CN1375119A - 阻抗调谐的连接器 - Google Patents

Abstract

一种用于将电缆连接器连接于电路板的端接结构,该结构具有穿过连接器以三角形模式布置的接地端子(150)和两个信号端子(140,141),以便减小连接器上的阻抗。接地端子(150)的宽度沿其延伸部分相对于信号端子(140,141)增加。这种增加沿接地端子的过渡或接触部分发生。

Description

阻抗调谐的连接器

技术背景

一般说来，本发明涉及连接器的端接部分，尤其是用于连接信号电缆，特别是高速信号电缆和印刷电路板的连接器的端接部分。

许多电子装置取决于传输线在相关装置之间或在计算机的外围设备和电路板之间传输信号。这些传输线包括能进行高速数据传输的信号电缆。

这些信号电缆可以使用已知的一对或多对沿电缆的长度绞合在一起的绞合线对，每一对这样的绞合线对被相关的接地屏蔽件所包围。这些绞合线对通常接收互补的信号电压，即绞合线对中的一根线为+1.0伏的信号，而该绞合线对中的另一根线为-1.0伏信号。因此，这些线可以称作“差动”线对，这一术语指的是它们传输不同的信号。当信号电缆沿一路径连通到电子装置时，它们可能经过或接近其他的电子装置，这些电子装置发射它们自身的电场。这些装置可能对传输线比如上述的信号电缆产生电磁干扰。然而，这种绞合线对结构使任何感应电场减小到最小，从而消除了电磁干扰。

为了保持从所述传输线、或电缆到相关的电子装置的电路的电学性能完整性，希望在从电路到电路的整个传输线上有大致恒定的阻抗，或避免在传输线的阻抗上产生大的突变。控制连接器配接面处的连接器的阻抗的难度是众所周知的，因为普通连接器的阻抗通常在连接器上并跨过配接的两连接器部件的界面变化。虽然在电子传输线比如电缆上，通过保持信号导体和接地屏蔽件的特定几何形状或物理配置，比较容易保持所需的阻抗，但在电缆与连接器配接的区域通常会遇到阻抗变化。因此，希望在整个连接器及其与电缆的接头上保持所需的阻抗。

因此，本发明针对一种用于在电缆和连接器之间形成改进连接的端接结构，该结构具有较高的性能，且保持端接区域的电缆的电学特性。

发明内容

因此，本发明的一个总的目的是提供一种用于高速数据传输连接的改进的连接器，其中在连接器上的阻抗突变最小化，从而更好地匹配传输线的阻抗。

本发明的另一目的是提供一种改进的连接器，该连接器用于在电路板和端接于传输线的相对连接器之间实现高性能连接，其中传输线包括至少一对差动信号线和相关的接地件，且相对的连接器包括至少两个信号端子和一个接地端子，该连接器具有一对设于其中的信号端子和一与之相关的接地端子，该连接器的信号端子和接地端子以当该连接器配接于相对的连接器时减小阻抗突变发生的方式布置。

本发明的另一个目的是提供这样一种连接器，其中通过改变接地端子的尺寸及其相对于其两相关的信号线的位置，可以“调谐”连接器的阻抗，从而得到通过连接器的预选阻抗。

本发明的又一个目的是提供一种用于将电缆比如那些IEEE1394型的电缆连接于电子装置的电路板的连接器，其中该连接器具有多个分离的差动信号线，以及与电缆内包含的数目相等的相关的接地端子，该连接器的接地端子在尺寸和相对于连接器的信号端子的位置上构形成使通过连接器的阻抗下降最小化。

本发明的又一目的是提供一种连接器，该连接器用于在电路板和与信号电缆相关的连接器之间形成连接，其中该连接器包括一对差动信号端子和与该对信号端子相关的接地端子，该接地端子具有控制通过连接器的阻抗的尺寸，该连接器的接地端子在接触区域与该对信号端子间隔开，从而在三个端子之间形成所需的电学关系。

