连接器系统以及连接器插座的制作方法

文档序号:11553711阅读:253来源:国知局
连接器系统以及连接器插座的制造方法与工艺

本申请涉及电子设备,更具体地,涉及连接器系统以及连接器插座。



背景技术:

电子设备之间传输的数据量近些年来极大增长。大量音频、流视频、文本和其他类型的信息内容目前经常在台式和便携式计算机、媒体设备、手持式媒体设备、显示器、存储设备和其他类型的电子设备之间传输。

数据可通过缆线输送,缆线可包括有线导体、光纤缆线或这些或其他导体的一些组合。缆线组件可包括缆线每个末端处的连接器插入件,虽然其他缆线组件也可采用专用方式连接或紧固到电子设备。连接器插入件可插入通信电子设备中的插座中来形成用于数据和电力的路径。

这些连接器插入件可包括与对应连接器插座中的触件或引脚形成信号路径的触件或引脚。可能理想的是,这些信号路径沿其长度具有匹配阻抗从而增大信号路径可支持的数据率。即,可能理想的是,这些信号路径表现为具有特定阻抗的传输线。这些传输线可输送大体上没有反射、上升和下降时间失真以及可能降低数据传输的其他假象的信号。这种传输线能够处理比没有匹配阻抗的信号路径更高的数据传输率。这可能对于大型数据传输尤其重要。

新一代电子设备不断变得越来越薄而小。这种设备厚度的减小使得连接器系统具有减小的高度。这也使得各个连接器系统部件变得更薄。不过,随着这些部件变得更薄,可能更难沿这些信号路径保持理想的阻抗。

因此,需要提供具有理想阻抗特性的信号路径的连接器插入件和插座。



技术实现要素:

根据本公开的一个方面,提供了一种连接器系统,其特征在于,所述 连接器系统包括:具有第一触件的连接器插入件;以及连接器插座,所述 连接器插座包括:第二触件;和舌部上的第一迹线,所述第一迹线耦接到 所述第二触件,其中所述第一触件接合所述第二触件,并且其中在所述连 接器插入件插入所述连接器插座中时,所述第一触件、所述第二触件和所 述第一迹线形成信号路径,并且其中所述信号路径具有沿其长度的平均阻 抗,所述信号路径在所述第二触件处的阻抗小于所述平均阻抗,并且所述 信号路径沿所述第一迹线的一部分的阻抗大于所述平均阻抗,其中所述平 均阻抗、所述信号路径在所述第二触件处的所述阻抗以及所述信号路径沿 所述第一迹线的一部分的所述阻抗为所述信号路径输送的数据信号的频率 下的阻抗。

根据一种实施方式,所述信号路径沿所述第一迹线的阻抗变化,使得 形成用于减小在所述信号路径上传输的共模信号能量的滤波器。

根据一种实施方式,所述连接器插入件进一步包括外壳,所述外壳具 有中间接地层。

根据一种实施方式,所述第一触件的第一部分在所述中间接地层上 方,并且所述信号路径在所述第一触件的第一部分和所述舌部之间的阻抗 大于所述平均阻抗。

根据一种实施方式,所述第一触件包括弹簧指触件。

根据一种实施方式,所述第二触件为所述插座的舌部上的表面触件。

根据一种实施方式,当所述连接器插入件插入所述连接器插座中时, 所述插入件中的弹簧指触件接触所述插座中的所述舌部上的表面触件。

根据一种实施方式,所述舌部由多层印刷电路板形成。

根据一种实施方式,所述表面触件印刷在所述多层印刷电路板的顶面 和底面上。

根据一种实施方式,所述连接器系统还包括在层上至少邻近所述多层 印刷电路板的中心的接地层,其中所述接地层的一部分在所述第一触件下 方减薄。

根据一种实施方式,所述连接器系统还包括在第一层上至少邻近所述 多层印刷电路板的中心的电源层、在第二层上在所述电源层上方的第一接 地层以及在第三层上在所述电源层下方的第二接地层,其中所述第一接地 层的一部分在所述第一触件下方减薄或者开路。

根据本公开的另一方面,提供了一种连接器插座,其特征在于,所述 连接器插座包括:第一触件;以及舌部上的第一迹线,所述第一迹线耦接 到所述第一触件,其中第一触件和第一迹线形成信号路径,并且其中所述 信号路径具有沿其长度的平均阻抗,所述信号路径在所述第一触件处的阻 抗小于所述平均阻抗,并且所述信号路径沿所述第一迹线的一部分的阻抗 大于所述平均阻抗,其中所述平均阻抗、所述信号路径在所述第一触件处 的所述阻抗以及所述信号路径沿所述第一迹线的一部分的所述阻抗为所述 信号路径输送的数据信号的频率下的阻抗。

根据一种实施方式,所述信号路径沿所述第一迹线的阻抗变化,使得 形成用于减小在所述信号路径上传输的共模信号能量的滤波器。

根据一种实施方式,所述第一触件为所述插座的所述舌部上的多个表 面触件中的一个表面触件。

根据一种实施方式,所述舌部由多层印刷电路板形成。

根据一种实施方式,所述多个表面触件印刷在所述多层印刷电路板的 顶面和底面上。

根据一种实施方式,所述连接器插座还包括在层上至少邻近所述多层 印刷电路板的中心的接地层,其中所述接地层的一部分在所述第一触件下 方减薄。

根据一种实施方式,所述连接器插座还包括在第一层上至少邻近所述 多层印刷电路板的中心的电源层、在第二层上在所述电源层上方的第一接 地层以及在第三层上在所述电源层下方的第二接地层,其中所述第一接地 层的一部分在所述第一触件下方减薄或者开路。

