技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣電纜終端，更具體地說，涉及通常用于在電子設(shè)備中傳輸高頻率信號的控制阻抗電纜終端。

背景技術(shù)：

電纜終端的目的是提供從電纜到電氣裝置的互連并且提供電纜與其操作環(huán)境之間的可分離的電氣互連。可分離性的特征意味著所述電纜不是通過永久性機械方法(例如，焊接或粘合)互連的，而是通過臨時的機械方法互連的。

目前電纜是使用常規(guī)類型的連接器終止的，所述連接器也是控制阻抗，例如，SMA(超小型版本A(SubMiniature Version A))連接器，或者電纜是焊接到印刷電路板(PCB)的，所述印刷電路板隨后單獨地連接到工作環(huán)境。SMA連接器(同時是通常與電纜相同的阻抗環(huán)境)具有阻抗失配，所述阻抗失配引起電纜與連接器以及連接器與其工作環(huán)境(例如，PCB)之間的接口的點處的高頻衰減。此外，這些電纜終端通常需要PCB中的通孔用于安裝，并且因此它可能不易于設(shè)計最佳可能的控制阻抗環(huán)境。這些類型的電纜終端通常用于單條電纜并且需要大量的PCB區(qū)域以終止，從而減少連接的密度容量。

現(xiàn)有技術(shù)的另一形式是使用兩個獨立部分以將若干電纜匹配到其電氣環(huán)境的系統(tǒng)。此系統(tǒng)使用通常焊接到印刷電路板的一個部分以及通常與若干電纜匹配的另一部分。這兩個部分可以插在一起從而形成控制阻抗互連。這些系統(tǒng)是更好地控制的阻抗環(huán)境，但是在電纜可以使用的密度方面具有局限性。也就是說，所述電纜需要在它們之間的最小間隔以獲得控制阻抗環(huán)境并且因此在給定的區(qū)域中僅有少量電纜可以終止。

在第7，544，093號美國專利中公開的現(xiàn)有技術(shù)的另一形式是采用可移除的電纜的系統(tǒng)，所述電纜借助于彈簧固持到所述裝置。所述電纜具有終端，所述終端使得信號導(dǎo)體從電纜終端突出。所述終端隨后借助于彈簧按壓到所述裝置并且電纜的接地屏蔽是通過導(dǎo)電的橡膠接地屏蔽連接到所述裝置的，所述橡膠接地屏蔽將終端接地短接到裝置接地。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是用于終止控制阻抗電纜的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法使用兼容的接觸元件在終止時使終止的不利的電氣效果最小化。

本發(fā)明包含采用兼容的電氣觸點的電纜終端器，以在控制阻抗電纜(在下文中，簡單地稱為“電纜”)與另一裝置之間提供接口。所述總成是通過在壓縮的方向上的壓縮力可移除地附接到電氣裝置的，所述壓縮力通常由可以不將所述總成和裝置線性地壓縮在一起的千斤頂螺絲提供。兼容觸點補償了電氣裝置的傳導(dǎo)點之間的非共面性。

終端器的每個實施例包含：導(dǎo)電接地區(qū)塊，用于通過其接地屏蔽緊固電纜并且提供共同的接地；一個或多個兼容信號觸點，用于在電纜中心導(dǎo)體與電氣裝置之間形成電氣連接；可選的兼容接地觸點，用于在接地區(qū)塊與裝置的接地平面之間形成電氣連接；以及安裝到所述接地區(qū)塊的固持觸點的板。

所有電纜的接地屏蔽電連接到接地區(qū)塊。本發(fā)明構(gòu)想出若干不同的方法來實現(xiàn)此目的，包含焊接電纜接地屏蔽、卷曲接地屏蔽、用導(dǎo)電粘合劑灌注、插入模制、壓配加固的接地屏蔽、穿線以及扭鎖。一旦電纜錨固在接地區(qū)塊中，那么對接地區(qū)塊面部和電纜端部進行敷料以制成與兼容觸點的可靠的電氣接觸。敷料可以包含通過一些機械方法的拋光，例如通過銑削、研磨或砂磨，從而確保電纜中心導(dǎo)體放置在相對于接地區(qū)塊面部的已知的深度處。

用于本發(fā)明的實例兼容觸點包含彈簧探針、導(dǎo)電橡膠觸點、絨毛按鈕觸點、沖壓金屬觸點、化學(xué)蝕刻觸點，以及偏斜線圈觸點。

板固持觸點。板的特征包含鄰接接地區(qū)塊面部的面部表面、通常鄰接裝置的裝置表面，以及用于觸點的至少一個貫穿孔隙。每個孔隙具有接地區(qū)塊面部開口和裝置面部開口。用于信號觸點的孔隙與接地區(qū)塊中的對應(yīng)的電纜孔對齊。

電纜中心導(dǎo)體通過兼容信號觸點連接到電氣裝置的信號導(dǎo)電點。在大多數(shù)構(gòu)造中，信號觸點是由多個接地觸點圍繞的，所述接地觸點以非常接近地模擬電纜的阻抗環(huán)境的模式將接地區(qū)塊或電纜屏蔽連接到裝置?？梢酝ㄟ^改變接地觸點相對于信號觸點的位置或通過改變絕緣材料來改變系統(tǒng)的阻抗。

偏斜線圈觸點是捕獲在板中的貫穿孔隙中的?？紫毒哂休^大的中心部分，所述中心部分在鄰近于接地區(qū)塊的側(cè)面處變窄為較小的區(qū)塊開口，并且在另一端部變窄為較小的裝置開口。觸點引線的長度使得引線從開口中延伸。或者，區(qū)塊開口與中心部分一樣寬。視情況，中心導(dǎo)體和裝置以及對應(yīng)的觸點引線之間的接觸面積可以由觸點捕獲在其中的一對導(dǎo)電凸臺增大，所述凸臺與電纜中心導(dǎo)體一樣寬。視情況，孔隙的剩余空間填充有兼容點導(dǎo)電彈性體，所述彈性體增加了彈性并且有助于線圈環(huán)路的電短路。