本发明的又一个目的是提供一种用于配接电缆连接器的电路板连接器，该电路板连接器具有壳体，接地端子位于连接器壳体内且与两相关的信号端子间隔开，该接地端子具有本体部分，该本体部分大于两信号端子的对应的本体部分。

本发明的又一目的是提供一种用于电缆连接的电路板连接器，该连接器具有接地端子和两个信号端子，它们在电路板连接器的配接接触部分内呈三角形取向布置。

为了实现上述目的，通过一个实施例进行说明的本发明的一个主要方面包括用于电路板的第一连接器，该连接器具有壳体，对于配接信号电缆中的每一对绞合线对来说，该壳体支撑三个导电端子，它们成三个一组的独特模式，其中的两个端子传输差动信号，而剩下的端子是接地端子，用作接地平面或差动信号线对的接地回路。用于电缆的第二连接器与第一连接器配接，且该第二连接器也具有三个一组模式的导电端子，它们端接于电缆的信号线和接地线。

在第一连接器内的这三个端子的布置使整个第一连接器的阻抗得到更有效的控制，从与电缆连接器端子的接合点到连接于电路板的连接点。这样，每一个三元组包括一对具有接触部分的信号端子，接触部分以并排的方式对齐，且彼此间隔预定的距离。

接地端子与两信号端子间隔开，使得在连接器内有两排端子。接地端子具有与信号端子的同样的接触部分间隔开的接触部分，而接地端子的其余部分可以在信号端子之间延伸。在这一点上，接地端子可以象两信号端子一样在公共平面上延伸。

接地端子的宽度及其与信号端子的间隔可以这样选择，即这三个端子可以具有所需的电学特性，比如电容等，这影响连接器的阻抗。接地端子的宽度通常在配接区域沿端子的接触部分增加，但它也可能在过渡区域增加，过渡区域位于端子的接触区域和端接区域之间。

通过这种阻抗调节接地结构，在没有改变差动信号端子的配接位置或间距的情况下，提供了减小发生在连接器中的阻抗突变的更大可能性。因此，本发明的这一方面的特征在于提供一种用于每一差动信号线对的“可调谐”的端子布局，以及在电缆或其他电路中的相关的接地线布置。

在本发明的另一主要方面，可以在连接器壳体内提供两个或更多的这种可调谐的三元组，但通过绝缘材料的延伸部分隔开，比如连接器壳体、空气间隙、或者是两者都有。为了使这种连接器的高速性能最大化，信号端子和接地端子最好都具有类似的从相关的本体部分悬臂式伸出的扁平触点，以便接地端子触点部分可以相对于其相关的信号端子有选择地加工成一定尺寸，而有利于端子的调谐，从而在连接器系统中实现最佳的所需阻抗。当在本发明的连接器中使用两套这种三元组端子时，连接器的电力端子可以位于两个三元组端子之间，在与接地端子的三元组高度相等的水平面处，从而不会与信号端子干涉。