根据一种实施方式,相对介电常数大于500的高电容电介质位于所述 第一接地层和所述电源层之间,以及所述电源层和所述第二接地层之间。

根据本公开的再一个方面,提供了一种连接器插座,其特征在于,所 述连接器插座包括:舌部,所述舌部包括:第一触件,所述第一触件具有 沿所述舌部的顶表面的第一宽度和进入所述舌部中的第一深度;以及第二 触件,所述第二触件具有沿所述舌部的顶表面的所述第一宽度和进入所述 舌部中的第二深度,所述第一深度不同于所述第二深度。

根据一种实施方式,所述舌部进一步包括在所述第一触件和所述第二 触件下方的接地层,其中所述接地层在所述第二触件下方具有减小的厚 度。

因此,本实用新型的实施方案可提供连接器插入件和插座,该连接器插入件和插座提供具有理想阻抗特性的信号路径。本实用新型的一个示例性实施方案可提供具有连接器插入件和连接器插座的连接器系统。连接器插入件中的触件可与连接器插座中的对应触件形成电路径。这些电路径可用作信号路径、电力路径、或其他类型的电路径,但是在本文出于简化可称为信号路径。连接器插入件和插座中的附加迹线可为这些信号和电力路径的一部分。

信号路径可具有沿其长度的目标或理想阻抗,使得信号路径以电方式表现为传输线。连接器插入件和连接器插座触件的物理维度的限制会造成沿信号路径的阻抗变化。因此,本实用新型的实施方案可提供减小阻抗的这些变化的结构。本实用新型的其他实施方案可提供补偿这些变化的结构,或者可提供以减小和补偿这些阻抗的变化的结构。应当注意,本文所述的阻抗为某一频率下的阻抗,例如,这些信号路径输送的信号的信号频率或频率分量。

在本实用新型的一个示例性实施方案中,连接器插入件可包括弹簧指触件。这些触件可在连接器插入件插入连接器插座中时接合连接器插座舌部上的对应表面触件。可使用舌部中或舌部上的迹线以在连接器插座触件之间路由信号。在该连接器系统中的信号路径可包括连接器插入件中的弹簧指触件以及连接器插座的舌部中和舌部上的触件和迹线。

这些信号路径阻抗可沿其长度具有各种误差或抖动。例如,连接器插入件中的触件可位于接地层的上方或下方,其中接地层沿连接器插入件的中心线定位。触件可具有对接地层的电容,其中电容随触件与接地层的接近程度而增大。由于阻抗与电容的平方根成反比,所以当触件更靠近接地层时,阻抗会减小。保持触件与接地层之间的间隔相对不变可允许阻抗沿触件长度得到良好控制,但是在插入件触件延伸超出接地层和外壳处可能存在不连续。最近接地或固定电势可能在此点相距很远,造成在该点处信号路径中的阻抗增大。相反,提供擦拭功能和有效接合插入件触件所需要的插座触件的尺寸可导致在该点处电容的增大以及阻抗的降低。同样,连接器插入件和插座触件的多余部分可形成螺柱,该螺柱可起到电容的作用,从而进一步减小连接器插座触件处的阻抗。

本实用新型的示例性实施方案可减小或至少部分补偿这些或其他阻抗误差。在一个示例中,连接器插入件中的接地层可延伸使得其接合或接触连接器插座中的对应接地层。以此方式,连接器插入件触件未延伸超出该组合的接地层并且可避免将以另外方式引起的不连续。

在本实用新型的这些或其他实施方案中,可减小连接器插座表面触件附近的阻抗降低。例如,可提供具有减小深度的信号触件。这些深度减小的触件在舌部中可具有距中间接地层的增大的距离。增大的距离可减小耦合电容,从而增大局部阻抗。在此或其他实施方案中,电力触件可更深或更厚从而提供电流处理能力的增大。

在本实用新型的其他示例性实施方案中,接地层可在信号触件下方减薄从而进一步增大信号触件与接地层之间的距离。在本实用新型的其他示例性实施方案中,接地层可在信号触件下方具有开口。尽管这可能允许连接器插座舌部的顶部和底部上信号触件之间的串扰,但是可足够减小阻抗误差以提供性能的整体改进。在这些或其他实施方案中,迹线可彼此偏移以减小该串扰。

在本实用新型的该实施方案或其他实施方案中,接地层可驻留在舌部中心附近。在本实用新型的其他实施方案中,中间层可为电源层。其他层可位于这些中间层上方或下方。同样,这些层可为电源层或接地层。例如,电源层可位于中间而接地层可位于中间层上方或下方。大电容电介质可置于电源层和接地层之间以在电源层和接地层之间形成旁路电容。该电容可有助于减小返回路径阻抗并且可有助于减小电源噪声。例如,可使用具有100到1000或更高量级的介电常数或相对介电常数的电介质。

在本实用新型的上述实施方案中,可减小阻抗误差。在本实用新型的这些或其他实施方案中,可补偿上述阻抗误差。例如,连接到连接器插座舌部上的触件的迹线可布置为提供比信号路径的理想阻抗更高或更低的阻抗从而补偿上述或其他阻抗误差。在本实用新型的示例性实施方案中,这些迹线和接地层之间的距离可变化,例如从几十微米到几百微米,从而调节舌部中迹线一部分的阻抗。该阻抗可设置为使得整个信号迹线的平均或有效阻抗满足理想规范或目标。