絨毛按鈕觸點是圓柱形的并且被迫使進入到在中心比在端部要窄的孔隙中。觸點端部從板延伸。

用于信號觸點的導(dǎo)電橡膠觸點可以是圓柱形，其具有在孔隙中配適在環(huán)形突起中的位于中心的環(huán)形凹口。觸點端部從板延伸。用于接地觸點的導(dǎo)電橡膠觸點可以與信號觸點的結(jié)構(gòu)相同或者可以是圓形的圍繞信號觸點的。

蝕刻或沖壓觸點是C形狀的導(dǎo)電材料的條帶，其捕獲在C形孔隙中。

中心導(dǎo)體與信號觸點之間的電氣連接以及接地區(qū)塊與接地觸點之間的電氣連接是壓縮連接。通過將觸點安裝在板中，板被安裝到具有機械附件的接地區(qū)塊上，從而迫使信號觸點的端部抵靠著中心導(dǎo)體的端部并且接地觸點的端部抵靠著接地區(qū)塊?；蛘撸行膶?dǎo)體與信號觸點之間的電氣連接是焊接連接?；蛘撸行膶?dǎo)體的端部形成到類似于偏斜線圈觸點的兼容彈簧中。

所述板可以是絕緣的或?qū)щ姷?。絕緣板是由非導(dǎo)電材料制成的。導(dǎo)電板優(yōu)選地由耦接接地觸點的導(dǎo)電金屬組成，從而將更加精確的阻抗匹配提供給信號觸點。信號觸點是通過絕緣居中插塞或非導(dǎo)電涂層與導(dǎo)電板絕緣的。

或者，信號觸點孔隙位于導(dǎo)電凸臺中。凸臺由絕緣環(huán)圍繞，所述絕緣環(huán)使凸臺與導(dǎo)電板絕緣。

還揭示了用于將電纜組裝到接地區(qū)塊的方法和設(shè)備，使得電纜在極小的公差內(nèi)是相同長度的。為了促進所述方法，使用具有框架、連接器卡具、區(qū)塊卡具和支腿的焊接夾具?？蚣芡ǔＪ蔷匦蔚牟⑶掖怪钡卣玖⒌?。連接器卡具安裝到框架的下部交叉件。區(qū)塊卡具安裝到框架的上部交叉件。四條支腿以距離水平方向至少10°的角度在大體上相對方向上從框架的底部轉(zhuǎn)角延伸，因此它們防止框架跌落但是允許使用者傾斜框架。

連接器卡具在遠離要將電纜的另一端焊接到接地區(qū)塊的固定距離處鎖定電纜連接器。連接器卡具將連接器鎖定在向上地開口的弧形中，使得電纜到接地區(qū)塊的長度相同。

接地區(qū)塊是面部向上緊固到區(qū)塊卡具的，所述區(qū)塊卡具緊固到上部交叉件。張力板被安裝到上部交叉件。千斤頂螺絲被擰入到張力板的端部處的孔中。

電纜護套被剝除并且剝除部分通過接地區(qū)塊中的孔和張力板中的對應(yīng)的電纜孔得到供給。螺旋彈簧放置在每條電纜上并且套管緊密地緊固到電纜。

在將連接器放在連接器卡具中之后，收緊千斤頂螺絲直到在電纜上存在足夠的張力為止。每個電纜屏蔽被焊接所述接地區(qū)塊。成角度的支腿允許使用者傾斜夾具，從而更容易地接入接地區(qū)塊的每個側(cè)面。在焊料和接地區(qū)塊已經(jīng)充分冷卻之后，松開千斤頂螺絲，并且移除套管、彈簧和張力板。接地區(qū)塊從框架移除并且連接器從連接器卡具移除。

接地區(qū)塊面部是通過砂磨、銑削、刨削、刮削、拉削或任何其他適合的方法以光滑的并且均勻的平坦的方式加工完成。

通過以下附圖和具體實施方式本發(fā)明的目的將變得顯而易見。

附圖說明

為了更加全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和目標，將參考附圖，其中：

圖1是用于與同軸電纜一起使用的本發(fā)明的電纜終端總成的等距視圖；

圖2是連接到裝置的圖1的電纜終端總成的正視圖；

圖3是連接到裝置的電纜終端總成的截面詳細視圖；

圖4是圖1的電纜終端總成的側(cè)視圖；

圖5是圖1的電纜終端總成的分解視圖；

圖6是沿線A-A截取的圖2的電纜終端總成的俯視截面圖；

圖7是沿線B-B截取的圖3的電纜終端總成的前視截面圖；

圖8是將電纜可移除地附接到接地區(qū)塊的方法的截面圖；

圖9是將電纜可移除地附接到接地區(qū)塊的另一方法的截面圖；

圖10是示出了板的共同特征的截面圖；

圖11是成角度的接地區(qū)塊的等距視圖。

圖12是直角接地區(qū)塊的等距視圖。

圖13是平行接地區(qū)塊的等距視圖。

圖14是具有絕緣板的圖1的電纜終端總成的仰視圖；

圖15是在C處截取的圖14的同軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖16是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與具有鏡像片的絕緣板接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖17是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與具有不對稱片的絕緣板接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖18是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與具有伸長的中心部分的絕緣板接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖19是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與絕緣板和導(dǎo)電凸臺接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖20是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與絕緣板接觸的絨毛按鈕的同軸電纜終端；

圖21是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與絕緣板接觸的導(dǎo)電橡膠觸點的同軸電纜終端；

圖22是在E-E處截取的圖21的截面圖；

圖23是在F-F處截取的圖22的截面圖；

圖24是使用嵌入在絕緣板中的沖壓或蝕刻觸點的圖1的電纜終端總成的仰視圖；

圖25是在H處截取的圖24的同軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖26是在安裝在接地區(qū)塊上之前的圖24的板的截面圖；