在本发明的另一主要方面中，连接器具有按三角形取向布置的接地端子和信号端子，从而保持在电路板连接器的配接区域中的三个端子之间出现的预定空间位置关系。

附图说明

下面将参照附图进行详细描述，其中相同的参考标记表示相同的部件，且其中：

图1A是在电子装置的电路板上的本发明电缆连接器组件的正视图，该图示出了使用本发明的“内部”环境；

图1B是在电子装置的电路板上且延伸到装置的外部的本发明电缆连接器组件的正视图，该图示出了使用本发明的“外部”环境；

图2是根据本发明的原理构造的插座式连接器形式的电缆连接器的分解图，该连接器适于安装在印刷电路板上，且朝电子装置的内部或外部开口；

图3是图2所示连接器的插座式连接器和内部屏蔽件的透视图；

图4是具有端接于图2所示插座连接器并与其接合的插头式连接器的电缆的透视图；

图4A是图4所示插头式连接器的放大端视图，其中切除了连接器盖的一部分，以便更好地示出端子结构及其位置；

图5A是按“三元组”布置的且在图2所示连接器中使用的一组三个端子的细节放大图，示出了其两信号端子和一个接地端子的相对尺寸和位置；

图5B是另一种类型的可用于图2所示连接器中的端子三元组的细节放大图；

图6是沿图3中的线6-6取的端视图，但仅示出了图3所示插座式连接器的内部绝缘体；

图7是沿图3中的线7-7取的剖面图，示出了插座式连接器本体和其两排端子的分离情况；

图8A是用在图2-3和6-7的插座式连接器中的接地端子的透视图；

图8B是用在图2-3和6-7的插座式连接器中的信号端子的透视图；

图9A是图2-3和6-7的连接器的示意性端视图，示出了各种端子彼此相对的布局，并示出使用了两个状态信息端子；

图9B是图12-14和17的连接器的示意性端视图，示出了端子的布局和区别，且示出使用了一个状态信息端子；

图9C是两插头和插座式连接器的剖面图，示出了彼此间的初步接合；

图10A是在图4和12-14中示出的本发明的插头连接器中使用的接地端子的透视图；

图10B是在图4和12-14中示出的本发明的插头连接器中使用的信号端子的透视图；

图11是示出整个高速电缆连接上经历的典型阻抗突变以及在使用本发明的连接器时经历的突变的减小；

图12是根据本发明的原理在含有多个三元组端子布局中，多插座式连接器的透视图；

图13是在电缆和电路板连接器之间的连接器界面区域的示意图；

图14是由根据本发明的原理构成的另一种电路板连接器的后端看到的简图，示出了从电路板到配合接触区域的延伸部分中的端子的布局；

图15是图14所示连接器的透视图，示出了在模制绝缘的插入部分之前将端子置于屏蔽部件内；

图16是示出了从图13的区域I到区域IV的阻抗曲线的图，表示当系统的接地端子从与两个相关的信号端子的相同水平位置移动时曲线是如何变化的；

图17A是示出了一“三元组”的相关接地端子和信号端子的另一种三角形布局的示意剖面图；

图17B是示出了按照本发明的三个端子的三角形布局且大致正三角形的另一示意剖面图；以及

图17C是示出了按照本发明的大致不等边三角形的三角形端子布局，且示出了在不同平面内的三个端子的另一示意剖面图。

具体实施方式

本发明涉及一种在提高高速电缆性能时特别有用的改进的连接器，尤其是在输入-输出(“I/O”)应用以及其他类型的应用中。更准确地说，本发明试图在连接器的端接区域实施实现机械和电学均匀性的措施，从而在单独使用以及当与相对的连接器结合时有利于其性能。

与电子装置相关联的许多外围设备，比如视频摄像机或可携式摄像机，以不同的频率传输数字信号。与计算机相关联的其他装置比如其CPU部分，以高速进行数据传输。高速电缆用于将这些装置连接于CPU，且也可以在某些应用中用于将两个或更多的CPU连接在一起。特定的电缆可以充分地构造成传输高速信号，且可包括差动信号线对，或者是绞合线对或者是单线对。

高速数据传输中的一个因素是信号衰减。这包括受电缆和连接器的阻抗影响的串线和信号反射。在电缆中通过屏蔽和使用差动信号线对，可以容易地控制电缆中的串线和信号反射，但由于连接器中使用的各种不同的材料，以及其他因素，在连接器中难以控制这些方面。在高速应用中，连接器的物理尺寸限制了连接器和端子结构可以调整而获得特定电学性能的程度。

在传输路径中的阻抗不匹配可能导致信号反射，这通常导致信号损失、抵消等。因此，希望在信号路径上保持阻抗恒定，以便保持传输信号的完整性。端接于电缆且将传输信号传输给该装置的印刷电路板上的电路的装置的连接器，在涉及阻抗时通常不能得到非常好的控制，且它可以与电缆阻抗的变化很大。在这两个元件之间的阻抗不匹配可能导致传输错误、限制带宽等。