在本实用新型的其他实施方案中,这些迹线的布置可变化从而构建分布式元件滤波器。例如,插座舌部中信号对中迹线的宽度、信号对中迹线之间的距离或间隔以及这些迹线与接地层之间的距离可变化。同样,制造舌部或其他连接器部分的材料可变化或去除从而改变迹线、触件、接地层和其他结构之间或其间的介电常数。这些变化可造成沿迹线各个部分信号路径对的不同共模阻抗。在本实用新型的各种实施方案中,差模阻抗可在这些部分中的多个部分其间保持至少大约恒定。具有不同共模阻抗的这些部分可布置来形成共模滤波器以滤除或减小沿信号路径输送的信号中的共模能量。即,信号路径对可用来输送差分信号,可使用共模阻抗的方差来形成内嵌滤波器以从差分信号对去除共模能量。例如,可形成扼流圈、陷波、低通、高通、带通或其他类型的滤波器。可使用这些或类似技术例如通过形成共模低通或扼流圈滤波器同样滤除电源。

同样,在本实用新型的示例性实施方案中,可改变舌部上迹线或其他结构的参数和维度来改变阻抗。这些阻抗可包括单端阻抗,其可为触件或迹线对地的阻抗。这些阻抗还可包括共模阻抗,可为触件和迹线对之间对地的阻抗,以及差模阻抗,可为触件或迹线对彼此之间的阻抗。

在本实用新型的实施方案中这些阻抗可以若干方式变化。例如,迹线可制成更宽、更窄、更厚、更薄、彼此更靠近,以及相距更远。它们可减薄或变厚。可改变它们之间的电介质。可在电介质或导电材料和结构中形成孔。

本实用新型的各种实施方案可采用这些不同技术来实现各种目标。例如,在小型连接器中,小几何尺寸可在信号迹线或触件以及接地之间形成大电容。这可在一些信号频率下造成对地的低阻抗。本实用新型的各种实施方案可使用这些各种技术来增大信号路径对地的阻抗。同样,可在连接器中的迹线或互连件的不同部分之间改变共模和差模阻抗。这些阻抗可布置成在这些迹线之间形成分布式元件滤波器。

还可使用这些不同技术以增大或以另外方式调节信号路径的阻抗。在本实用新型的示例性实施方案中,可在塑料舌部上形成迹线对。材料可从舌部上的迹线之间的区域部分中去除。这可起到减小这些部分中的迹线之间的介电常数,从而增大阻抗的作用。在本实用新型的另一示例性实施方案中,该材料可从连接器的触件或迹线以及中间接地层之间的区域去除。这还可起到减小这些部分中的迹线之间的介电常数,从而增大阻抗的作用。可在相对大的部分中将该材料去除。在本实用新型的其他实施方案中,迹线或接地层的材料、或迹线与接地层之间的材料、或接地层本身中的微穿孔或其他尺寸的穿孔可用来增大阻抗。在本实用新型的这些或其他实施方案中,可在触件本身上形成这些穿孔。这些穿孔可形成光子带隙,还可用作滤波器元件。在本实用新型的其他实施方案中,中间接地层的一个或多个部分可在一个或多个触件下方具有升高或降低的部分以降低或升高触件处的阻抗。

还可在连接器中的迹线或互连件的不同部分之间改变共模和差模阻抗。这些阻抗可布置成在这些迹线之间形成分布式元件滤波器。在这些滤波器中可包括其他结构,诸如开路或短路螺柱。在本实用新型的示例性实施方案中,迹线可布置为使得共模阻抗可在迹线对的不同部分之间变化。这可用于形成共模滤波器,该共模滤波器可阻挡共模电流并减小电磁干扰。迹线还可布置为使得差模阻抗可在部分之间保持相对恒定。因此,该滤波器可提供有限差分滤波并且可仅对迹线上输送的差分信号具有有限效果。以此方式,共模阻抗可沿迹线变化,而差模阻抗可沿该迹线保持相对恒定。可使用分布式元件滤波器和传输滤波器技术布置这些部分以形成滤波器来阻挡共模信号同时允许差模信号通过。

尽管本实用新型的实施方案可用于在插入件中具有弹簧指触件以及在插座中的舌部上具有表面触件的连接器系统,但是本实用新型的其他实施方案可提供其中插座包括弹簧指触件以及插入件包括支持多个触件的舌部的连接器系统。在其他实施方案中,舌部可在插入件或插座、插入件和插座中、或既不在插入件也不在插座中,并且可在插入件和插座中采用各种类型的触件。

本实用新型的实施方案采用的连接器插座舌部可由各种材料的各种方式形成。例如,可使用印刷电路板形成舌部。印刷电路板可包括其上具有迹线或平面的各个层,其中使用各层之间的通孔连接各个迹线和平面。印刷电路板可形成为较大印刷电路板的一部分,该较大印刷电路板可形成电子设备中的逻辑或母板。在本实用新型的其他实施方案中,这些舌部可由非导电体中或非导电体上的导电或金属迹线和平面形成。非导电体可由塑料或其他材料形成。

在本实用新型的各种实施方案中,可通过冲压、金属注射成型、机械加工、微加工、3D打印或其他制造工艺形成连接器插入件和插座的触件、接地层、迹线和其他导电部分。导电部分可由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜或其他材料或材料组合形成。它们可镀有或涂覆有镍、金或其他材料。非导电部分可利用注射或其他模制、3D打印、机械加工或其他制造工艺形成。非导电部分可由硅或硅树脂、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、液晶聚物(LCP)或其它非导电材料或材料组合形成。所使用的印刷电路板可由FR-4、BT或其他材料形成。在本实用新型的许多实施方案中,印刷电路板可由其他衬底替换,诸如柔性电路板。

