專利名稱：具有衰減共振的接地端子的制作方法
具有衰減共振的接地端子相關(guān)申請(qǐng)的引用本申請(qǐng)要求提交于2008年7月22日序列號(hào)為No. 61/082777的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)參考并入。
背景技術(shù)：
連接器被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，并且這些設(shè)備中有許多是數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于以mbps和更高數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)。電纜組件用于將兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備連接在一起，這是可取的，用以維持通過(guò)電纜組件和對(duì)接接口的阻抗的連續(xù)性，因?yàn)樽杩共黄ヅ浜筒贿B續(xù)能夠產(chǎn)生生成噪音的信號(hào)反射。電纜和印刷電路板是能夠包括單一的、連續(xù)接地的結(jié)構(gòu)例子， 例如，電路板上的大接地平面或電纜上的大范圍屏蔽的形式。這種共享的接地平面的一個(gè)好處是，對(duì)應(yīng)于每個(gè)信號(hào)傳輸線的共用基準(zhǔn)具有共同的電壓電平(例如，沿著傳輸路徑的一個(gè)特定點(diǎn)處，一個(gè)信號(hào)對(duì)有關(guān)的接地與另一個(gè)信號(hào)對(duì)有關(guān)的接地之間的電勢(shì)差趨近于零)。然而，當(dāng)電路板連接到連接器時(shí)，由于各個(gè)信號(hào)對(duì)通常與連接器中不同的接地端子相關(guān)聯(lián)，接地結(jié)構(gòu)在連接器中失去了公共性。由于在用于每個(gè)信號(hào)路徑的接地路徑內(nèi)電阻的不同能量水平，當(dāng)各種接地重新連接時(shí)，它們中的每一個(gè)都趨于具有不同的電壓，并且這些差異會(huì)造成沿著傳輸線傳播的噪音。舉例來(lái)說(shuō)，許多板連接器通常包括兩個(gè)接地端子，它們分別位于作為差分對(duì)的一對(duì)信號(hào)端子的相對(duì)兩側(cè)上。每個(gè)接地端子由于其相對(duì)于差分對(duì)的位置可以具有不同的電勢(shì)?；谄渌盘?hào)對(duì)的位置，每個(gè)接地端子上的電勢(shì)同樣能夠受到影響。因此，相比于其它接地端子，每個(gè)獨(dú)立的接地端子往往有不同的電勢(shì)。當(dāng)這些接地端子再次連接(例如被端接至一個(gè)共用的接地平面)時(shí)，電勢(shì)差產(chǎn)生能夠通過(guò)連接器反射的能量波(產(chǎn)生信號(hào)傳輸對(duì)上的噪音)。所產(chǎn)生的能量波的不斷增加的頻率，使得所產(chǎn)生的能量波的波長(zhǎng)更接近接地端子的分隔電氣長(zhǎng)度。由于所產(chǎn)生的能量波的頻率接近分隔電氣長(zhǎng)度，所產(chǎn)生的能量波將傾向于形成共振，該共振能夠顯著增加所關(guān)注頻率范圍內(nèi)的噪音水平。共振在能夠被稱為共振結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生，該共振結(jié)構(gòu)的邊界可等同于端子從第一點(diǎn)到第二點(diǎn)的分隔電氣長(zhǎng)度，所述第一點(diǎn)處接地導(dǎo)體不再與單一的、連續(xù)的(例如，共享的)接地相關(guān)聯(lián)，而是被替換為分隔開(kāi)的，因而相比于其它接地端子可以具有電勢(shì)，所述第二點(diǎn)處分隔開(kāi)的接地導(dǎo)體是共用的。提供分隔電氣長(zhǎng)度的區(qū)域是在電勢(shì)不平衡發(fā)生之處， 這也是可能產(chǎn)生共振之處。由共振造成的噪音導(dǎo)致了信號(hào)完整性的降低。可以意識(shí)到的是， 縮短連接器能夠有助于增加連接器的共振頻率。然而，實(shí)際上，在如何制得小的連接器并仍然允許連接器實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能方面有很多限制。因此，某些人意識(shí)到可以在更高頻率下實(shí)現(xiàn)功能的連接器系統(tǒng)的重要性。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，提供了一種帶有插卡(paddle card)的連接器，其中該插卡包括第一端和第二端，以及第一接地跡線和第二接地跡線，所述第一接地跡線和第二接地跡線在插卡的第一端上分隔開(kāi)，且在朝向第二端定位的共用區(qū)域處連接。定位在所述第一接地跡線和第二接地跡線之間的是延伸至共用區(qū)域的第三接地跡線。第一接地跡線和第二接地跡線通過(guò)第一衰減元件和第二衰減元件連接到第三接地跡線，所述衰減元件位于距共用區(qū)域預(yù)定的距離處。該衰減元件可以是電阻。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，提供了一種電路板和連接器系統(tǒng)。該連接器包括第一接地端子和第二接地端子。所述第一接地端子和第二接地端子具有有效分隔的電氣長(zhǎng)度。所述連接器被連接到所述電路板，并且所述電路板包括連接到第一接地端子的第一接地跡線和連接到第二接地端子的第二接地跡線。第一接地跡線和第二接地跡線分離地延伸到第一通孔和第二通孔，并且所述第一通孔和第二通孔均被連接到共用的接地平面。第一接地跡線和第二接地跡線進(jìn)一步包括連接到共用的接地平面的衰減連接，在第一接地跡線和第二接地跡線上的所述衰減連接位于距第一通孔和第二通孔預(yù)定的距離處。所述預(yù)定的距離可以被配置為使其相當(dāng)于端子的最大分隔電氣長(zhǎng)度的部分電氣長(zhǎng)度。所述端子可以通過(guò)表面貼裝技術(shù)或通孔安裝技術(shù)連接到接地跡線。