图11示出了在用于信号电缆的普通插头插座式连接器组件上发生的阻抗突变。在信号电缆上的阻抗接近常数，或者基准值，如图11的右侧51处所示。与基线的偏差由标记50处的粗体实线示出。电缆阻抗基本上匹配图11的左侧和“PCB端子”轴线的左侧52处所示的电路板的阻抗。垂直轴线“M”指的是凹入或插座式连接器和印刷电路板之间的端接点，而垂直轴线“N”指的是在两个匹配的插头和插座式连接器之间的界面，而垂直轴线“P”指的是插头式连接器端接于电缆的点。

图11的曲线50指的是普通连接器的典型阻抗“突变”，且示出了三个峰和谷，每一峰或谷与基线具有相应的距离(或值)H₁、H₂和H₃。这些距离是以欧姆为单位、基于与具有0欧姆值的水平“距离”轴线相交的垂直轴线测量的。在这些普通的连接器组件中，由H₁表示的高阻抗通常会增加到约150欧姆，而由H₂表示的低阻抗通常会降低到约60欧姆。在H₁和H₂之间约90欧姆的这种较大突变影响连接器相对于印刷电路板和电缆的电学性能。

本发明涉及一种连接器和连接器端接结构，它们尤其适用于I/O(“输入/输出”)应用，该连接器具有改进的结构，其能使连接器的阻抗这样设定，即，使其模拟与其匹配的电缆，并减小上述的突变。实际上，本发明的连接器可以在其设计过程中“调谐”而改善连接器的电学性能。

阻抗可调谐性

参照图1A，示出了本发明非常适用的一种“内部”环境。在这种环境中，本发明的连接器位于电子装置比如计算机101的外壁108的内部。因此，称之为“内部”。本发明的连接器也可以用于“外部”应用中，如图1B所示，其中连接器110之一安装到电路板102上，但部分延伸穿过该装置101的外壁108，使用户可以从该装置101的外部接近它。该连接器组件100包括一对第一和第二相互接合的连接器，在此描述为相应的插座(或凹入)式连接器110和插头式连接器104。这两个连接器110之一安装在装置101的印刷电路板102上，而另一连接器104通常端接于通向外围设备的电缆105。

图2是根据本发明的原理构成的插座(或凹入)式连接器110的分解图。可以看出，该连接器110包括一由绝缘材料制成的绝缘的连接器壳体112。在所示的实施例中，壳体112具有两个叶片部分114a、114b，它们从壳体112的本体部分116向外伸出。这些壳体的叶片部分支撑多个导电端子119，如图所示。在这点上，下叶片部分114a具有一系列在其中形成的槽或切口118，适于在其中接纳导电端子119的选定端子。上叶片部分114b具有类似的槽120(图6&7)，接纳连接器110的剩余端子119。

为了对连接器壳体112及其相关联的端子119提供全面的屏蔽，该连接器可包括第一壳体或屏蔽件123，该屏蔽件由金属片制成，其具有包围本体部分116的上、下叶片部分114a、114b的本体部分124。该第一屏蔽件123也可包括用于安装到印刷电路板102的表面103上的地脚部分125，以形成与电路板上的接地部分的连接。悬脚部分107也可由图1A所示的屏蔽件形成，用于连接器110的通孔安装，但最好如图1B所示的表面安装应用。第一屏蔽件123可以如图2所示包括保持部件126，其容纳在连接器本体部分116上形成的槽127中并与之接合。

在图2中所示的插座式连接器110的结构能使其用于图1A所示的“内部”应用中，以及“外部”应用(图1B)中，其中连接器110安装在电路板102上，但连接器110部分延伸穿过电子装置的外壁108，且可以从外壁接近。

为了防止当电缆的插头式连接器插入插座式连接器110的插座中时可能发生的意外冲击，可以设置在第一屏蔽件123上方延伸的且由介于其间的绝缘件130隔开的第二屏蔽件129。第二屏蔽件129还具有整体与之形成的安装脚131且其将连接于机壳接地部分，使其与电路接地部分隔离。第二屏蔽件129最好具有大于第一壳体的长度L1的长度L2，使得当电缆连接器与其接合时用户难以接触到内屏蔽件123。