本实用新型的实施方案可提供可位于或可连接到各种类型的设备,诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、一体式计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的连接器。这些连接器可为信号提供路径,所述信号符合各种标准,诸如包括USB-C的通用串行总线(USB)、(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、ThunderboltTM、LightningTM、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号、以及已开发、正在开发或将来开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。本实用新型的其他实施方案可提供可用来提供这些标准中的一个或多个标准的一组减少的功能的连接器。在本实用新型的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。

本实用新型的各种实施方案可包含本文所述的这些和其他特征中的一个或多个特征。通过参考以下具体实施方式和附图,可更好地理解本实用新型的实质和优点。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的实施方案的连接器系统;

图2示出了用于图1的连接器系统中的信号路径的传输线模型;

图3示出了沿用于图1的连接器系统的信号路径的阻抗变化的示例;

图4示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的前视截面图;

图5示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的另一前视截面图;

图6示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的另一前视截面图;

图7示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图;

图8示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图;

图9示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图;

图10示出了根据本实用新型的实施方案的另一连接器系统;

图11示出了根据本实用新型的实施方案的另一连接器系统;

图12A示出了根据本实用新型的实施方案的穿过信号路径的信号的频谱;

图12B示出了根据本实用新型的实施方案的具有高共模阻抗的差分信号路径;

图12C示出了根据本实用新型的实施方案的具有低共模阻抗的差分信号路径;

图13示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的顶表面的一部分;

图14示出了图13的舌部部分的截取视图;

图15示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的顶部;

图16示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的截面图;

图17示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图;

图18示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图;

图19示出了根据本实用新型的实施方案的舌部的一部分的俯视图;

图20示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图;以及

图21示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的另一俯视图。

具体实施方式

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2014年5月8日提交的美国临时专利申请61/990,700和2014年5月29日提交的美国临时专利申请62/004,834的优先权,这些专利申请以引用方式并入。

图1示出了根据本实用新型的实施方案的连接器系统。与其他被包括的附图一样,本附图是为了进行示意性的说明而显示,并且它并不限制本实用新型的可能的实施方案或权利要求。

在该附图中,连接器插入件的一部分已被插入连接器插座中。示出连接器插入件外壳120支撑的连接器插入件触件110。连接器插入件触件110可电连接到缆线中的导体(未示出)。中间接地层130可位于连接器插入件外壳120中并且也可连接到缆线。连接器插入件可插入包括舌部140的连接器插座中。舌部140可支持多个触件150。迹线152可将触件150电连接到容纳舌部140的设备中的电路。舌部140还可包括一个或多个平面160和170。平面160和170可为电源、接地或其他类型的平面。例如,平面170可为在顶面和底面上具有接地层的电源层。

在该示例中,信号在到达接触点112之前沿着触件110传播。信号随后可通过触件150和迹线152传播。相反,信号可以其他方向传播,通过迹线152到触件150,通过接触点112以及通过连接器插入件触件110。

也可能理想的是,该信号路径沿其整个长度具有匹配阻抗。例如,可能理想的是,该信号路径沿其整个长度具有50欧姆、85欧姆、110欧姆或其他指定阻抗。不过,这些路径的宽和高可沿其长度产生阻抗误差、变化或抖动。这些误差可引起会减小将以另外方式获得的数据率的反射和信号失真。

因此,本实用新型的实施方案可缓解或减小这些误差。以此方式,信号可失真到较小程度从而仍可获得足够高的数据率。例如,阻抗误差可得以限制,产生可失真到有限程度使得高数据率成为可能的信号上升和下降沿。这些和其他实施方案可补偿或至少稍微抵消这些误差。以此方式,信号可以彼此抵消的方式失真从而仍可获得明显高数据率。例如,信号上升沿和下降沿可以彼此抵消的方式失真从而使得高数据率保持可能。这些阻抗误差的来源中的一些以及对于阻抗误差的减小和抵消策略两者在下图中示出。

图2示出了用于图1的连接器系统中的信号路径的传输线模型。在该示例中,连接件插入件触件110在连接器插入件中的中间接地层130上方的长度可模制为传输线210。连接器插入件触件110与接地层130之间的间隔可足够大并且良好控制使得传输线210可具有非常接近理想水平的特征阻抗。

在连接器插入件触件110延伸超出外壳120时,它可到达外壳120与连接器插座中连接器插入件舌部140之间的开放区域180。传输线220可用来模制其长度。传输线220的特征阻抗可比理想的高,这是因为可能在连接器插入件触件110下方没有接地层130。在该以及其他示例中,可通过增大电感、降低电容或两者来增大阻抗。类似地,可通过降低电感、增大电容或两者来减小阻抗。

在点112,连接器插入件触件110可接合连接器插座的舌部140上的对应触件150。信号路径的部分可由传输线240模制。连接器插入件触件110和连接器插座触件150的多余边沿和部分可模制为传输线螺柱部分230和250。具体地说,触件110的部分114以及触件150的部分153和154以及其他可模制为传输线螺柱部分230和250。这些传输线螺柱可起到电容器的作用从而减小沿其长度的特征阻抗。

在到达触件150之后,信号可通过迹线152路由。迹线152可具有在本文模制为传输线260和270的各个部分。

图3示出了沿用于图1的连接器系统的信号路径的阻抗变化的示例。再者,如果连接器插入件触件110在连接器插入件的接地层130和外壳120上方,则特征阻抗310可能非常接近理想阻抗水平,如在本文示出85欧姆。当触件110下方不存在接地层130时,阻抗320在该示例中可上升到95欧姆。进一步,触件的螺柱部分可减小阻抗。在该示例中,得到的阻抗340可示为75欧姆。