圖27是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用嵌入在絕緣板中的沖壓或蝕刻觸點的同軸電纜終端；

圖28是使用具有絕緣板的圖13的接地區(qū)塊的電纜終端總成的分解視圖；

圖29是使用具有絕緣板的圖13的接地區(qū)塊的電纜終端總成的截面圖；

圖30是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用用于接地觸點的偏斜線圈觸點和用于與絕緣板信號接觸的成形電纜中心導(dǎo)體的同軸電纜終端；

圖31是具有用于信號觸點的同軸電纜、導(dǎo)電板和絕緣插塞的圖1的電纜終端總成的仰視圖；

圖32是具有用于信號觸點的導(dǎo)電板和絕緣插塞的在J處截取的圖31的同軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖33是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與用于信號觸點的導(dǎo)電板和絕緣插塞接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖34是具有用于信號觸點的同軸電纜、導(dǎo)電板、電介質(zhì)環(huán)和導(dǎo)電凸臺的圖1的電纜終端總成的仰視圖；

圖35是具有用于信號觸點的導(dǎo)電板、電介質(zhì)環(huán)和導(dǎo)電凸臺的在K處截取的圖34的同軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖36是在D處截取的圖7的詳細視圖，示出了使用與用于信號觸點的導(dǎo)電板、電介質(zhì)環(huán)和導(dǎo)電凸臺接觸的偏斜線圈的同軸電纜終端；

圖37是用于與雙軸電纜一起使用的本發(fā)明的電纜終端總成的等距視圖；

圖38是圖37的電纜終端總成的正視圖；

圖39是沿線M-M截取的圖38的電纜終端總成的俯視截面圖；

圖40是圖37的電纜終端總成的側(cè)視圖；

圖41是沿線N-N截取的圖40的電纜終端總成的前視截面圖；

圖42是具有絕緣板的圖37的電纜終端總成的仰視圖；

圖43是具有絕緣板的在R處截取的圖42的電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖44是在P處截取的圖41的詳細視圖，示出了使用具有絕緣板的偏斜線圈觸點的雙軸電纜終端；

圖45是具有用于信號觸點的雙軸電纜、導(dǎo)電板和絕緣插塞的圖37的電纜終端總成的仰視圖；

圖46是在S處截取的圖45的雙軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖47是在P處截取的圖41的詳細視圖，示出了使用用于信號觸點的偏斜線圈觸點、導(dǎo)電板和絕緣插塞的雙軸電纜終端；

圖48是具有用于信號觸點的雙軸電纜、導(dǎo)電板和絕緣插塞的圖37的替代性電纜終端總成的仰視圖；

圖49是在T處截取的圖48的替代性雙軸電纜終端總成的底部的詳細視圖；

圖50是在P處截取的圖41的詳細視圖，示出了圖48的替代性雙軸電纜終端；

圖51是具有電纜和接地區(qū)塊的本發(fā)明的焊接夾具的等距視圖；

圖52是圖51的夾具的正視圖；

圖53是圖51的夾具的側(cè)視圖；

圖54是圖52的連接器卡具的詳細視圖；

圖55是附接有接地區(qū)塊的圖52的區(qū)塊卡具和張力板的詳細視圖；

圖56是通過區(qū)塊和張力板的電纜的詳細視圖；

圖57是安裝在電纜上的螺絲和套管的詳細視圖；以及

圖58是承受張力的張力板的詳細視圖。

具體實施方式

本申請案特此通過引用并入有第61/550,543號美國臨時專利申請案的全文，本申請案的部分是基于所述美國臨時專利申請案的。

本發(fā)明是用于終止控制阻抗電纜的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法通過在終止時使用兼容的或可壓縮的接觸元件使終止的不利的電氣效果最小化。通過本發(fā)明，阻抗失配得到了最小化，使得電纜在高頻率信號范圍內(nèi)更加有用。本發(fā)明可以與內(nèi)部導(dǎo)體與接地屏蔽之間的阻抗是受到控制的任何電纜結(jié)構(gòu)一起使用。

此外，本發(fā)明增大了控制阻抗電纜可以使用的密度。也就是說，通過本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)的終端相比更多電纜可以按給定量的間隔終止。另外，本發(fā)明的組件之間的接口可以不需要安裝通孔，這可以進一步提高密度容量。

本發(fā)明需要電纜端部的適當?shù)姆罅希沟幂^小的兼容觸點可以用于單獨地將控制阻抗電纜互連到使用者需要的任何電氣裝置。一個主要實例是連接必須在高頻下彼此通信的兩個印刷電路板，例如連接計算機中央處理PCB與其隨機存取存儲器PCB或另一中央處理PCB。

如圖1到圖5中所示，本發(fā)明包含電纜終端器10，所述電纜終端器采用兼容電氣觸點12、14以在控制阻抗電纜(在下文中，簡單地稱為“電纜”)30與另一裝置2之間提供接口，所述另一裝置通常是集成電路(IC)或印刷電路板(PCB)。如下文所述終端器10安裝在電纜30上。終端器10和電纜的組合被稱作電纜終端總成8。如圖2和圖3中所示，總成8通過壓縮方向24上的壓縮力22可移除地附接到電氣裝置2。通常，千斤頂螺絲26提供壓縮力22。千斤頂螺絲26可以不將總成8和電氣裝置2線性地壓縮在一起。兼容觸點12、14促進電纜30與電氣裝置2之間的充分連接，補償電氣裝置2的傳導(dǎo)點4中的非共面性。

本發(fā)明是用于具有一個或多個中心導(dǎo)體的控制阻抗電纜的。同軸電纜30具有由電介質(zhì)34圍繞的中心導(dǎo)體32，其中接地參考屏蔽36位于電介質(zhì)34外部。視情況，護套38覆蓋屏蔽36。雙軸電纜30具有由電介質(zhì)34圍繞的兩個中心導(dǎo)體32，其中接地參考屏蔽36位于電介質(zhì)34的外部并且護套38覆蓋屏蔽36。具有兩個以上中心導(dǎo)體的電纜是可供使用的。雖然未具體描述，但是本發(fā)明可以適用于容納具有兩個以上中心導(dǎo)體的電纜。