如前所述，本发明的目的之一是提供一种其阻抗与在多路连接器中通常出现的情况相比更接近系统(比如电缆)阻抗的连接器。本发明通过将在此提到的可调谐“三元组”或“三合体”而实现上述目的，该三元组是在图2、5A、5B&6中“A”处所示的三个分离端子的布局。在其最简单的意义上，且如图5A所示，这种三元组包括两个信号端子140、141和一个单独的接地端子150，它们布置成与端接于差动信号线对(最好是绞合线对)TPA+、TPA-的插头式连接器104的对应端子配合，如图9A&9B中所示，差动信号线对传输同样强度的信号，但它们彼此互补，即+1.0伏和-1.0伏，以及接地互补。

如图8B所示，两信号端子140、141可以具有悬臂式设计，其中每一端子140、141具有表面安装地脚部分142、触片部分143和互连本体部分144。采用这种设计，可以容易地冲压制成端子140、141。端子140、141容纳于壳体本体部分116的下叶片部分114b的槽118内，且如图2&7所示可包括在触片部分143的自由端处的端部突起145，它们容纳在槽118的端部的连接器壳体116上形成的开口117中。为了“调谐”连接器的电学特性，更接近系统的阻抗，与每一组差动信号端子140、141相关联地设置单独的接地端子150。因此，术语称作“三元组”。

每一个这种接地端子，如图5A、5B和9A、9B的细节“A”所示，伴随两个差动信号端子。图9A和9B的示意图示出了在“A”和“B”处的三元端子概念。从一种意义上来说信号端子140、141可以认为是相对于接地端子150呈三角形形式布置。从另一种意义上来说它们也可认为是以在此讨论的某种方位从接地端子“侧面伸出”，信号端子的一部分延伸到接地端子150的侧边缘的外部某点处。在所示的实施例中，接地端子150位于插座式连接器本体116的上叶片部分114b上，且在两信号端子140、141之间。在图9A&9B所示的示意图中，示出了两种这样的三角形方位的三元组，其中单个端子以词尾“A”或“B”区别。因此，TPA+和TPA-表示“A”对线的差动信号线的端子，而TPA(G)表示“A”组线中的接地端子。同样，TPB+和TPB-表示电缆的“B”对线的差动信号线的端子，而TPB(G)表示“B”组线中的接地端子。如下面更详细地描述，这三个相关的端子之间的三角形关系可以变化，且可包括等边三角形关系、等腰三角形关系等。

如图8A所示，相关的接地端子150还具有悬臂式设计，具有表面安装地脚部分152、中间本体部分154和触片部分153。当采用信号端子时，接地端子150的触片部分153位于与其中间本体部分154不同的平面内。如图2、8A-8B和9C清楚所示，信号端子和接地端子的触片部分143、153位于不同的但与其相应端子本体部分144、154相交的平面内。虽然优选实施例示出了这两个平面，通常垂直的水平和垂直平面，但应当理解的是，这种平面不必垂直地相交或精确地处于水平和垂直平面，也实现本发明的优点。然而，希望这两个平面彼此相交。信号端子和接地端子的接触部分基本上延伸穿过整个连接器壳体，如图9C所示，从它们进入壳体的位置到至少连接器的前端面附近。最好在整个连接器壳体内保持这三个端子的三角形方位。

更进一步，信号端子和接地端子140、141、150的表面安装部分142、152可以位于通常平行于其相应触片部分143、153的平面内。为了安装的目的，信号端子和接地端子的安装部分也可使用通孔部件195(图1A)。下面解释接地端子和信号端子的表面面积和位置之间的相互作用。