传输线220和240的相对长度和阻抗可确定信号的整个阻抗是否高于或低于理想值。在该示例中,长度和阻抗示为使得信号路径阻抗变低。为了补偿这一点,阻抗360例如可有针对性的提高到95欧姆。类似地,其长度可被调整以提供阻抗的正确增大量。迹线152的余下部分可为或接近85欧姆的名义阻抗。以此方式,信号路径的总的平均或有效阻抗可调整为理想水平。

在该示例中,阻抗310可对应于传输线210的特征阻抗,阻抗320可对应于传输线220的特征阻抗,阻抗340可对应于传输线240和螺柱230和250的特征阻抗,阻抗360可对应于传输线260的特征阻抗,而阻抗370可对应于图2中的传输线270的特征阻抗。

在本实用新型的该实施方案或其他实施方案中,一个或多个连接器插入件触件110可为接地或电力触件。舌部140上的触件150可直接连接到平面160或170中的一个,例如通过通孔或其他互连结构。这种直接连接可减小传输线部件250、260和270的影响。这可改进接地或电力触件的阻抗。它还可减小可能以另外方式引起连接器吸出的环路电流。可改变通孔的宽度和长度以调节直接连接的电感。此电感可调节以补偿与传输线210、220、230、240相关联的电容中的一个或多个,或其他电容。即,电感器提供的峰值或增益可用来抵消或减小与传输线210、220、230、240、250、260、270相关联的电容中的一个或多个、或其他电容引起的下降或衰减。

类似的技术可用于非电力或接地触件的触件110。即,例如使用通孔形成的电感可插入舌部140上的信号路径中。可调节这些电感以提供抵消或减小与传输线210、220、230、240相关联的电容中的一个或多个、或其他电容引起的下降或衰减的峰值。

在一个示例中,可增大间隔180以使得传输线220更具电感性并且具有较高阻抗以补偿传输线螺柱230和250引起的电容。间隔180的增大可使得连接器插入件的相对侧上的触件110之间的串扰增大,所以可能对使得该间隔180变大的程度存在限制。

再者,本实用新型的实施方案可减小这些各种误差从而限制通过这些路径的信号失真。本实用新型的这些和其他实施方案可补偿或尝试减小或抵消通过信号路径的总误差。减小阻抗误差所使用的结构的示例在下图中示出。

图4示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的前视截面图。在该示例中,舌部400上的触件或迹线410和416可用于电力、接地或其他低阻抗路径。触件或迹线412和414可用于输送信号,诸如差分信号。可减小触件或迹线412和414的深度使得对接地层420的距离440可以大于电力或接地触件410下方的距离420。这种距离的增大可提高触件或迹线412和414处的信号线的阻抗。在图2中,这可用来增大传输线240的特征阻抗,而在图3中这可用来提高阻抗340。使用这种布置,这些触件阻抗可增大,而电力和接地触件或迹线410可保持大截面以增大其载流能力。

再者,在本实用新型的各种实施方案中,可以各种方式形成舌部400。例如,舌部400可由塑料或其他非导电外壳中的金属触件、迹线和平面形成。在舌部为印刷电路板的实施方案中,尽管图4到图9中示出的减小技术也可适合于印刷电路板舌部,但是触件深度的有意义的不同可能难以实现并且可能更依赖于下文示出的其他减小和补偿技术。在舌部可由印刷电路板形成的本实用新型的各种实施方案中,印刷电路板可为电子设备的较大逻辑或母板的一部分。

图5示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的另一前视截面图。在此示例中,接地层520可在点522处形成凹口以进一步增大相对于距离530的距离540。如前文一样,触件或迹线510和516可用来输送电力和接地或其他低阻抗路径,而触件或迹线512和514可用来输送信号,诸如差分信号。

图6示出了根据本实用新型的实施方案的连接器插座舌部的另一前视截面图。在该示例中,孔622已在接地层620中开口。这可进一步增大相对于距离630的距离640,从而进一步减小阻抗损失。借助此布置,舌部600的相对侧上的信号触件或迹线612和613之间的串扰是可能存在的。然而,可能的情况是,取决于本实用新型的精确实施方案,阻抗的改进足以保证对开口622的使用。在本实用新型的各种实施方案中,凹口或开口诸如凹口522和开口622可至少大致位于触件612的正下方,并且接地层520和620可在其他位置具有其全尺寸。在本实用新型的其他实施方案中,例如这些的凹口或开口可联合或连续用于附近或邻近触件。

在本实用新型的这些或其他实施方案中,可通过横向移动一个或多个触件或迹线使得它们彼此不对齐可缓解触件或迹线612和613之间的串扰。例如,触件或迹线632和633可彼此偏移使得它们通过开口644彼此不对齐。

再者,本实用新型的其他实施方案可采用一个以上的中间电源或接地层。以上技术也可用于这些情况中。下图示出了示例。

图7示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图。在该示例中,舌部700可包括在每一侧上具有接地层720和770的电源层760。在该示例中,信号触件或迹线712和714的深度与电力和接地触件或迹线710和716相比减小使得距离740大于距离730。

再者,大电容电介质可置于电源层760和接地层720和770之间以在电源层和接地层之间形成旁路电容。该电容可有助于减小返回路径阻抗并且可有助于减小电源噪声。例如,可使用具有100到1000或更高量级的介电常数或相对介电常数的电介质。例如,可使用具有相对介电常数大于500的大电容电介质。

图8示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图。在该示例中,可形成凹口822以进一步增大距离840。

