenztechnik”(“高頻技術(shù)手冊”),Springer-Verlag 1956中，解釋了電氣技術(shù)基本術(shù)語，諸如電容、電感和浪涌阻抗。

本發(fā)明的目標在于指定一種允許通過簡單手段來高度抑制擾動信號的插頭連接器。

所述目標通過獨立裝置權(quán)利要求中指定的特征解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明首先涉及插頭連接器，所述插頭連接器具有接觸元件，所述接觸元件細分成至少一個信號接觸元件和至少一個屏蔽接觸元件。本發(fā)明進一步涉及將要接觸插頭連接器或已經(jīng)接觸插頭連接器的部件，所述部件提供電路接地。根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器、以及部件的特征為歐姆電阻器，所述歐姆電阻器將插頭連接器的屏蔽接觸元件連接至電路接地。

根據(jù)本發(fā)明的具有所述部件的插頭連接器尤其適于連接信號線，高頻信號(例如數(shù)字差分信號)經(jīng)由信號線進行廣播，其數(shù)據(jù)速率可例如在至多20千兆字節(jié)/秒的范圍內(nèi)。相應地，信號頻率的基本頻率可在至多20千兆赫的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明提供的措施、即插頭連接器的至少一個屏蔽接觸元件經(jīng)由歐姆電阻器電連接至而非直接電連接至電路接地，避免寄生振蕩。不利地影響經(jīng)由插頭連接器的信號廣播率和顯著地惡化信號質(zhì)量的此類寄生振蕩可在直接地焊接至電路接地(其提供了所述部件)的插頭連接器的設(shè)計高度在寄生振蕩的浪涌長度的一半的范圍內(nèi)時發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明提供的并且插入屏蔽接觸元件與電路接地之間的歐姆電阻器明顯用作阻尼電阻器并防止了已出現(xiàn)的此類寄生振蕩。

根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器、以及部件的有利改進和實施方式分別是獨立裝置權(quán)利要求的主題。

第一實施方式提供的是：歐姆電阻器的電阻值對應經(jīng)由插頭連接器(10)引導的信號線的浪涌電阻。已經(jīng)以實驗和計算方式確定的是：對寄生振蕩的最佳抑制通過這種電阻值計算來實現(xiàn)。根據(jù)一個實施方式，歐姆電阻器的電阻值可通常在20-100歐姆的范圍內(nèi)，其中根據(jù)特殊實施方式，歐姆電阻器的電阻值可為至少約50歐姆。

另一實施方式提供的是：在每種情況下，此類歐姆電阻器確切地分配給屏蔽接觸元件。此實施方式的減少歐姆電阻器的所需數(shù)量的替代實施方式提供的是：歐姆電阻器被分配給若干屏蔽接觸元件，其中屏蔽接觸元件在這種情況下彼此直接地電連接。

至少一個歐姆電阻器可能已經(jīng)直接布置在插頭連接器中。替代地，至少一個歐姆電阻器可分配給所述部件。純粹在原則上，也可提供歐姆電阻器的分部，其中歐姆電阻器的一個部分被布置在插頭連接器內(nèi)，并且歐姆電阻器的一個部分處于部件上。純粹在原則上，可提供歐姆電阻器的自由導線，其中歐姆電阻器既不直接布置在插頭連接器內(nèi)，也不直接處于部件上或部件中。

尤其有利的實施方式提供的是：插頭連接器由至少一個屏蔽件包圍，其中所述屏蔽件優(yōu)選地直接地連接至電接地電路。所述屏蔽件有效地防止擾動信號從插頭連接器發(fā)射，并且相應地廣泛抑制外部擾動信號耦合到插頭連接器中。至少一個屏蔽件有助于在寄生振蕩出現(xiàn)的情況下抑制寄生振蕩。

一個改進提供的是：部件是電路板。具體來說，電路板可為背板電路板，所述背板電路板提供用于接收插入卡。

另一實施方式提供的是：電路板是多層電路板，并且多層電路板中的一層至少部分地具有導電表面，所述導電表面具有電路接地的電位。電接地電路的簡單實現(xiàn)方式通過這種措施變得可能，其中接地電路的平坦設(shè)計同時提供屏蔽效應。