通过这种结构，电缆或电路的每一对差动信号端子具有与其相关联的单独的接地端子，延伸穿过连接器，从而在电学性能方面更接近于电缆以及相关联的插头式连接器。这种结构使电缆的信号线“看见”接地部分，以同样的方式穿过电缆的整个长度，且以大致同样的方式穿过插头插座式连接器的界面，到达电路板。这种连接器界面在图13中示意性示出，且在整个连接组件或系统的阻抗和电学性能涉及的范围内，可以考虑分成四个不同的区域I-IV。区域I指的是电缆105及其结构，而区域II指的是当电缆端接于连接器时，电缆连接器104和电缆105之间的端接区域。区域III指的是在电缆连接器和电路板连接器110之间的配合界面，包括连接器104、110的配合本体部分。区域IV指的是包括电路板连接器110和电路板103之间端接部分的区域。图11的线“P”、“N”和“M”已经叠加在图13上。

与信号端子相关的接地的存在很重要地在三个端子之间形成电容耦合。这种耦合只是影响端子及其连接器的最终特性阻抗的一方面。在三元组端子涉及的范围内，电阻值、端子材料及自感也是影响连接器的整个特性阻抗的因素。在图5B所示的实施例中，接地端子触片部分153’的宽度D2足够大，以致于它在信号端子140’、141上方延伸，或至少局部重叠信号端子140’、141’的一部分。可取的是，在比如图5B所示的示例中，接地端子150’的一部分总是重叠或搭接信号端子140’、141’的至少一个的一部分。在其他示例中，比如图5A所示，接地端子150可以位于从信号端子140、141的侧边缘引出的假想线S之间或邻接。接地端子触片部分153’的更大的宽度D2具有与信号端子触片部分143’的表面面积更大的表面面积，因此，接地端子触片部分153’表示在信号端子140’、141’上方的区域内更大的且重叠的接触配合区域。

为了保持插座式连接器110在电路板上较小的“印迹”，在所示的实施例中，本发明可以减小接地端子本体部分154’以及表面安装地脚部分152’的接地平面的宽度。对于大部分来说，在安装部分152’的接地端子的宽度将是相同的，且在图14&15所示的某些示例中，接地端子本体部分的宽度可以增加。通过减小在接地端子本体部分154’内在其第二平面内的接地端子150’的宽度，使其可以配合在差动信号端子之间，在信号端子(TPA+和TPA-)之间的距离也减小，以通过保持接地端子和信号端子之间的基本恒定的预选阻抗而保持连接器上类似的电容耦合。连接器的阻抗(以及端子之间的耦合)受相邻信号端子140’、141’以及信号端子和接地端子之间的间隔的影响。而且，在端子之间使用的材料比如空气、壳体材料或其组合，将在信号端子和接地端子之间的区域带来介电常数或合成介电常数。

通过减小图5B的实施例中接地端子本体部分154’的宽度，接地端子和信号端子的触片部分153’、143’之间的重叠在第一平面(示为水平)内停止，但在第二相交(垂直)平面内不再重叠。而且，在第二平面内，接地端子本体部分154’可以与信号端子144’以边缘靠边缘的布局对齐。虽然在这些平面内有很少的接地端子的横截面积，但接地端子现在更接近信号端子，因此保持端子之间的类似耦合。

在第一平面的区域内，即位于图18的区域III的配合界面内的接地和信号端子触片部分的区域，接地端子150’的整个板的尺寸相对于信号端子140’、141’的尺寸增加，从而有选择地减小如上所述的阻抗。同样，在第二平面内，由两信号接地端子本体部分144’、154’占据，在接地端子150’和信号端子140’、141’之间的间隔减小，使得接地和信号端子更加靠近，从而减小连接器的阻抗。三元组的信号接地端子触片部分143、143’最好保持在同一平面内，如图5A&5B所示，且沿着连接器壳体112的下叶片部分114a。这使连接器的阻抗可以从间隔方面进行调谐，而且有利于两连接器的机械接合。通过提供一个具有更大接地端子触片部分的接地端子，在这些端子和另一(插头)连接器的相对的接地和信号端子之间的配合接触得到改善，且不会不利地影响阻抗。