图9示出了根据本实用新型的实施方案的计算机插座舌部的另一前视截面图。在该示例中,可在接地层920和970中形成开口922以进一步增大与距离930相比的距离940。在本实用新型的其他实施方案中,电源层960也可具有开口。再者,这可造成串扰,虽然阻抗匹配的改进可值得接受这一不足。

可使用上述技术减小连接器插座舌部上的触件附近的阻抗损失。再者,图4到图9所示的实施方案尤其非常适合于用于具有由塑料或其他非导电材料形成的舌部外壳支撑的金属或导电触件、迹线和平面的舌部,虽然它们也可用于采用由印刷电路板形成的舌部的实施方案。本实用新型的其他实施方案可有助于防止可能在连接器插入件和连接器插座接地层之间的开口处出现的阻抗增益。本实用新型的这些实施方案可非常适合用于塑料舌部和使用印刷电路板形成的舌部两者,该舌部再者可为电子设备中的较大逻辑板、母板或其他板的一部分。示例在下图中被示出。

图10示出了根据本实用新型的实施方案的另一连接器系统。如前述一样,连接器插入件触件1010可接合连接器插座舌部1040上的触件1050。迹线1052可电连接到触件1050。在该示例中,连接器插入件接地层1030 和连接器舌部接地层1070可延长使得它们在连接点1080相遇。这可防止该点的信号路径中的阻抗增大。在图2中,这可对应于保持减小传输线220的阻抗,并且在图3中这可使得保持或减小阻抗320。

再者,本实用新型的上述实施方案可减小连接器系统中的信号路径中的阻抗误差。在本实用新型的这些和其他实施方案中,可引入其他阻抗误差以补偿上述和其他阻抗误差。以此方式,信号路径的平均或有效阻抗可接近理想水平。示例在下图中被示出。

图11示出了根据本实用新型的实施方案的另一连接器系统。如前述一样,连接器插入件触件1110可接合连接器插座舌部1140上的触件1150。迹线1152可电连接到触件1150。迹线1152可具有在本文示为部分1154和1156的各个部分。接地层1170上方的高度可在部分之间变化。例如,部分1154可与接地层1170相隔距离1155,而部分1156可与接地层1170相隔距离1157。由于距离1157小于距离1155,所以部分1156可具有比部分1154小的阻抗。这些技术可能非常适合用于采用由印刷电路板、塑料外壳形成的舌部或其他类型的舌部的本实用新型的实施方案。

可使用阻抗的这种变化将信号路径的平均或有效值调节为接近理想值。在做出这种调节时,应当注意,通过上述信号路径传播的信号可在较短时间量内穿过各个高阻抗和低阻抗部分或区域。即,各个高阻抗和低阻抗部分的每一个部分可具有与其相关联的短延迟。这些延迟可比传播信号的上升和下降时间短。该结果为可在与所能计算出的相比可减小阻抗的变化。即,每个部分的有效阻抗可更接近理想的阻抗值。每个部分的有效阻抗、和信号路径的有效阻抗可使用传统方法,诸如传输线理论来确定。

例如,在图3中,可确定阻抗320和340。再者,出于示例性目的,阻抗320示为95欧姆,比理想值高10欧姆,而阻抗340示为75欧姆,比理想值85欧姆低10欧姆。然而,由于通过传输线部分220(对应于阻抗320)和240(对应于阻抗340)的延迟当与通过其传播的信号的上升和下降时间相比可能更短,所以传输线220和240的有效阻抗可比这些计算出的值更接近85欧姆。再者,这些有效阻抗以及信号路径的有效阻抗可使用传统方法,诸如传输线理论来确定。

在本实用新型的各种实施方案中,舌部中的传输线区段的间隔、尺寸和布置可变化来创建滤波器。这种滤波器可从差分信号对和其他类型的信号去除共模能量。例如,可形成扼流圈、陷波、低通、高通、带通或其他类型的滤波器。可使用这些或类似技术例如通过形成共模低通或“扼流圈”滤波器同样滤除电源。示例在下图中被示出。

图12A示出了根据本实用新型的实施方案的穿过信号路径的信号的频谱。信号路径可具有可描绘出频率1220上的幅度1210的频谱1230。频谱可具有零或接近奈奎斯特频率的低值。上述阻抗失配引起的上升和下降时间的变化可产生接近奈奎斯特频率的尖峰1232。通过舌部的信号路径的共模和差模阻抗可变化以形成共模滤波器以减小尖峰1232的幅度。

图12B示出了根据本实用新型的实施方案的具有高共模阻抗的差分信号路径。在该示例中,信号路径1250可与接地层1240间隔距离1242并且彼此间隔距离1252。当距离1242相对大时,触件1250和接地层1240之间的阻抗可为高。所得到的共模阻抗可约为每个触件150和接地层1240之间的阻抗的一半。该传输线部分可与其他传输线部分组合,诸如下图中所示的传输线部分,以实现信号滤波。

图12C示出了根据本实用新型的实施方案的具有低共模阻抗的差分信号路径。在该示例中,信号路径1270彼此相隔距离1272并且为接地层1260上方的距离1262。在该示例中,每个信号路径1270与接地层1260之间的阻抗可为低,得到低共模阻抗。

在本实用新型的各种实施方案中,滤波器可通过以绝对含义以及彼此相对两者的方式改变距离1252、1272、1242和1262由这些迹线部分来形成。类似地,迹线1250和1270的厚度和宽度可以绝对含义以及彼此相对两者的方式变化。可改变这些结构之间或其间的材料以改变介电常数。这些技术可非常适合用于采用利用印刷电路板形成的舌部、使用塑料或非导电外壳支撑的金属触件、迹线和平面的舌部、或其他类型的舌部的连接器系统。