在詳細(xì)描述的過(guò)程中，將頻繁參照附圖，其中圖1是連接器系統(tǒng)的示意圖，示出了定位于其中的導(dǎo)電元件的電氣長(zhǎng)度；圖IA示出了圖1中連接器的圖表；圖2是連接器系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的部分等軸分解視圖；圖3是圖2中電纜連接器的分解視圖；圖3A是部分連接器系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的局部放大視圖，其中所述連接器系統(tǒng)包括有與端子對(duì)接的插卡；圖3B是圖3所示插卡的頂視圖；圖4是插卡的一種實(shí)施方式的透視圖，其具有集成在其中的共振衰減結(jié)構(gòu)；圖5A是圖4的插卡的分解視圖；圖5B是與圖5A相同的視圖，但為清楚起見(jiàn)將其上的共振衰減元件分解；圖6是圖4中電路卡的端部的局部放大視圖；圖7是安裝至電路板的連接器的另一種實(shí)施方式從下方看的透視圖；圖8是圖7的部分分解視圖，從連接器和電路板的上方示出了與電路板部分分隔開(kāi)的連接器；圖9A是圖7所示電路板的底側(cè)的透視圖；圖9B是圖9A所示實(shí)施方式的部分分解視圖；圖9C是圖7所示電路板的底視圖；圖9D是具有連接到接觸焊盤的表面安裝尾部的連接器端子的示意圖，示出了這種連接器端子的電氣長(zhǎng)度Lc;圖9E是與圖9D相同的視圖，但連接器端子具有穿孔尾部；圖10是連接器系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式的透視圖；圖IOA是圖10所示系統(tǒng)的部分分解視圖IOB是圖10所示連接器的分解視圖；圖IOC是圖10所示連接器系統(tǒng)的橫截面透視圖；圖11是圖10的連接器系統(tǒng)中所示出的電路板的透視圖；圖12是電路板的一種實(shí)施方式的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)討論某些特征之前，應(yīng)該注意的是，下面提供的特征可與其它特征結(jié)合使用。因此，本申請(qǐng)并不意圖僅限于所描述的組合，而是意在包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識(shí)到作為替換的額外的組合，即使特定的組合在此沒(méi)有被明確描述或討論。最“基本的傳輸線”由兩個(gè)導(dǎo)體組成。它支持延伸到DC、0Hz的單一的傳播模式。 這種單一的傳播方式通常被稱為單端。當(dāng)添加額外的導(dǎo)體時(shí)，就形成了更為“復(fù)雜的傳輸線結(jié)構(gòu)”。這種更復(fù)雜的傳輸結(jié)構(gòu)可以支持額外的傳播模式。所討論的兩個(gè)傳統(tǒng)的傳播模式是差模和共模。一般來(lái)說(shuō)，添加到傳輸線的導(dǎo)體越多，可支持的模式越多。通常情況下，差模是用于在兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信的傳播有意模式。共模是典型的無(wú)意模式，其由系統(tǒng)中的不完善性來(lái)激勵(lì)。在復(fù)雜的傳輸結(jié)構(gòu)中還可以支持有額外的不合需要的模式。這些模式并沒(méi)有特定的名稱。此外，隨著更多的導(dǎo)體添加到基本的傳輸線，傳播模式就變得越復(fù)雜。單一的傳播模式(即差模)會(huì)有不同的分量，這些分量可能無(wú)法彼此一致地傳播。例如，在G S S G傳輸結(jié)構(gòu)中，這兩個(gè)接地通常電學(xué)上是不理想的。這導(dǎo)致TG1 S S ( 傳輸結(jié)構(gòu)的形成。在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)镚1和(；2之間存在電勢(shì)差，在它們之間會(huì)有一個(gè)模態(tài)分量(modal component)。 換句話說(shuō)，兩個(gè)不同的接地能夠有效地作為在復(fù)雜傳輸結(jié)構(gòu)中的基本的傳輸線。每當(dāng)傳輸線具有一對(duì)中斷點(diǎn)時(shí)，該傳輸線會(huì)有一個(gè)取決于中斷點(diǎn)之間長(zhǎng)度的共振頻率。對(duì)于復(fù)雜的傳輸結(jié)構(gòu)中的基本的傳輸線來(lái)說(shuō)同樣如此。對(duì)于在&和(；2上中斷的& S S ( 的情況，復(fù)雜的傳輸線的G1和(；2之間的模態(tài)分量會(huì)有一個(gè)共振頻率。由這兩個(gè)導(dǎo)體運(yùn)送的能量可能引起共振。因此，部分總模態(tài)能量不能有效地通過(guò)并輸出于傳輸結(jié)構(gòu)的另一側(cè)。這在差分插入損耗中可以看出，在共振頻率處會(huì)表現(xiàn)為“吸出(suck-out)”。這種吸出的深度取決于總模態(tài)能量中由兩個(gè)非理想的接地G1和(；2所支持的相關(guān)部分。關(guān)于這個(gè)討論，任何具有更低復(fù)雜度(導(dǎo)體)的傳輸線結(jié)構(gòu)都是更可取的。印刷電路板具有共用的高速接地參考平面，而與印刷電路板一起使用的連接器具有多個(gè)分離的接地端子。通常這些多個(gè)接地端子連接在兩個(gè)不同的印刷電路板的共用接地平面之間。