本發(fā)明的終端器10具有若干實施例。每個實施例包含：導(dǎo)電接地區(qū)塊16，用于通過其接地屏蔽36緊固電纜30并且提供共用接地；一個或多個兼容信號觸點12，用于在電纜中心導(dǎo)體32和電氣裝置2之間形成電氣連接；可選的兼容接地觸點14，其用于在接地區(qū)塊16與裝置2的接地平面之間形成電氣連接；以及板18，其安裝到固持觸點12、14的接地區(qū)塊16。

為了生產(chǎn)總成8，所有電纜30的接地屏蔽36是電連接到接地區(qū)塊16的。本發(fā)明構(gòu)想出若干種不同的方法來實現(xiàn)它。接地屏蔽36可以焊接到接地區(qū)塊16中的孔40中。電纜護套38是剝除掉至少接地區(qū)塊孔40的長度的。電纜30是插入到孔40中直到護套38的端部的，并且屏蔽36焊接到接地區(qū)塊16。

或者，電纜30可以卷入接地區(qū)塊孔40中。在將護套38剝除掉之后，將電纜30插入到孔40中。孔40可以具有路徑，通過所述路徑在將電纜30插入到路徑的尺寸小于電纜30的尺寸的點處之后電纜30在幾何學(xué)上發(fā)生改變的延伸，由此將電纜30錨定到接地區(qū)塊16并且將屏蔽36電連接到接地區(qū)塊16。

將電纜30錨固到接地區(qū)塊16的其他方法包含一旦接地屏蔽36放置在孔40中就用導(dǎo)電粘合劑灌注所述接地屏蔽，在模制時使接地區(qū)塊16與電纜30一起在適當?shù)奈恢貌迦肽Ｖ?，并且壓配加固?例如，預(yù)先錫化的)接地屏蔽到孔40中。

一旦電纜30錨固在接地區(qū)塊16中，接地區(qū)塊16的面部20和電纜端部136是適當?shù)胤罅系模耘c較小的兼容觸點形成可靠的電氣接觸。電纜端部136和接地區(qū)塊面部20可能需要通過一些機械方法來拋光和平面化，例如，通過銑削、研磨或砂磨，從而確保在與接地區(qū)塊面部20齊平的情況下，電纜中心導(dǎo)體32放置在相對于接地區(qū)塊面部20的已知深度處。電纜端部136和面部20還可能需要貴金屬鍍覆以防止拋光表面發(fā)生氧化，否則的話會發(fā)生降解從而抑制到中心導(dǎo)體32和接地區(qū)塊16的可接受的電氣連接。

在圖8和圖9中示出了將電纜30可移除地連接到接地區(qū)塊16的方法。這些方法允許單獨的電纜30的替代，因此不需要替代整個總成。第一方法需要在電纜30的端部處或附近的附接套管用于對電纜端部進行敷料。護套38被剝除掉并且螺紋套管134在屏蔽36上方滑動。套管134通過焊接、卷曲或?qū)⑻坠?34電耦接到屏蔽36的其他機械方法附接到電纜。隨后通過拋光對電纜端部136進行敷料，從而在電纜端部136上獲得平坦表面。隨后將套管134擰入到接地區(qū)塊16中的螺紋孔138中，直到中心導(dǎo)體32被按壓到信號觸點12，從而在中心導(dǎo)體32與信號觸點12之間產(chǎn)生電氣連接。

在圖8的配置中，接地區(qū)塊16具有兩個部分140、142。頂部部分140具有螺紋孔138，套管13被擰入到所述螺紋孔中。底部部分142用于精確地對齊電纜端部136，使得中心導(dǎo)體32直接位于信號觸點12上方。此方法可以用于在如同電纜信號導(dǎo)體32之間的1mm或更小的間隔中的非常緊湊的螺距上精確地終止單獨的電纜。

將電纜30可移除地附接到接地區(qū)塊16的第二方法需要扭鎖附件300的使用，如圖9中所示。扭鎖組件302在電纜30上方滑動，使得組件302可以在電纜30上方自由滑動。螺旋彈簧304在電纜30上方滑動。在護套38被剝除掉之后，套管306通過焊接、卷曲或?qū)⑻坠?06電耦接到屏蔽36的其他機械方法附接到屏蔽36。電纜端部308隨后通過拋光得到敷料，從而在電纜端部308上獲得平坦表面。

電纜端部308插入到接地區(qū)塊16中的孔310中。來自扭鎖組件302的突起312在孔310的側(cè)面向下滑動相對的凹槽(未圖示)直到它們與孔310中的環(huán)形凹口316對齊為止。通過這種對齊，彈簧304得到壓縮，使得它將中心導(dǎo)體32按壓到信號觸點12，從而在中心導(dǎo)體32與信號觸點12之間產(chǎn)生電氣連接。扭鎖組件302發(fā)生轉(zhuǎn)動，使得突起312被環(huán)形凹口316捕獲，由此將電纜30保持在孔310中。

在一些設(shè)計中，尤其是具有可移除的附件的，電纜中心導(dǎo)體32可能不是精確地與接地區(qū)塊面部20齊平的，也就是說，它可能略微地凹陷到接地區(qū)塊面部20中或者從接地區(qū)塊面部20中突出。該凹陷或突起可以是最多0.05英寸。本說明書和權(quán)利要求書使用術(shù)語“齊平”來表示中心導(dǎo)體32實際上是與接地區(qū)塊面部20齊平的、以最多0.05英寸略微地凹陷到接地區(qū)塊面部20中，或者略微地從接地區(qū)塊面部20中突出。