再者,本实用新型的各种实施方案可使用这些各种技术来增大或以另外方式改变信号路径对地的阻抗。同样,可在连接器中的迹线或互连件的不同部分之间改变共模和差模阻抗。这些阻抗可布置成在这些迹线之间形成分布式元件滤波器。下图示出了示例。

图13示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的顶表面的一部分。在该示例中,两个迹线1310和1320可形成在舌部表面上,其中舌部由材料1330形成。材料1330可为塑料或其他材料。材料1330可在一个或多个部分1340中从迹线1310和1320之间去除。这种去除可减小邻近部分1340的迹线1310与1320之间的介电常数。介电常数的这种降低可减小耦合电容,从而增大信号线或迹线1300和1320之间的阻抗。

在本实用新型的各种实施方案中,可以各种方式形成部分1340。例如,部分1340可通过蚀刻、模制、微机械加工、钻孔、布线、空化、激光蚀刻或烧蚀、或通过使用其它制造技术形成。

图14示出了图13的舌部部分的截取视图。该部分视图可沿图13中的切割线A-A截取。再者,迹线1310和1320可在由材料1330制成的舌部中形成。部分1340可在迹线1310和1320之间形成。也可包括中间接地层1410。

在该示例中,部分1340可沿迹线1310和1320形成滤波器部分。例如,由于部分1340的这些存在,迹线1310和1320之间的差分阻抗可沿其长度变化。这可形成差分滤波器。在本实用新型的各种实施方案中,这些部分足够短使得信号可能不会对其存在做出反应或者可能未被滤除。

在本实用新型的各种实施方案中,可改变舌部上的触件处的阻抗。下图示出了示例。

图15示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的顶部。在该示例中,舌部1500可包括两个触件:触件1510和1520。触件1510和1520可形成将由对应连接器的引脚或触件接触的区域。触件1510和1520可通过迹线1512和1522连接到电路或部件。

在本实用新型的各种实施方案中,可能理想的是增大或降低触件1510和1520处的阻抗。还可能理想的是,这些触件形成共模滤波器的一部分。通过阻挡这些触件处的共模电流,返回电流可能未被路由通过该连接器的屏蔽层。通过防止电流在屏蔽层被路由,电流在屏蔽层的电阻上未生成电压。以此方式,可减小将以另外方式由连接器生成的电磁干扰。

图16示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的截面图。在该示例中,触件1510可由材料1620与中间接地层1610分隔开。可在材料1620中形成一个或多个开口1630。这些开口可具有较低介电常数,从而降低触件1510和接地层1610之间的电容。这可引起触件1510的较高阻抗。

在所示的该和其他示例中,不同于仅去除材料来形成部分诸如1340和1630,也可使用具有其他介电常数的其他材料来形成这些部分。如前文一样,部分1630可通过蚀刻、模制、微机械加工、钻孔、或通过使用其它制造技术形成。

图17示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图。再者,舌部部分1500可包括触件1510和1520。触件1510和1520下方的电介质或者中间接地层或者两者可包括多个穿孔或微通孔1710。穿孔1710可使用钻孔、蚀刻、微机械加工或其他技术来形成。这些穿孔可起到减小电容和增大触件1510和1520以及接地之间的阻抗的作用。在本实用新型的各种实施方案中,可限制穿孔1710的使用以避免使得舌部1500的结构变弱。

再者,在本实用新型的各种实施方案中,可能理想的是增大或降低触件或迹线的阻抗。示例在下图中被示出。

图18示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图。再者,触件1510和1520可置于包括中间接地层1800的舌部上方。中间接地层1800可包括特征部1810和1820。特征部1810和1820可为降低的凹部、升高的台面或其他类型的特征部。降低的凹部可使得触件1510和1520以及中间接地层1800之间的电容降低以及阻抗增大。升高的台面可使得触件1510和1520以及中间接地层1800之间的电容增大以及阻抗降低。

图19示出了根据本实用新型的实施方案的舌部的一部分的俯视图。在该示例中,特征部1810和1820已并入单个特征部1910中。

还可在连接器中的迹线或互连件的不同部分之间改变共模和差模阻抗。可包括其他结构,诸如开路或短路螺柱。这些阻抗可布置成在这些迹线之间形成分布式元件滤波器。

在本实用新型的这些和其他实施方案中,差模阻抗可保持恒定同时共模阻抗可沿迹线对或差分迹线变化。可使用分布式元件滤波器和传输滤波器技术布置沿差分迹线的共模阻抗的这些变化以形成滤波器来阻挡共模信号同时允许差模信号通过。

通常,为了改变共模阻抗同时保持差分迹线的第一部分与差分迹线的第二部分之间的差模阻抗,可在第一部分和第二部分之间改变两个或更多个参数,诸如间隔、宽度、厚度、介电常数、或其他参数。在一个示例中,可改变宽度和间隔使得它们针对差模阻抗彼此抵消,但是引起沿迹线的共模阻抗的变化。示例在下图中被示出。

图20示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的一部分的俯视图。在该示例中,可改变部分2010中的两个迹线或差分迹线的间隔和宽度。在该示例中,沿线B-B,部分2010中的迹线可比部分2012中沿线A-A的迹线宽。部分2010中的迹线沿线B-B比部分2012中的迹线沿线A-A彼此相距更远。