這會(huì)造成兩個(gè)不合需要的問(wèn)題，連接器內(nèi)多個(gè)不理想的接地以及這些接地到印刷電路板的較為理想的接地的接口。這就導(dǎo)致了連接器內(nèi)離散的非理想接地端子上的能量共振。為了解決這個(gè)共振結(jié)構(gòu)，已開(kāi)發(fā)出了將連接器內(nèi)的接地連接到印刷電路板的共用接地的系統(tǒng)。在一種實(shí)施方式中，提供了一種電路板，其可與電纜組件和板裝連接器一起使用，用于通過(guò)調(diào)節(jié)電路卡或電路板上的接地來(lái)控制連接器和電路卡/電路板等級(jí)上的連接器系統(tǒng)的共振結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的共振。這些開(kāi)口端接地部件通過(guò)單獨(dú)的衰減元件優(yōu)選電阻(應(yīng)當(dāng)指出的是，也可使用提供了類似衰減的其它傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì))被連接，或短路，共同接近這些開(kāi)口。該衰減元件提供了用于吸收一些能量的手段，該能量由于分隔開(kāi)的接地端子的電壓電勢(shì)變化所產(chǎn)生。衰減元件用于調(diào)整插卡上的接地，并且衰減元件靠近連接器之間的邊
7界放置并距離共用區(qū)域足夠遠(yuǎn)以有助于確?？煽康厮p共振能量。另一種實(shí)施方式包括與電纜組件一起使用的插卡，其中該插卡結(jié)合有多個(gè)在共用平面內(nèi)延伸的接地部件，一個(gè)接地部件是主要接地路徑，另一個(gè)接地部件是次要路徑，兩個(gè)路徑通過(guò)一個(gè)或多個(gè)消耗能量的電阻元件短路在一起。這兩個(gè)路徑在共用區(qū)域內(nèi)連接到一起。一個(gè)或多個(gè)電阻元件距共用區(qū)域的距離可以被配置為對(duì)應(yīng)配對(duì)連接器中端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度的至少一部分。圖1圖釋了示例性的連接器系統(tǒng)的示意圖。板5支撐連接器10。多個(gè)端子12被定位在連接器10中并將板5電連接到連接器15。該連接器15支撐邊緣卡17，并且在連接器 15被對(duì)接至連接器10時(shí)，邊緣卡17上的觸頭電連接到端子12。電纜20內(nèi)的電線22被安裝到邊緣卡17，并允許來(lái)自板5的信號(hào)被傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置(例如，未示出的不同的板)。圖IA是示出圖1中系統(tǒng)的額外特征的示意圖。電路板5電連接至連接器10的端子12，并且端子12電連接到插卡17，插卡17電連接至電纜20的電線22。這就允許S+端子和S-端子將信號(hào)發(fā)送通過(guò)使用差分信號(hào)的系統(tǒng)。雖然僅具有差分信號(hào)是理想的，在實(shí)踐中往往有益的是還包括接地回路來(lái)幫助提供控制。信號(hào)對(duì)和接地導(dǎo)體接近，因此形成了橫穿接地的共模信號(hào)。在接地共享的位置(如板5和電纜20上)，電氣結(jié)構(gòu)可以具有連續(xù)的共用接地，信號(hào)跡線或電線可以用作參考并返回到該共用接地。同樣，連接器15也可以包括具有共享或共用接地的插卡。然而，在連接器10的兩側(cè)上均提供共用接地的一個(gè)問(wèn)題是，通常接地在連接器10上分隔開(kāi)。在接地被分隔開(kāi)的位置之間的區(qū)域提供了電氣長(zhǎng)度， 兩個(gè)接地之間的電勢(shì)在該電氣長(zhǎng)度之處可以變化。這種電勢(shì)上的變化可以形成共振結(jié)構(gòu)。 特別地，分隔開(kāi)的接地的每一個(gè)可以相對(duì)于彼此具有電勢(shì)，并且這種電勢(shì)上的變化能夠在接地上形成信號(hào)駐波，因此導(dǎo)致信號(hào)對(duì)上的不期望的噪音。通常情況下，板5和插卡17之間的連接點(diǎn)是在接地被分離到多個(gè)端子12上的位置。已經(jīng)確定的是，接地端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度可用于形成信號(hào)頻率的共振腔，該信號(hào)頻率的波長(zhǎng)接近分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度?？梢砸庾R(shí)到的是，如果共振沒(méi)有被衰減，所產(chǎn)生的駐波可能會(huì)很大。圖2圖釋了電纜連接器100，其可用于與板連接器102對(duì)接，命名為板連接器是因?yàn)樗话惭b在電路板104上，該電路板被安裝在如服務(wù)器、路由器、存儲(chǔ)裝置或類似的電子設(shè)備106內(nèi)。連接器100通常包括電纜108，其內(nèi)容納有多個(gè)信號(hào)傳輸電線109，這些電線成對(duì)地形成各自的差分信號(hào)傳輸對(duì)。電線109能夠被包圍在繞電線109延伸的連續(xù)的金屬屏蔽罩110內(nèi)。電線108被單獨(dú)地端接(終端未示出)至設(shè)置于內(nèi)電路卡115上的電路跡線，該內(nèi)電路卡在本領(lǐng)域和本說(shuō)明書(shū)中被稱為“邊緣卡”或“插卡”。圖3示出了去除連接器殼體117的頂部116的電纜連接器100。兩個(gè)插卡115被示出為堆疊形式，一個(gè)在另一個(gè)上方以預(yù)定的垂直間距隔開(kāi)。這兩個(gè)插卡115被容納在相對(duì)的配對(duì)板連接器102中的一對(duì)卡容納插槽(同樣未示出)內(nèi)，以影響設(shè)備106的電路板104上電線109和電路105之間的連接。因此，可以意識(shí)到的是，插卡包括第一端和第二端，并且包括在第一端和第二端之間延伸的跡線。插卡通常包括至少一個(gè)信號(hào)層與一個(gè)接地層。應(yīng)該指出的是，插卡能夠以類似于制造傳統(tǒng)電路板的傳統(tǒng)多層方式來(lái)構(gòu)造。插卡也可以由模制的絕緣材料形成，其中信號(hào)跡線沿一層(例如，在一側(cè)上)延伸，接地跡線沿著另一層延伸?？梢岳斫獾氖?，使用兩個(gè)或多個(gè)堆疊布置的插卡對(duì)增加連接密度是有益的，但不是必需的。