在本發(fā)明的大多數(shù)附圖中，接地區(qū)塊16通常是矩形的實體，其中電纜30垂直于接地區(qū)塊面部20。然而，接地區(qū)塊16可以具有其他形狀。圖11示出了成角度的接地區(qū)塊16，其中電纜30與接地區(qū)塊面部20成一定角度。圖12示出了直角接地區(qū)塊16，其中電纜30彎曲通過90°。圖13示出了可以與裝置邊緣附件一起使用的平行接地區(qū)塊16。這些僅僅是其他形狀的實例。本發(fā)明構(gòu)想出接地區(qū)塊16可以具有對特定應(yīng)用生效的任何形狀。

用于本發(fā)明的實例兼容觸點包含彈簧探針、導(dǎo)電橡膠觸點、絨毛按鈕觸點、沖壓金屬觸點、化學(xué)蝕刻觸點，以及偏斜線圈觸點。

典型的彈簧探針由帶有彈簧和一個或兩個柱塞的中空的圓筒組成。彈簧容納在圓筒中，其中柱塞的端部在彈簧的端部處的圓筒的相對的開口端中卷曲。彈簧向外偏置柱塞，由此向柱塞的端部提供到彈簧力。

導(dǎo)電彈性體凸塊是由具有嵌入的導(dǎo)電金屬元件的不同類型的橡膠和/或硅酮制成的。所述彈性體凸塊可以在裝置導(dǎo)電點從所述裝置升高時工作，因此有時需要來自所述裝置的突出特征或添加第三導(dǎo)電元件到系統(tǒng)以充當突出部件。

或者，觸點可以由單片的各向異性導(dǎo)電彈性體制成，所述單片的各向異性導(dǎo)電彈性體是僅穿過其厚度導(dǎo)電的彈性體片。

絨毛按鈕是被褶皺為圓柱形形狀的導(dǎo)線。所得到的形狀看起來非常像由鋼絨制成的微小的圓柱體。當圓柱體放置在非導(dǎo)電材料的片中的孔內(nèi)時，它的作用類似于連續(xù)地發(fā)生電短路的彈簧。類似于彈性體凸塊，絨毛按鈕可以與需要到達非導(dǎo)電片的孔的內(nèi)部的第三元件一起使用，以與絨毛按鈕發(fā)生接觸。

在第7,126,062和Re41，663號美國專利中描述了多種類型和構(gòu)造的偏斜線圈觸點，所述專利以引用的方式并入本文中。簡而言之，偏斜線圈觸點包含具有一對相對地延伸的引線的導(dǎo)電的、固有地彈性導(dǎo)線的線圈。引線在與線圈軸成角度的方向上延伸。在壓縮期間，線圈環(huán)路是一起電短路的同時它們沿彼此滑動。

附圖說明了偏斜線圈觸點、絨毛按鈕觸點、導(dǎo)電橡膠觸點和沖壓金屬或化學(xué)蝕刻觸點的使用。如上文所指出，板18固持觸點12、14。板18的結(jié)構(gòu)取決于觸點的類型。無論觸點的類型如何，板18具有若干共同特征。這些特征是在圖10中參考作為信號觸點12的偏斜線圈觸點示出的，但是適用于所有類型的觸點以及接地觸點14。板18具有面部表面170，當終端器10組裝時所述面部表面鄰接接地區(qū)塊面部20。板18具有裝置表面172，當終端器10連接到裝置2時，所述裝置表面通常鄰接裝置2。板18具有用于觸點12的至少一個貫穿孔隙174。所述孔隙是信號孔隙或接地孔隙，這取決于該孔隙中的觸點中承載的信號的類型。每個孔隙174具有接地區(qū)塊面部開口176和裝置面部開口178。用于信號觸點12的信號孔隙與接地區(qū)塊16中的對應(yīng)的電纜孔40對齊。在將板18組裝到接地區(qū)塊16之前，觸點12的接地區(qū)塊接觸點180從接地區(qū)塊面部開口176延伸。在將終端器10連接到裝置2之前，觸點12的裝置接觸點182從裝置面部開口178延伸。

圖14到圖36示出了用于同軸電纜的本發(fā)明的構(gòu)造。電纜30的中心導(dǎo)體32通過兼容信號觸點12連接到電氣裝置2的信號導(dǎo)電點4。如圖14和圖15中所示，信號觸點12由多個接地觸點14圍繞，所述接地觸點以非常接近地模擬電纜30的阻抗環(huán)境的模式(例如，50歐姆、75歐姆、85歐姆或100歐姆)將接地區(qū)塊16或電纜屏蔽36連接到裝置。

可以通過改變接地觸點14相對于信號觸點12的位置或者通過改變絕緣材料來改變系統(tǒng)的阻抗，由此改變材料或這兩者的介電常數(shù)。改變接地觸點相對于信號觸點的位置類似于在同軸電纜上將接地屏蔽的直徑從針對50歐姆電纜的2.5mm變?yōu)獒槍?5歐姆電纜的6mm。或者，可以改變電介質(zhì)使得材料的介電常數(shù)越低，接地屏蔽可以更加接近電纜信號導(dǎo)體同時所述電纜維持相同的阻抗環(huán)境。當存在兩個或兩個以上電纜30時，在電纜30之間可能存在“共享”的接地觸點14。舉例來說，在圖15的同軸結(jié)構(gòu)中，兩個信號觸點12之間的接地觸點14'是兩條電纜共用的。在圖16中也可以看到共用的接地觸點，其中右側(cè)接地觸點14位于鄰近的電纜30的接地屏蔽36之間。另一實例在圖43的雙軸結(jié)構(gòu)中示出，其中鄰近的電纜30的兩個信號觸點之間的接地觸點14'是兩條電纜共用的。