一個改進提供的是：提供對應于插頭連接器的插頭連接器，所述插頭連接器具有接觸元件，所述接觸元件細分成至少一個信號接觸元件和至少一個屏蔽元件。此外，提供具有第二電接地電路的第二部件。這樣做時，對應插頭連接器的對應屏蔽接觸元件經(jīng)由電阻器來連接至第二電接地電路。已經(jīng)顯而易見的是，通過提供在插頭連接器的兩側(cè)上的這種措施，實現(xiàn)了對抑制寄生振蕩的另一改進。

另一有利的實施方式也有助于此，所述實施方式提供的是：利用彼此接觸的插頭連接器，分配給插頭連接器的電路接地和分配給對應插頭連接器的第二電路接地彼此直接地電連接。優(yōu)選地經(jīng)由兩個插頭連接器內(nèi)的接觸元件產(chǎn)生電位補償。

插頭連接器和部件或?qū)孱^連接器和第二部件的優(yōu)選用途是通過形成信號接觸元件對的相鄰接觸元件來得到，其中至少一個屏蔽接觸元件被分配給信號接觸元件對。根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器、以及部件的這種用途尤其適于連接信號引導線，所述信號引導線引導差分信號。

根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器、以及部件的進一步有利的改進和實施方式從另外從屬權(quán)利要求和以下描述產(chǎn)生。

附圖說明

通過附圖更詳細地解釋示例的實施方式。

圖1示意性地示出插頭連接器的一個布局的鳥瞰圖，

圖2示出呈插在一起的狀態(tài)的與部件接觸之前的插頭連接器和對應插頭連接器，

圖3示出圖2所示布置，其中描繪與第二部件接觸之前的對應插頭連接器，

圖4示出圖2所示布置的替代示例性實施方式，以及

圖5示出圖3所示布置的替代示例性實施方式。

具體實施方式

圖1示意性地示出插頭連接器10的一個布局的鳥瞰圖，所述插頭連接器具有至少兩個接觸元件，然而優(yōu)選地具有大量接觸元件。接觸元件被劃分成至少一個信號接觸元件和至少一個屏蔽接觸元件。例如，可提供信號接觸元件12，所述信號接觸元件被布置成鄰近屏蔽接觸元件14。

在圖1所示的繪圖中，符號(諸如加號)應表示信號接觸元件12，并且陰影應表示屏蔽接觸元件14。

所示出的信號接觸元件12和相鄰屏蔽接觸元件14被提供來連接未示出的信號引導線，其中信號引導線可具有連接至信號接觸元件12的信號線和連接至屏蔽接觸元件14的屏蔽線。

插頭連接器10可優(yōu)選地用于連接信號引導線，所述信號引導線包含至少一對連接至信號接觸元件對16的信號引導線，所述信號接觸元件對包括兩個直接相鄰地布置的信號接觸元件18a、18b。信號接觸元件對16優(yōu)選地用于連接差分信號，所述差分信號由圖1中的加號符號和減號符號來表征。就中心電平而言，此類差分信號具有例如在一個信號接觸元件上的正電平(加號)并同時具有在信號接觸元件對16的相鄰信號接觸元件上的負電平(減號)。電平隨信號頻率以推拉方式改變。

未示出的連接至信號接觸元件對16的信號引導線包含至少一個屏蔽線，其中在所示示例性實施方式中，應提供兩個屏蔽線，所述屏蔽線在每種情況下連接至屏蔽接觸元件20、22。屏蔽接觸元件20、22優(yōu)選地相對于相關(guān)聯(lián)的信號接觸元件對16直接相鄰地布置，以便實現(xiàn)較好屏蔽效應。

根據(jù)本發(fā)明提供的是：至少一個屏蔽接觸元件14、20、22不直接連接至第一電路接地30，而是經(jīng)由歐姆電阻器24、26、28來連接。在所示示例性實施方式中，連同一個屏蔽接觸元件14，分配給信號接觸元件對16的屏蔽接觸元件20、22也在每種情況下經(jīng)由歐姆電阻器26、28連接至第一電路接地30。