如圖3所示，可以看出插卡115具有前緣120，其被容納在配對(duì)連接器106的卡接收插槽內(nèi)，這樣，卡115包括在卡115的橫向上間隔開(kāi)布置的多個(gè)接觸焊盤121a、121b。這些接觸焊盤被進(jìn)一步示出為布置成在一對(duì)信號(hào)接觸焊盤121a兩側(cè)有兩個(gè)相鄰的接地接觸焊盤121b?？?15的每一個(gè)都具有在第二端上的后緣124，該后緣與第一端上的前緣120 相對(duì)并在插卡115的縱向上間隔開(kāi)。沿著該后緣124設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電終端焊盤125，每個(gè)這樣的終端焊盤125能夠與電纜108的單個(gè)電線109接觸，并例如通過(guò)焊接或類似方式與電線連接。
如圖3A所示出的，插卡115的接地參考平面被分割成跡線121b形式的多個(gè)接地， 這些跡線121b被配置為接合板連接器106的接地端子130a，其在差分信號(hào)端子對(duì)130b的側(cè)面。端子可以按重復(fù)的G-S-S或G-S-S-G的式樣布置在板連接器102內(nèi)。板連接器的接地端子130a通常在差分信號(hào)端子對(duì)130b的側(cè)面，因此，它們會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)信號(hào)對(duì)的最近的信號(hào)端子以及對(duì)信號(hào)對(duì)的最遠(yuǎn)的信號(hào)端子的親合勢(shì)(affinity)。因此這兩側(cè)接地端子130a 趨于表現(xiàn)出可具有相位差的不同電勢(shì)。不考慮上述相位差，兩個(gè)接地之間的電壓電勢(shì)在共振結(jié)構(gòu)的兩端之間形成能夠來(lái)回反射的信號(hào)。如果插卡被放置在電纜連接器100內(nèi)，接地通常在插卡的前緣(圖1中長(zhǎng)度B和C的接合點(diǎn))附近在插卡內(nèi)是共用的。因此，板連接器的尺寸(長(zhǎng)度B)趨于限制出可以在沒(méi)有遇到共振的條件下使用的最小電氣長(zhǎng)度和相應(yīng)的最大信號(hào)頻率。然而，圖3A和 #b圖釋了電阻元件148的使用，其將中間接地平面(接地部件144a)與兩個(gè)不同的接地跡線121b連接。隨后，在接觸焊盤125被連接至單獨(dú)的電線之前，該中間接地平面和接地跡線一起共用。圖4圖釋了插卡115的一示例性實(shí)施方式，該插卡可被用在連接器中，如連接器 100?？梢砸庾R(shí)到的是，信號(hào)焊盤121a可為分離焊盤，以減少信號(hào)路徑中的阻抗不連續(xù)性， 該信號(hào)焊盤能夠由接地焊盤以G-S-S或G-S-S-G的式樣圍繞。如果是前者，兩對(duì)信號(hào)焊盤之間的接地部件144a可與兩個(gè)不同的接地部件144b共用。信號(hào)焊盤利用通孔151連接到設(shè)置在另一層上的信號(hào)跡線，如下面參照?qǐng)D5A及5B所討論的，其中以分解視圖描繪出了插卡 115。如所描繪的，插卡115包括電路板構(gòu)造領(lǐng)域內(nèi)已知的方式形成的多個(gè)不同的層。 如圖5B所示，其中的一個(gè)層140包括電路跡線層，該電路跡線層包括多個(gè)導(dǎo)電跡線150，該導(dǎo)電跡線在插卡115的相對(duì)的前緣和后緣之間的縱向上延伸，并被用于傳輸信號(hào)，優(yōu)選傳輸穿過(guò)插卡115的差分信號(hào)。這些信號(hào)跡線被示出為端接在穿過(guò)插卡115的各個(gè)層延伸的通孔151中。絕緣層142位于電路跡線層140附近并在其上方(如圖5A及5B所示)，該絕緣層由典型的絕緣電路板材料例如FR4等形成。最后，鄰接絕緣層142設(shè)置有接地平面層 143。還可按需提供其它額外的層，包括接地層和/或信號(hào)層。如圖4和6所示，接地平面層143包括大接地平面144，其在插卡115的前緣120 和后緣124之間縱向延伸。該接地平面144具有一系列形成在其中的縱向狹槽146，所述狹槽146在插卡115的寬度方向上彼此間隔開(kāi)，它們大致在前緣接觸焊盤121a、121b和共用區(qū)域118之間延伸。如所描繪的，共用區(qū)域118靠近卡120的末端定位并被連接到后緣的終端焊盤125。一系列開(kāi)口 127被設(shè)置在接地平面144中，并且這些開(kāi)口限定出信號(hào)接觸焊盤121a可放置在其中的區(qū)域。信號(hào)接觸焊盤121a通過(guò)通孔151連接到信號(hào)跡線150。這些開(kāi)口 127可被視為涵蓋了各對(duì)信號(hào)接觸焊盤121a，并在插卡的前緣處為插卡115的每個(gè)差分信號(hào)傳輸線提供了屏蔽。如圖6所示，狹槽146大致對(duì)齊開(kāi)口 127的側(cè)面149，并接近后緣的終端焊盤125 延伸且終止于共用區(qū)域118，該共用區(qū)域被示出為沿著橫向延伸至狹槽127的線“I” (圖 5B)靠近最后面的范圍或邊緣152。