如圖16和圖17中所示，偏斜線圈觸點42是在板18中的貫穿孔隙44中捕獲的。孔隙44具有較大的中心部分48，所述中心部分在鄰近于接地區(qū)塊16的側(cè)面處變窄為較小的區(qū)塊開口46b，并且在另一端部變窄為較小的裝置開口46a。在圖16中所示的一個配置中，板18具有兩個鏡像片50，其中每個片50具有一個開口46a、46b和中心部分48的一半。觸點42放置所述一個片50的中心部分48中并且片50是包夾在一起的以捕獲觸點42。在圖17所示的另一配置中，板18具有：基底片52，所述基底片具有一個開口46a和中心部分48；以及頂部片54，所述頂部片具有另一開口46b。觸點42放置在中心部分48中并且片52、54包夾在一起，捕獲孔隙44內(nèi)的觸點42。觸點引線56的長度使得引線56從開口46a、46b中延伸。

替代性配置在圖18中示出。并非是兩端處的具有較小開口的較寬中心部分，中心部分48從區(qū)塊開口46b以其完全的寬度延伸到板18與接地區(qū)塊16的相對側(cè)上的較小裝置開口46a。當板18安裝到接地區(qū)塊16時，如下文所述，觸點12、14緊固在板18中。如果所有的孔隙44都是這樣設(shè)計的，那么板18不需要具有兩個片50。由于觸點12、14可以從區(qū)塊開口46b安裝，所以板18可以是單個片。

因為用于制造偏斜線圈觸點42的導(dǎo)線的極小的尺寸，所以偏斜線圈信號觸點12與電纜中心導(dǎo)體32之間的接觸面積是較小的。這可以引起觸點支路56和電纜信號導(dǎo)體32的接口處的電容性電抗，所述電抗可以引起高頻處的反射。為了有助于緩解此問題，貫穿孔隙44對其整個長度而言是較寬的，如同圖19中所示。每個端部具有環(huán)形肩部60。具有肩部64的一對導(dǎo)電凸臺62配適到孔隙44中，其中肩部60、64將凸臺62保持在孔隙44中。凸臺62具有通孔66，所述通孔從孔隙44的中心變窄為較小的裝置開口46a以及較小的區(qū)塊開口46a，在端部處觸點引線56穿過所述開口延伸。凸臺62增大了觸點引線56的有效區(qū)域。

在圖19中，導(dǎo)電凸臺62是彼此間隔開示出的，也就是說，它們并不接觸彼此。在一個替代性配置中，導(dǎo)電凸臺62被制造成足夠的長以接觸彼此，要么圍繞孔隙44的整個圓周要么僅圍繞圓周的部分，例如，通過延伸棘爪。這可以緩解如果觸點12不將它們短接在一起的導(dǎo)電凸臺62充當電容裝置的潛在的問題。

視情況，在任何偏斜線圈觸點配置中，在安裝觸點42之后，孔隙44的剩余的空間由兼容的導(dǎo)電彈性體填充，所述彈性體增加了彈性并且有助于線圈環(huán)路的電短路。

如圖20中所示，絨毛按鈕觸點70是圓柱形的。板18具有貫穿孔隙72，所述貫穿孔隙在中心處與在端部處(如同在74處)相比較窄。觸點70被迫使進入孔隙72中。觸點70的長度使得端部76從板18延伸。

如圖21到圖23中所示，用于信號觸點12的導(dǎo)電橡膠觸點100可以是具有位于中心的環(huán)形凹口102的圓柱形。板18具有位于中心的環(huán)形突起106的貫穿孔隙104。橡膠觸點100是徑向壓縮的并且放置在孔隙104中，使得突起106配適到凹口102中以將觸點100保持在孔隙中。觸點100的長度使得端部108從板18延伸。

用于接地觸點14的導(dǎo)電橡膠觸點可以與信號觸點12的結(jié)構(gòu)相同?；蛘?，用于接地觸點14的導(dǎo)電橡膠觸點112是圓形的，圍繞信號觸點12，如圖22中所示。導(dǎo)電橡膠觸點112具有鄰近于接地區(qū)塊16的圓形頂部片114以及用于介接到裝置2的圓形底部片116。兩個片114、116是由板18中的貫穿孔隙120中的多個插塞118電連接的。插塞118的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用改變并且通常是圍繞信號觸點100的均勻間隔開的四個或八個。如同信號觸點100，每個插塞118具有配適到環(huán)形突起124中的用于固持的環(huán)形凹口122。旋鈕126從片114、116延伸到板18中的凹口128中，如圖23中所示，有助于將片114、116保持在適當位置上。

在圖24到圖27中，觸點150是C形狀的導(dǎo)電材料的條帶。觸點可以通過化學(xué)蝕刻形成、通過沖壓和成型形成，或者通過任何其他切實可行的方法形成。觸點150是捕獲在板18中的貫穿孔隙160中的。在它們的靜止狀態(tài)，觸點引線152從板18向外延伸，如圖26中所示。當接地區(qū)塊16附接到板18時，上部引線152朝向板18變形并且進入到凹口156中，如圖27中所示，從而通過到中心導(dǎo)體32的信號觸點12并且通過到接地區(qū)塊16的接地觸點14提供電氣接觸。當總成連接到裝置2時，下部引線154朝向板18變形并且進入到凹口158中。

在圖28和圖29中示出了使用圖13的接地區(qū)塊的一個替代終端器總成10。兼容觸點12、14配適到板18中的孔隙44中。信號觸點12按壓已經(jīng)得到縱向平分和敷料的中心導(dǎo)體32。

中心導(dǎo)體32與信號觸點12之間的電氣連接80以及接地區(qū)塊16與接地觸點14之間的電氣連接82是壓縮連接。通過將觸點12、14安裝在板18中，板18由機械附件28(例如，螺絲、鉚釘?shù)?安裝到接地區(qū)塊16。安裝板18迫使信號觸點12的端部抵靠著中心導(dǎo)體32的端部并且迫使接地觸點14的端部抵靠著接地區(qū)塊16。