應注意，并不是連接器插頭10的每個屏蔽接觸元件14、26、28都必須經(jīng)由歐姆電阻器連接至電路接地30，而也可直接地連接至第一電路接地30。

第一電路接地30存在于未在圖1中更詳細示出的第一部件中，插頭連接器10已焊接至所述部件或作為安裝工藝的部分而將要焊接。

歐姆電阻器24、26、28可布置在插頭連接器10內(nèi)。替代地或另外，歐姆電阻器24、26、28也可布置在第一部件上。

優(yōu)選地，高頻信號(例如數(shù)字差分信號)經(jīng)由連接器插頭10來廣播，其數(shù)據(jù)速率可處于例如至多20千兆字節(jié)/秒的范圍內(nèi)。K對應于20千兆赫的基本頻率。

基于對利用極高數(shù)據(jù)速率供應的實際插頭連接的實驗，已表明的是，在第一電路接地30與屏蔽接觸元件14、20、22直接接觸的情況下，可能產(chǎn)生寄生振蕩，所述寄生振蕩在例如17-18千兆赫的頻率區(qū)中。插頭連接中的此共振點可不利地影響經(jīng)由插頭連接器10的信號-廣播率。

不需要的共振可沿插頭連接器10中的信號路徑長度而往回引導。先前提及的在大約17-18千兆赫的范圍內(nèi)的共振頻率對應于約10毫米的浪涌長度，假定有效相對介電常數(shù)總計為約2.8。用于插頭連接器10的塑料可具有此類介電常數(shù)。在插頭連接器10的5毫米的假定設(shè)計高度下，設(shè)計高度至少大致上對應于浪涌長度的一半，并且可因此解釋了共振的出現(xiàn)。

寄生振蕩不僅影響經(jīng)由相關(guān)信號接觸元件12、18a、18b的信號-廣播率，而且由于插頭連接器10內(nèi)部的電磁膨脹而影響到相鄰信號接觸元件并且因此也應出于這個原因加以避免。

已經(jīng)以計算和實驗方式發(fā)現(xiàn)的是：根據(jù)本發(fā)明的插入屏蔽接觸元件14、20、22與第一電路接地30之間的歐姆電阻器24、26、28充當阻尼電阻器，并且充分擺脫在共振頻率下將出現(xiàn)的電振蕩能量，使得擾動共振頻率無法形成。

歐姆電阻器24、26、28的電阻值優(yōu)選地在20-100歐姆之間的范圍內(nèi)。根據(jù)特殊示例性實施方式，歐姆電阻器24、26、28的電阻值可總計為至少約50歐姆。具體來說，歐姆電阻器24、26、28的對應于經(jīng)由插頭連接器10引導的信號線的浪涌電阻的電阻值是適合的。用于確定插頭連接器10的電容涂層和電感涂層以及浪涌電阻的細節(jié)可在Meinke和Gundlach的參考書的開始處的陳述中找到，具體來說是第14、18和165頁。

插頭連接器10優(yōu)選地具有屏蔽件32、34，所述屏蔽件直接連接至第一電路接地30。在所示示例性實施方式中，假定例如插頭連接器10在兩側(cè)上具有此類屏蔽件32、34，并且兩個屏蔽件32、34被直接連接至第一電路接地30。

連同圖1所示的插頭連接器一起，圖2示出第一部件40的示例性實施方式，所述第一部件是例如板，插頭連接器10在安裝程序期間與所述第一部件接觸。第一電路接地30被分配給第一部件40。

圖2所示的與圖1所示的部件相同的部件在每種情況下具有相同元件符號。這樣的一致性也適用于以下圖3-5。

根據(jù)圖2，作為第一部件40的示例性實施方式，電路板可實現(xiàn)為例如多層電路板。這樣做時，第一電路接地30可優(yōu)選地實現(xiàn)為多層電路板中的一個層上的導電層42，使得第一電路接地30同時具有屏蔽效應。

如果歐姆電阻器24、26、28將要被布置在插頭連接器10外部的第一部件40上，那么歐姆電阻器24、26、28優(yōu)選地定位在電路板的最上層上，并且經(jīng)由盡可能短的連接線44在一側(cè)上連接至接觸表面46、48并在另一側(cè)上連接至第一電路接地30。

在所示示例性實施方式中，插頭連接器10的兩個屏蔽件32、34也將要接觸接觸表面50、52或已與它們接觸，其中接觸表面50、52也優(yōu)選地經(jīng)由連接線44在最短可能路徑上連接至第一電路接地30，