這些狹槽146限定了一系列單獨(dú)的接地部件144，這些接地部件從以距離“L”安裝的衰減元件的位置縱向延伸至接地平面部件144的共用區(qū)域。 第一接地部件和第二接地部件的第一組在連接到端子觸頭(可沿插卡115的前緣120定位)的一端上彼此電隔離。這些第一組接地部件14 包括用作接地觸頭121b (并且可為焊盤)的延長(zhǎng)部分，而另一組接地部件144b終止于觸頭之前。在一實(shí)施方式中，第二組接地部件144b能夠限定后緣158或開(kāi)口 127的邊界。接地部件(或跡線)的第一組和第二組能夠用于環(huán)繞開(kāi)口 127的至少三個(gè)不同側(cè)面上的差分信號(hào)接觸部件121a。然而，在一實(shí)施方式中，后緣158也可以被定位為使得接地部件基本上沒(méi)有延伸超過(guò)衰減元件(例如電阻 148)?；氐綀D1A，如前所述的，接地A和接地B上的電勢(shì)差可以(由于歪斜或其它原因) 獨(dú)立地變化，使得它們之間存在電勢(shì)差。由穿過(guò)連接器的信號(hào)產(chǎn)生的電勢(shì)差橫貫共振結(jié)構(gòu)。 當(dāng)兩個(gè)接地之間的電壓差被迫進(jìn)入單一的接地時(shí)，一部分能量被反射(換句話說(shuō)，它電擊中“壁”并反彈回)為倒置的正弦波，在圖IA中標(biāo)示為“沒(méi)有共振衰減”的雙紐線。由于這種情況發(fā)生在連接器的兩側(cè)(例如，系統(tǒng)中分隔開(kāi)的接地被連接的兩點(diǎn))上，形成了共振結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致駐波。這個(gè)駐波趨于降低被傳輸通過(guò)該傳輸線的信號(hào)的完整性，并且例如能夠形成接地和信號(hào)對(duì)之間的模式轉(zhuǎn)換。在一種實(shí)施方式中，提供一種布置來(lái)衰減這種共振，該布置采用了一系列衰減元件148，其優(yōu)選為電阻(可具有30歐姆值)并被應(yīng)用于插卡115。衰減元件148可沿第二短路線L2彼此對(duì)準(zhǔn)，該第二短路線同樣橫向延伸至接地平面層的狹槽146。在例如狹槽146 的后端的共用區(qū)域118和電阻元件連接到插卡的點(diǎn)之間延伸的電氣長(zhǎng)度L優(yōu)選等于對(duì)應(yīng)期望被減少的頻率的約四分之一波長(zhǎng)的電氣長(zhǎng)度。舉例來(lái)說(shuō)，為了提供對(duì)共振狀況的衰減，電氣長(zhǎng)度L可被設(shè)定為等于分隔開(kāi)的接地端子的相關(guān)聯(lián)的電氣長(zhǎng)度的四分之一(較大的長(zhǎng)度是有效的，但有增加連接器長(zhǎng)度的趨勢(shì)，同時(shí)從衰減的觀點(diǎn)來(lái)看提供了減少的返回率(rate of return))。衰減元件148以一種方式應(yīng)用于插卡115，從而將由中間槽146彼此分隔開(kāi)并由中間槽146限定的單個(gè)的接地部件lMa、144b互連或連接。衰減元件148提供了抑制共振的一種手段，因?yàn)樗鼈兾漳芰坎⑾脑诮拥囟俗由蟼魉偷墓β?。例如，?dāng)信號(hào)離開(kāi)板5并行進(jìn)通過(guò)連接器10時(shí)，信號(hào)遇到電路卡17上的衰減元件并且它的振幅被降低。根據(jù)不同的配置，反射波的振幅可明顯下降，在某些情況下， 可能接近于零。被衰減的波形示出于圖IA中的底部，并被標(biāo)示為“具有共振衰減”。電阻元件148可盡可能靠近接觸焊盤放置，以便減少分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度，并有助于保持連接器的總長(zhǎng)度盡可能短。圖7-9C圖釋了在連接器系統(tǒng)中實(shí)施的共振衰減布置的替代實(shí)施方式。如圖7所示，連接器200包括多個(gè)端子組件201，該端子組件示出為支撐多個(gè)導(dǎo)電端子205的絕緣針座203。端子具有接觸部207，該接觸部被配置為接合相對(duì)的配對(duì)連接器(未示出)的接觸部，并且端子具有在其相對(duì)兩端的尾部209(圖8)，該尾部適于被安裝到電路板211上的穿孔或通孔210中。連接器200具有以皮秒測(cè)量的特定電氣長(zhǎng)度，該電氣長(zhǎng)度等于信號(hào)從端子接觸部207的接觸中心點(diǎn)行進(jìn)到端子的相對(duì)端上的端子尾部209的中心所花費(fèi)的時(shí)間。 對(duì)于下面的討論，連接器電氣長(zhǎng)度將被標(biāo)示為L(zhǎng)c并在圖8中圖示出。如果每個(gè)端子與其它端子分隔開(kāi)，那么定位在連接器200中的一個(gè)接地端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)c。應(yīng)當(dāng)指出的是，在這種式樣的連接器中，端子可被保持為信號(hào)、接地和功能端子的離散組，例如，某些針座可只支撐接地端子，某些針座可只支撐信號(hào)端子，某些針座可只支撐例如電力端子的功能端子。然而，可意識(shí)到的是，這種構(gòu)造并不是必需的。