或者，中心導(dǎo)體32與信號觸點12之間的電氣連接80是焊接連接，而接地區(qū)塊16與接地觸點14之間的電氣連接82是壓縮連接。

或者，如圖30中所示，中心導(dǎo)體32的端部是形成為類似于偏斜線圈觸點的兼容彈簧的，如同位于84處。板18的配置類似于圖18中的配置，其中區(qū)塊開口46b與中心部分48的尺寸相同。板18是無需信號觸點12組裝的并且當安裝板18時，中心導(dǎo)體32的端部延伸穿過裝置開口46a。接地區(qū)塊16與接地觸點14之間的電氣連接82是壓縮連接。

板18可以是絕緣的或?qū)щ姷?。圖16到圖30示出了絕緣板86。絕緣板86是由非導(dǎo)電材料制成的，優(yōu)選地是塑料，從而以不會電耦接信號觸點12和接地觸點14。

圖31到圖36中所示的導(dǎo)電板88優(yōu)選地由導(dǎo)電金屬組成。導(dǎo)電板88電耦接接地觸點14，因此提供與信號觸點12的更精確的阻抗匹配。信號觸點12通過絕緣居中插塞90與導(dǎo)電板88絕緣，所述插塞防止信號觸點12與導(dǎo)電板88電短路。插塞88包含貫穿孔隙44、裝置開口46a、區(qū)塊開口46b，以及中心部分48。插塞90通常由絕緣塑料制成。

插塞90可以壓配到導(dǎo)電板88中的通孔92中或者它可以由粘合劑粘合到孔92中。或者，如圖33中所示，插塞90具有兩個部分94，所述每個部分配適到一個板片50中。匹配的肩部96、98將插塞部分94保持在板片50中。

圖34到圖36示出了信號觸點孔隙44位于導(dǎo)電凸臺190內(nèi)的配置，這類似于圖19的配置。凸臺190由絕緣環(huán)192圍繞，所述絕緣環(huán)使導(dǎo)電凸臺190與導(dǎo)電板88絕緣。環(huán)192可以由任何電介質(zhì)材料組成，但是如果環(huán)192是由與電纜電介質(zhì)34相同的材料組成的話那么可以具有更好的匹配。

或者，信號觸點12可以通過非導(dǎo)電涂層(例如，粉末涂層)與導(dǎo)電板88絕緣。在這種情況下可以使信號觸點孔隙較大，使得涂層將孔隙尺寸減小到用于使用的適合的尺寸。如同插塞90，可以通過改變涂層的厚度或者通過改變涂層材料來改變系統(tǒng)的阻抗，從而改變材料的介電常數(shù)。

圖37到圖50示出了用于雙軸電纜的本發(fā)明的構(gòu)造。所述雙軸構(gòu)造是使用偏斜線圈觸點說明的。本發(fā)明構(gòu)想出任何各種可用的兼容觸點(包含那些參考同軸電纜總成描述的)可以與雙軸電纜以及具有兩個以上中心導(dǎo)體的電纜一起使用。

電纜30的中心導(dǎo)體32通過兼容信號觸點12連接到電氣裝置2的信號導(dǎo)電點4。如圖42到圖47中所示，信號觸點12由多個接地觸點14圍繞，所述接地觸點處于非常接近地模擬電纜30的阻抗環(huán)境的模式，例如，50歐姆、75歐姆、85歐姆或100歐姆。如上文參考同軸電纜總成所述，可以通過改變接地觸點14相對于信號觸點12的位置或者通過改變絕緣材料來改變系統(tǒng)的阻抗，從而改變材料或這兩者的介電常數(shù)。

如同同軸電纜構(gòu)造，板18可以是絕緣的或?qū)щ姷摹D42到圖44示出了絕緣板86并且圖45到圖50示出了導(dǎo)電板88。對于導(dǎo)電板88，信號觸點12通過絕緣插塞90與導(dǎo)電板88絕緣，所述插塞防止信號觸點12與導(dǎo)電板88電短路。插塞90具有兩個孔隙44，每一個用于每個信號觸點12。如同大致參考圖31到圖33描述的，雙軸電纜系統(tǒng)插塞90可以通過任何可設(shè)想的方法錨固，例如，通過壓配，如圖47中所示，粘合劑或捕獲。

圖48到圖50示出了圖45到圖47的配置的替代方案。此配置并不使用接地觸點，僅使用信號觸點12。接地信號直接穿過導(dǎo)電板88傳導(dǎo)到裝置2。

本說明書描述了可以用于本發(fā)明的多個不同兼容觸點。這些僅僅是實例。本發(fā)明構(gòu)想出具有針對可以使用的特定應(yīng)用的適合的特征的任何形式的兼容觸點。此外，本說明書構(gòu)想出可以在相同總成中使用的不同類型的觸點。舉例來說，偏斜線圈觸點可以被用作信號觸點并且圓形導(dǎo)電橡膠觸點可以被用作接地觸點。

本發(fā)明生成了到裝置接口的控制阻抗的兼容電纜，所述電纜可以小于1mm粗(兼容觸點12、14的長度)并且模擬電纜30的控制阻抗環(huán)境，從而確保通過終端的最高可能信號速率。

本發(fā)明也可以產(chǎn)生到裝置接口的控制阻抗裝置，因為電纜30可以在兩端處具有終端器10。

當以非常高的頻率工作時，例如，在千兆赫范圍和更高的頻率下，電纜長度是非常關(guān)鍵的。為了維持不同電纜上的信號之間的相位同步，所述電纜必須具有接近切實可行的精確的相同長度。本說明書描述了一種用于將電纜202組裝到接地區(qū)塊200的方法和設(shè)備，使得電纜202是極小公差內(nèi)的相同長度，所述公差對于從電纜連接器204到區(qū)塊面部206為6英寸長度的電纜202為0.001英寸的數(shù)量級。本發(fā)明方法可以用于任何長度的電纜。較長的電纜導(dǎo)致較大的公差。在給定溫度下，可以將電纜長度控制在電纜的總長度的0.03％到0.05％內(nèi)。