在圖2所示示例性實施方式中，示出了對應于插頭連接器10的插頭連接器10’，所述插頭連接器10’被描繪為處于正插入插頭連接器10的狀態(tài)。

圖3示出示例性實施方式，根據(jù)所述示例性實施方式，第二部件40’(優(yōu)選地也是電路板)也可分配給對應插頭連接器10’。第二部件40’可再次實現(xiàn)為多層電路板。圖3在此也示出了一種狀態(tài)，其中對應插頭連接器10’尚未與第二部件40’接觸(例如借助焊接)。

對應插頭連接器10’應包含至少一個對應接觸元件12’和一個對應屏蔽接觸元件14’。然而，優(yōu)選地，對應插頭連接器10’包含大量接觸元件，包括包含對應信號接觸元件18a’、18b’的至少一個對應信號接觸對，所述接觸對被定位成鄰近至少一個對應屏蔽接觸元件20’、22’。

此外，在對應插頭連接器10’中，至少一個對應屏蔽接觸元件14’、20’、22’不直接連接至第二電路接地30，而同樣分別經(jīng)由歐姆電阻器26’、28’來連接。在這種情況下，第二電路接地30’被分配給第二部件40’。

在這個示例性實施方式中也可提供的是：歐姆電阻器26’、28’被布置在第二插頭連接器10’內(nèi)部。然而，優(yōu)選地，在這個示例性實施方式中，也在第二部件40’上提供歐姆電阻器26’、28’。

在第二部件40’作為多層電路板的一個實施方式中，第二電路接地30’可再次形成于多層板中的單獨層上作為較大導電表面42’，以便也在第二部件40’中實現(xiàn)屏蔽效應。

如果歐姆電阻器24、26、28將要布置在對應插頭連接器10’外部的第二部件40’上，那么歐姆電阻器24’、26’、28’優(yōu)選地再次被定位在電路板的最上層上，并且通過盡可能短的連接線在一側(cè)上連接至接觸表面46’、48’并在另一側(cè)上連接至第二電路接地30’。

根據(jù)所示示例性實施方式，對應插頭連接器10’也可具有對應屏蔽件32’、34’，所述對應屏蔽件將要接觸第二部件40’上的接觸表面50’、52’或者已與它們接觸，其中接觸表面50’、52’也再次優(yōu)選地經(jīng)由連接線44’在最短可能路徑上連接至第二電路接地30’。

在圖3所示示例性實施方式中，其中至少一個歐姆電阻器26’、28’或第二電路接地30’也分配給對應插頭連接器10’，假定第一部件40的第一電路接地30具有與第二部件40’上的第二電路接地30’相同的電位。為了進行電位補償，可提供的是：插頭連接器10或?qū)孱^連接器10’的至少一個接觸元件提供用于直接連接第一電路接地30和第二電路接地30’。純粹在原則上，第一電路接地30和第二電路接地30’的電位可彼此偏離，但實際上，電路接地30、30’應盡可能相同。

圖4示出作為圖2所示的示例性實施方式的替代方案的實施方式，根據(jù)所述實施方式，至少兩個屏蔽接觸元件20a、20b借助連接60彼此直接地電連接，并且其中彼此連接的屏蔽接觸元件20a、20b經(jīng)由單一歐姆電阻器62連接至第一電路接地30。電連接60可處于插頭連接器10內(nèi)部。替代地，至少兩個屏蔽接觸元件20a、20b之間的連接60可提供在不再示出于圖4的第一部件40上。同樣地，歐姆電阻器62可布置用于將連接60耦合至第一電路接地30，第一電路接地在任一情況下仍在插頭連接器10中，但優(yōu)選地處于第一部件40上。

圖5示出作為圖3所示的示例性實施方式的替代方案的實施方式，根據(jù)所述實施方式，至少兩個對應屏蔽接觸元件20’、22’借助連接60’彼此直接地電連接，并且其中彼此電連接的直接對應屏蔽接觸元件20’、22’經(jīng)由一個單一歐姆電阻器62’連接至第二電路接地30’。

電連接60’可在對應插頭連接器10’內(nèi)部。替代地，至少兩個屏蔽接觸元件20’、22’之間的連接60’可提供在不再示出于圖4的第二部件40’上。同樣地，歐姆電阻器62’可布置用于將連接60’耦合至第二電路接地30’，第二電路接地在任一情況下仍在對應插頭連接器10’中，但優(yōu)選地處于第二部件40’上。