所描述的實(shí)施方式的連接器200是兩端口連接器，其被設(shè)計(jì)為對(duì)接兩個(gè)相對(duì)的配對(duì)連接器，通常是電子模塊的電路板對(duì)接刀片。也可考慮其它配置，如單端口或多端口的連接器。因此，所描述的特征適用于寬范圍的連接器類型。在一種實(shí)施方式中，延伸到每個(gè)端口的端子在連接器的主體內(nèi)彼此分隔開(kāi)。這種分隔開(kāi)的性質(zhì)也可被提供在配對(duì)電路板中， 然而為了密集目的，通孔通常更緊密地分組聚集在電路板上。如上所指出的，當(dāng)提供分隔開(kāi)的接地端子時(shí)，每個(gè)接地端子能夠有不同的電勢(shì)，并且取決于信號(hào)端子到接地端子的連接，相當(dāng)數(shù)量的能量能夠在接地端子上傳輸。存在的電勢(shì)往往會(huì)在連接器中產(chǎn)生反射和共振(如上所討論的)。端子的尾部被定位在通孔235a中，并且沒(méi)有連接到共用的接地平面。取而代之的是，跡線221從通孔235a延伸至通孔232，且通孔232被連接到共用的接地平面。在兩個(gè)通孔之間，跡線221上設(shè)有第一觸頭227，以及通過(guò)衰減元件223與第一觸頭電連接的第二觸頭227。第二觸頭227電連接至通孔235a，該通孔235a同樣連接至接地平面。因此，在該接地與其它接地仍然分隔開(kāi)的通孔235a處延伸有第一電氣長(zhǎng)度Ip然而，在觸頭227的位置，形成有至接地平面的衰減連接。因?yàn)檫B接器是被衰減的，其趨于將接地和接地平面之間由于電勢(shì)而可能存在的能量吸收并轉(zhuǎn)換為熱量。此外，由于這種衰減連接是電距離12， 其可為連接器內(nèi)接地端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度(有效距離為至少Lc加上L1)的四分之一 (1/4)，接地端子和接地平面之間最終的未衰減連接是足夠遠(yuǎn)離的，以允許能量通過(guò)衰減元件來(lái)吸收。換句話說(shuō)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)衰減元件至接地平面的連接點(diǎn)是首先遇到的，而另一連接點(diǎn)顯現(xiàn)為電遠(yuǎn)離，能量趨于行進(jìn)通過(guò)衰減元件。因此可以是電阻元件的衰減元件允許能量消散為熱量，并且顯著減少(甚至消除)過(guò)多的電能量。因而，系統(tǒng)呈現(xiàn)出不期望共振的減少或消除。通過(guò)確定連接器內(nèi)接地端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度并配置I2或I4以使它們大約為分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度總和的四分之一，電路板可被調(diào)諧為特定的連接器系統(tǒng)。應(yīng)注意的是，對(duì)于某些連接器設(shè)計(jì)，與接地端子的分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)的共振問(wèn)題并不顯著，由I2和 I4提供的電氣長(zhǎng)度能被配置用于其它感興趣的頻率。這種相同的方法還可利用被配置為提供電氣長(zhǎng)度I3和I4的跡線來(lái)實(shí)現(xiàn)。因而， 可以意識(shí)到的是，將接地端子通孔235a連接到通孔232的跡線221能夠是曲折的或以相對(duì)筆直的路徑延伸，通孔232將跡線以未衰減的方式連接到接地平面。應(yīng)指出的是，如所描繪的，通孔232接近邊緣，例如邊緣250。然而，可以理解的是，跡線到接地平面的連接不必在靠近電路板的邊緣位置。應(yīng)注意的是，分隔開(kāi)的電氣長(zhǎng)度Lc由端子幾何形狀和由對(duì)應(yīng)連接器提供的平均介電常數(shù)來(lái)確定，并且是信號(hào)從端子500的觸頭端501傳輸?shù)狡湮捕?02所花費(fèi)的時(shí)間。例如，如圖9D所示，表面安裝端子的電氣長(zhǎng)度Lc能夠被限定為從圖9D中端線CLCP示出的端子觸頭端501的中心傳輸?shù)浇佑|焊盤Lcpad的中心所花費(fèi)的時(shí)間。圖9E示出了穿孔端子， 該端子的Lc能夠被限定為信號(hào)從觸頭端CLCP的中心傳輸?shù)脚c電路板106的表面齊平的穿孔尾部的中心所花費(fèi)的時(shí)間。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖10-12，示出了共振衰減系統(tǒng)300的另一實(shí)施方式，其適于與表面安裝型連接器一起使用。如所示的，連接器302被安裝在電路板304上。插卡301被示出在安裝位置，而連接器支撐插卡301的部分出于清楚的目的被省略?？梢砸庾R(shí)到的是，用于支撐插卡的連接器有大量的變例，這里所公開(kāi)的并不意圖限定。連接器302以簡(jiǎn)化的方式示出，因?yàn)轭~外的特征典型地用于將插卡301支撐就位。 例如，沒(méi)有限定可由連接器302支撐多排端子。應(yīng)注意的是，連接器302可被配置為支撐多排端子，且每排端子會(huì)安裝在電路板上對(duì)應(yīng)排焊盤309上。連接器302包括被保持在絕緣殼體308內(nèi)的導(dǎo)電端子306。連接器300的端子被預(yù)配置為用作信號(hào)端子或接地端子，這意味著某一些端子被指定為傳輸差分信號(hào)，而另一些端子傳輸接地信號(hào)。差分信號(hào)端子被布置為成對(duì)的信號(hào)端子，每個(gè)這樣的端子對(duì)典型地位于一對(duì)接地端子的側(cè)面。端子具有在設(shè)置其相對(duì)兩端的明顯不同的接觸部310和尾部311，并且在該實(shí)施方式中的尾部311包括表面安裝腳部312。端子306能夠在端子內(nèi)成組地隔開(kāi)，例如，端子可按例如重復(fù)的G-S-S式樣交叉穿過(guò)連接器布置。如上所指出的，接地端子的分隔開(kāi)的長(zhǎng)度是感興趣的一個(gè)特征。由于插卡通常包括在一部分插卡長(zhǎng)度上的共用接地平面，接地端子的分隔開(kāi)的部分的長(zhǎng)度開(kāi)始于插卡301 分成焊盤301a處的通孔301b。