沿迹线部分2010的共模阻抗可比部分2012的共模阻抗高。这是因为迹线在部分2010中比部分2012中的迹线宽。共模阻抗的这种变化可通过改变部分2010和2012中迹线下方的材料使得它们具有不同介电常数而得到改善。另外,可通过改变迹线或中间接地层的宽度使得了两者之间的距离在部分2010和2012之间变化来改善共模阻抗的变化。在本实用新型的各种实施方案中,可使用具有不同介电常数的不同材料用于材料2020和2030。这可用来进一步改变这两部分之间的共模阻抗。

因此,部分2010和2012之间的共模阻抗可能不同。然而,这些部分的迹线之间的差模阻抗可为部分中的迹线的宽度以及部分中的迹线之间的间隔或距离的函数。因此,由于迹线在部分2012中较窄但是更靠近,而在部分2010中较宽但是相距更远,所以部分2010和2012中的差模阻抗可以匹配。

应当注意,本文所使用的术语距离可为电距离但是不限于纯物理距离。电距离可为居间材料的物理距离和介电常数两者的函数。因此,材料2020和2030的介电常数的不同可改变电距离,尽管部分2010和2012中的迹线之间的物理距离未改变。

以此方式,共模阻抗可沿迹线变化,而差模阻抗可保持相对恒定。可使用分布式元件滤波器和传输滤波器技术布置这些部分以形成滤波器来阻挡共模信号同时允许差模信号通过。

在上述示例中,可改变宽度和间隔使得它们针对差模阻抗彼此抵消,但是引起沿差分迹线的共模阻抗的变化。在本实用新型的其他实施方案中,可改变两个参数来抵消另一参数的变化。例如,可改变差分迹线的部分之间的电介质的变化、迹线的宽度的变化以及迹线的间隔的变化,使得差模阻抗保持恒定同时共模阻抗变化。示例在下图中被示出。

图21示出了根据本实用新型的实施方案的连接器舌部的顶表面的一部分。在该示例中,具有部分2110和2112的两个迹线可形成在舌部的表面上,其中舌部由材料2120形成。材料2120可为塑料、印刷电路板或其他材料。材料2120可在一个或多个部分2130中从迹线部分2112之间去除。这种去除可减小迹线部分2112之间的介电常数。介电常数的这种降低可减小耦合电容,从而增大迹线部分2112之间的差模阻抗。

部分2112中的迹线还可比部分2110中的迹线薄。这还可降低部分2112中的迹线之间的耦合电容,从而进一步增大迹线部分2112之间的差模阻抗。

为了补偿这些增大,部分2112中的迹线还可比部分2110中的迹线更靠近。这可增大部分2112中的迹线之间的耦合电容,从而进一步减小迹线部分2112之间的差模阻抗。可调整这种减小来补偿由迹线引起的差模阻抗的增大,该迹线在其之间具有开口并且在部分2112部分变窄。

尽管差模阻抗在部分2110和2112之间可能恒定,但是共模阻抗可能变化。例如,与迹线部分2112相比,部分2110中的较宽迹线可造成对中间接地层的较高电容,导致较低共模阻抗。

在本实用新型的各种实施方案中,可以各种方式形成开口部分2130。例如,开口部分2130可通过蚀刻、模制、微机械加工、钻孔、空化、激光蚀刻或烧蚀、或通过使用其它制造技术形成。

在本实用新型的各种实施方案中,可通过冲压、金属注射成型、机械加工、微加工、3D打印或其他制造工艺形成连接器插入件和插座的触件、接地层、迹线和其他导电部分。导电部分可由不锈钢、钢、铜、铜钛、磷青铜或其他材料或材料组合形成。它们可镀有或涂覆有镍、金或其他材料。非导电部分可利用注射或其他模制、3D打印、机械加工或其他制造工艺形成。非导电部分可由硅或硅树脂、橡胶、硬橡胶、塑料、尼龙、液晶聚物(LCP)或其它非导电材料或材料组合形成。所使用的印刷电路板可由FR-4、BT或其他材料形成。在本实用新型的许多实施方案中,印刷电路板可由其他衬底替换,诸如柔性电路板。

本实用新型的实施方案可提供可位于或可连接到各种类型的设备,诸如便携式计算设备、平板电脑计算机、台式计算机、膝上型电脑、一体式计算机、可穿戴计算设备、蜂窝电话、智能电话、媒体电话、存储设备、便携式媒体播放器、导航系统、监视器、电源、适配器、遥控设备、充电器和其他设备的连接器。这些连接器可为信号提供路径,所述信号符合各种标准,诸如包括USB-C的通用串行总线(USB)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、以太网、DisplayPort、Thunderbolt、Lightning、联合测试行动小组(JTAG)、测试访问端口(TAP)、定向自动随机测试(DART)、通用异步接收器/发射器(UART)、时钟信号、功率信号、以及已开发、正在开发或将来开发的其他类型的标准、非标准和专有接口及其组合。本实用新型的其他实施方案可提供可用来提供这些标准中的一个或多个标准的一组减少的功能的连接器。在本实用新型的各种实施方案中,这些连接器提供的这些互连路径可用来输送电力、接地、信号、测试点和其他电压、电流、数据或其他信息。

为了例证和描述的目的,呈现了对本实用新型的实施方案的上述描述。其并非旨在为穷尽的,也不旨在将本实用新型限制为所述精确形式,并且根据上述教导内容,许多修改和变型是可能的。该实施方案被选择和描述以充分说明本实用新型的原理及其实际应用,以由此使得本领域的其他技术人员能够充分利用各种实施方案中的并具有适合于所构想的特定用途的各种修改的本实用新型。因此,应当理解,本实用新型旨在涵盖以下权利要求书的范围内的所有修改和等同物。

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