為了促進所述方法，使用焊接夾具210。所述夾具包含框架212、連接器卡具214、區(qū)塊卡具216和支腿218。圖51到圖53說明了用于與16條電纜202一起使用的夾具210以及用于兩行電纜202的矩形實體接地區(qū)塊200。夾具210可以被修飾用于不同數(shù)目的電纜、不同形狀的接地區(qū)塊200、不同電纜連接器204、不同電纜長度等等。

框架212通常是矩形的并且垂直地站立的。連接器卡具214在框架212內(nèi)部安裝到框架212的下部交叉件222。區(qū)塊卡具216在框架212的外部安裝到框架212的上部交叉件224。四條支腿218從框架212的底部拐角處在通常相對的方向上延伸。支腿218與框架212以距離水平方向的至少10°成角度，因此它們防止框架212跌落但是允許使用者傾斜框架212。優(yōu)選的角度是大約20°，因此框架可以在距離垂直方向的70°、90°和110°之間傾斜以促進使用，如下文所述。本發(fā)明構(gòu)想出支腿218的角度可以在不同應(yīng)用之間發(fā)生變化。

夾具210在遠離要將電纜202的另一端焊接到接地區(qū)塊200的固定距離處鎖定每條電纜202的連接器204。連接器卡具214鎖定連接器204并且可以設(shè)計為適合用于任何特定類型的連接器204。圖54示出了用于鎖定同軸連接器的連接器卡具214的一部分。對于每條電纜202存在一個連接器緊固件(securement)226。緊固件226包含通道228，其中上部較窄部分230用于電纜202并且下部較寬部分232用于連接器204。較窄部分230由向外延伸的上部棘爪234界定。較寬部分232由向外延伸的下部棘爪236界定。當電纜202上存在向上的張力時，連接器204卡住上部棘爪234的底部表面238。

因為在接地區(qū)塊200處電纜202之間的距離(間距)小于連接器204的直徑，所以電纜202無法平行于彼此緊固以獲得相等長度。為了解決此問題，連接器卡具214將連接器204鎖定在向上開口的弧形240中，因此電纜202到接地區(qū)塊200的長度是相同的。

如圖55中所示，區(qū)塊卡具216(C形組件)是由螺絲250緊固到框架212的上部交叉件224的頂部表面244的，跨越C形斷流器246。接地區(qū)塊200由螺絲242緊固到區(qū)塊卡具216，使得接地區(qū)塊面部206向上并且跨越斷流器246，所述斷流器提供在接地區(qū)塊200中接入電纜孔248的途徑。

張力板252被安裝到上部交叉件224。在張力板252的每個端部處存在螺紋孔254，千斤頂螺絲256擰入到所述螺紋孔中。張力板252放置在接地區(qū)塊面部206上方并且千斤頂螺絲256轉(zhuǎn)動到孔254中，使得張力板252擱置在接地區(qū)塊面部206上。張力板252具有用于每條電纜202的電纜孔258，所述電纜孔與用于相同電纜202的接地區(qū)塊電纜孔248對齊。視情況，張力板252是從上述接地區(qū)塊200中機器加工出來的，如在270處，以促進接入到面部206。

每條電纜202經(jīng)過修整使得它至少比電纜202的組裝長度長1.4英寸。電纜202是在端部剝除的，使得從連接器204到剝除部分的長度保持恒定。電纜202的非剝除部分延伸到接地區(qū)塊孔248中近似0.06英寸。

如圖56中所示，在修整之后，每條電纜202通過對應(yīng)于連接器緊固件228的接地區(qū)塊200中的孔248(電纜連接器204將放置在所述孔中)并且通過張力板252中對應(yīng)的電纜孔258供給。

如圖57中所示，螺旋彈簧260放置在每條電纜202上并且套管262放置在每條電纜202上方，因此它可以觸碰彈簧260?；蛘?，彈簧260和套管202可以是統(tǒng)一的組件。將定位螺絲264轉(zhuǎn)動到套管262中以將套管262緊密地緊固到電纜202。

連接器204放置到對應(yīng)的緊固件228中并且兩個千斤頂螺絲256是收緊的直到電纜202具有足夠的張力而被抵靠著它們的緊固件226拉動為止，確保電纜202在連接器204與接地區(qū)塊200之間是直的而沒有扭結(jié)或彎曲。可選的止擋件266防止千斤頂螺絲256收的太緊。在所說明的配置中，止擋件266是位于張力板252與千斤頂螺絲頭294之間的千斤頂螺絲256上的隔片292，如圖58中所示。

彈簧260獨立地保持每條電纜202繃緊，因此距離連接器204接地區(qū)塊面部206的距離對于所有電纜202保持一致。

每條電纜屏蔽208是焊接到接地區(qū)塊200的，使得焊料流入到孔248中。成角度的支腿218允許使用者傾斜夾具210，從而允許更容易地接入接地區(qū)塊200的每個側(cè)面以進行焊接。

在焊料和接地區(qū)塊200已經(jīng)充分冷卻之后，使千斤頂螺絲256松開直到彈簧260上的張力釋放為止。套管262、彈簧260和張力板252被移除。接地區(qū)塊200從框架212移除并且連接器204從連接器卡具214移除。過量的電纜被剪掉。

接下來，接地區(qū)塊面部206以光滑的并且均勻的平坦的方式加工完成。在本領(lǐng)域中已知多種方法來實現(xiàn)這個目標，包含砂磨、銑削、刨削、刮削和拉削。一旦電纜202緊固在接地區(qū)塊200中，可以使用任何可設(shè)想的方法對接地區(qū)塊200的面部206進行敷料，從而獲得希望的表面加工和/或平坦度。

因此已經(jīng)示出并且描述了控制阻抗電纜終端以及用于將控制阻抗電纜附接到所述終端的方法和設(shè)備。由于在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以在本發(fā)明中進行某些改變，因此希望在前述說明書中描述的以及附圖中示出的所有內(nèi)容被解釋為說明性的而非表示限制性的含義。