因而插卡為特定接地端子的總分隔電氣長(zhǎng)度提供了電氣長(zhǎng)度15。分隔開(kāi)的長(zhǎng)度繼續(xù)通過(guò)長(zhǎng)度16，該長(zhǎng)度I6表示連接器302內(nèi)端子306的電氣長(zhǎng)度。 端子接觸焊盤315，并且端子的有效分隔長(zhǎng)度延伸額外的長(zhǎng)度I7直到其到達(dá)衰減元件348。如所描繪出的，主要接地跡線314和次要接地跡線316與各個(gè)表面安裝接地端子尾部相關(guān)聯(lián)。主要接地跡線314從導(dǎo)電接觸焊盤315延伸。如所描繪出的，主要接地跡線 314以直線延伸，但應(yīng)注意的是，如果需要的話，也可提供曲折的路徑。次要接地跡線316位于主要接地跡線附近，并且在次要接地跡線316和主要接地跡線314之間設(shè)有間隙317，且通過(guò)衰減元件148(可為電阻)橋接?？梢砸庾R(shí)到的是，電路板304可包括接地平面318，該接地平面由中間絕緣層319與主要接地跡線314(以及次要接地跡線316)間隔開(kāi)。可以意識(shí)到的是，可按需增加額外的層。第一通孔320將次要接地跡線316連接至接地平面318，第二通孔321將主要接地跡線連接至接地平面318。主要跡線314可包括用于連接至次要接地跡線316的接觸凸壁314a，以及在主要接地跡線和次要接地跡線之間設(shè)置的間隙317，從而衰減元件348 (例如電阻)可電橋接間隙317，并將主要接地跡線314電連接至次要接地跡線316。電連接主要跡線和次要跡線的位置到第二通孔之間的距離提供了電氣長(zhǎng)度18。該距離可被配置為使得電氣長(zhǎng)度I8(皮秒)為分隔電氣長(zhǎng)度(例如I5+I6+I7)的大約1/4。然而，如上所指出的， 如果要被衰減的共振相比于對(duì)應(yīng)分隔電氣長(zhǎng)度的頻率較高，則長(zhǎng)度I8可被進(jìn)一步減少。因此，回過(guò)來(lái)參照?qǐng)D1，可意識(shí)到的是，在結(jié)構(gòu)中(例如連接器10中)所允許的共振能夠在結(jié)構(gòu)的任一側(cè)上得到補(bǔ)償。此外，共振補(bǔ)償?shù)臉?gòu)造可取決于特定系統(tǒng)中所感興趣的頻率來(lái)變化。換句話說(shuō)，所感興趣的頻率和最終的預(yù)定電氣長(zhǎng)度可按需設(shè)定。
在此提供的公開(kāi)內(nèi)容根據(jù)其優(yōu)選和示例性的實(shí)施方式描述特征。通過(guò)閱讀該公開(kāi)內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)得知在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍和精神內(nèi)的眾多其它實(shí)施方式、改進(jìn)和變型 。
權(quán)利要求
1.一種連接器系統(tǒng)，其包括殼體；插卡，其由所述殼體支撐，所述插卡包括第一端和第二端，并且具有第一層和第二層， 所述第一端被配置來(lái)接合端子；第一接地跡線和第二接地跡線，所述第一接地跡線和第二接地跡線位于所述第一層上，并分別從朝向所述第一端定位的第一接地接觸焊盤和第二接地接觸焊盤延伸至朝向所述第二端定位的共用區(qū)域，所述第一接地跡線和第二接地跡線在所述第一端分隔開(kāi)而在所述共用區(qū)域連接在一起；第三接地跡線，其在所述第一接地跡線和所述第二接地跡線之間位于所述第一層上， 并從后緣延伸至所述共用區(qū)域；所述第三接地跡線在所述后端和所述共用區(qū)域之間與所述第一接地跡線和所述第二接地跡線分隔開(kāi)；以及第一衰減元件和第二衰減元件，所述第一衰減元件和第二衰減元件分別將所述第一接地跡線和第二接地跡線連接到所述第三接地跡線，所述第一衰減元件和第二衰減元件位于離所述共用區(qū)域預(yù)定的距離處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括帶有第一端和第二端的電纜，所述第一端連接至所述連接器，所述電纜包括接地屏蔽，所述接地屏蔽電連接至所述共用區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二連接器，所述第二連接器在所述第二端上連接至所述電纜，所述第二連接器被配置為第一連接器并被連接到所述電纜的所述接地屏蔽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一衰減元件和第二衰減元件更靠近所述第一端而不是所述第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定的距離被設(shè)定為等于預(yù)定頻率的波長(zhǎng)的四分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述第一接觸焊盤和第二接觸焊盤之間的兩個(gè)信號(hào)接觸焊盤，所述兩個(gè)信號(hào)接觸點(diǎn)被連接到設(shè)置在所述第二層上的信號(hào)跡線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三接地跡線延伸到所述衰減元件連接至所述第三接地跡線的位置和所述兩個(gè)信號(hào)接觸點(diǎn)之間的一點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述衰減元件包括電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述衰減元件沿著垂直于所述插卡的縱軸延伸的直線定位，所述縱軸從所述第一端延伸到所述第二端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述第一層上的第四接地跡線、第五接地跡線和第六接地跡線，所述第四接地跡線和第五接地跡線被配置為相對(duì)于彼此的布置基本上與所述第一接地跡線和第二接地跡線的布置相同，所述第四接地跡線和第五接地跡線與所述第一接地跡線和第二接地跡線間隔開(kāi)，所述第六接地跡線位于所述第四接地跡線和第五接地跡線之間并被配置為基本上與所述第三接地跡線相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述插卡結(jié)構(gòu)選自于多層電路卡和單一絕緣層構(gòu)成的組中，所述單一絕緣層具有在第一側(cè)上的所述第一層和在第二側(cè)上的所述第一層。
12.—種共振衰減系統(tǒng)，其包括 電路板，所述電路板包括第一端子觸頭、第一通孔、第二通孔和接地平面，所述第一通孔和所述第二通孔連接所述接地平面，并且所述第一端子觸頭與所述接地平面絕緣；第一接地跡線，其從所述第一端子觸頭延伸至所述第一通孔； 第二接地跡線，其從所述第二通孔延伸；以及第一衰減元件，其連接所述第一接地跡線和所述第二接地跡線，所述衰減元件被定位為提供從所述衰減元件到所述第一通孔的預(yù)定電氣長(zhǎng)度；以及連接器，其被安裝在所述電路板上，所述連接器包括連接到所述第一端子觸頭的第一接地端子，所述第一接地端子具有有效分隔電氣長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定電氣長(zhǎng)度為所述接地端子的有效分隔電氣長(zhǎng)度的大約四分之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述端子觸頭選自于接觸焊盤和穿孔構(gòu)成的組中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述衰減元件為電阻。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二端子觸頭、第三通孔和第四通孔，所述第三通孔和所述第四通孔連接所述接地平面，并且所述第二端子觸頭與所述接地平面絕緣；第三接地跡線，其從所述第二端子觸頭延伸至所述第三通孔； 第四接地跡線，其從所述第二第四通孔延伸；以及第二衰減元件，其連接所述第三接地跡線和所述第四接地跡線，所述衰減元件被定位為提供從所述第二衰減元件到所述第三通孔的預(yù)定電氣長(zhǎng)度，其中，所述連接器包括連接至所述第二端子觸頭的第二接地端子，所述第二接地端子具有所述有效分隔電氣長(zhǎng)度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接器被安裝在所述電路板的第一側(cè)上，所述第一衰減元件和第二衰減元件位于所述電路板的第二側(cè)上。
18.一種電路卡，其包括絕緣層，其從第一邊緣延伸到第二邊緣；第一接地接觸焊盤和第二接地接觸焊盤，所述第一接地接觸焊盤和第二接地接觸焊盤在一對(duì)信號(hào)接觸焊盤的相對(duì)兩側(cè)上沿著所述第一邊緣定位；第一接地跡線，其從所述第一接地接觸焊盤延伸至共用區(qū)域； 第二接地跡線，其從所述第二接地接觸焊盤延伸至所述共用區(qū)域； 第三接地跡線，其具有后緣，并位于所述第一接地跡線和所述第二接地跡線之間且延伸至所述共用區(qū)域；以及第一衰減元件和第二衰減元件，所述第一衰減元件和第二衰減元件將所述第三接地跡線分別連接至所述第一接地跡線和所述第二接地跡線，所述第一衰減元件和第二衰減元件位于離所述共用區(qū)域預(yù)定的距離處。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路卡，其特征在于，還包括位于由所述第一接地接觸焊盤和第二接地接觸焊盤形成的排中的第三接地接觸焊盤和第四接地接觸焊盤，其中第四接地跡線、第五接地跡線和第六接地跡線位于所述絕緣層上，所述第四接地跡線連接至所述第三接地接觸焊盤而所述第五接地跡線連接至所述第四接地接觸焊盤，所述第四接地跡線和第五接地跡線被配置為相對(duì)于彼此的布置基本上與所述第一接地跡線和第二接地跡線的布置相同，所述第四接地跡線和第五接地跡線與所述第一接地跡線和第二接地跡線間隔開(kāi)，所述第六接地跡線位于所述第四接地跡線和所述第五接地跡線之間，并被配置為基本上與所述第三接地跡線相同。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路卡，其特征在于，所述衰減元件為電阻。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電路卡，其特征在于，所述電阻具有大約30歐姆的值。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路卡，其特征在于，所述預(yù)定的距離被配置為提供了與所述電路卡相匹配的接地端子的分隔電氣長(zhǎng)度的四分之一的電氣長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種共振衰減系統(tǒng)。在一種實(shí)施方式中，接地跡線可通過(guò)例如電阻之類的衰減元件與未衰減連接相距預(yù)定的距離連接到共用平面或接地平面。連接器內(nèi)的接地端子具有分隔電氣長(zhǎng)度，其允許在接地端子和共用接地之間存在電勢(shì)。當(dāng)接地端子連接到接地跡線，可為電阻的衰減元件有助于將行進(jìn)通過(guò)接地端子的能量轉(zhuǎn)換成熱量，從而減少或防止連接器中的共振狀況。
文檔編號(hào)H01R13/646GK102160245SQ200980129434
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者帕特里克·R·卡謝, 肯特·E·雷尼爾 申請(qǐng)人:莫列斯公司