这种可调谐性的作用在图11中描述，其中示出了在整个连接器组件上的总阻抗突变减小。在本发明的连接器中预计出现的阻抗突变由图11中的虚线60示出。图11的实线表示在图13的连接器系统中出现的典型阻抗突变。通过比较虚线和实线，所述突变的峰、谷的值H₁₁、H₂₂和H₃₃得到了很大地降低。相信本发明可以显著地降低普通连接器组件中出现的全部突变。在一种应用中，认为最大程度的突变约是135欧姆(在H₁₁处)，而最低程度的突变约是85欧姆(在H₂₂处)。本发明的连接器的目标基线阻抗一般约110欧姆，误差约+/-25欧姆。因此，可以设想本发明的连接器将具有约50欧姆的总突变(在H₁₁和H₂₂之间的差值)，这产生了从如上所述的约90欧姆的普通突变降低高达50％的结果。

可调谐性和阻抗特性也可被如前所述的端子之间的绝缘物影响。在这点上，且如图6清楚所示，连接器的壳体112的下叶片部分114a本身可以开有切口，如在160处，以在下叶片部分114a的两半之间形成空气隙161。同样，信号(以及其他的)端子140、141或140’、141’可以在下叶片部分114a上通过类似的空气隙162彼此分开，该空气隙由下叶片部分114a上形成的通道163限定。如图6所示，这些通道163仅部分延伸穿过下叶片部分114a的厚度，从而保持下叶片部分的结构完整性。

现在参照图4和4A，示出了一种插头式连接器170形式的相对配合连接器104，该连接器具有由绝缘材料制成的绝缘的连接器壳体171，与插座式连接器110互补的构造，从而有利于并确保其间的正确配合。在这点上，连接器壳体171具有基部172，从基部172上延伸出两部分173，这两部分由间隙174隔开，用作插座式连接器壳体本体的键134的键槽。插座式连接器的键134可以位于上叶片部分上，如图2、3、6和7所示，或者它可以形成在下叶片部分上，如图9C和17所示。壳体是中空的，且含有固定在壳体171的内腔(未示出)内的信号、接地和其他端子。

在图10A和10B中示出了两个端子，它们是适用于插头式连接器110的端子结构类型的代表。图10A示出了一种接地端子180，其具有扁平的本体部分181，该部分将接触部分182与线端接部分183互连。端子180具有容纳在连接器壳体171的端部的空腔175内的自由端184。接触部分182以向上的角度弯曲，使其从接触开口176中伸出，与插座式连接器110的对应接地端子150或150’对齐且相对。

信号端子190(图10B)类似的结构成并具有本体部分191，该本体部分191具有与接地端子本体部分181的宽度相比减小的宽度，以便在信号端子和接地端子之间实现耦合。本体部分191使接触部分192与端接部分193互连，且接触部分192也以一角度弯曲，以穿过连接器壳体171的对应开口176伸出。这些开口和端子接触部分出现在连接器基部172的下表面上，如图9C所示，且它们与端子自由端的空腔175对齐，该空腔在连接器壳体171的前面示出。

插头式连接器170的接地的信号端子180、190(以及其他端子)可以看作是“可动”触点，因为当插头式连接器170接合插座式连接器110时，它们朝插头式连接器壳体171的中心偏移。接地和信号端子140、141、150(以及其他端子)可以看作是“固定”端子，因为它们在两连接器的接合和脱开接合过程中不移动。在图9A和9B的示意图中，实心矩形表示上述的“可动”端子，而虚线的相邻矩形表示上述的“固定”端子。这些图与图5A和5B一起示出了差动信号线TPA+、TPA-与它们相关联的接地端子TPA(G)的三角形关系。每一个这种端子可以看作是形成了三角形的一个顶点，该三角形是当如图9B通过虚线R所示，互连相邻端子而引出假想线时形成的。在本说明书中以及本发明的实施中，接地端子可以看作是假想三角形的顶点，或“尖端”。

以与上述公开内容一致的方式相对于电路板连接器及其信号端子和接地端子140、140’、141、141”和150、150’，通过其形状并通过上述的三角形关系，电缆连接器170的端子180、190也可以提供所需的阻抗。

如图10A和10B所示，接地和信号端子180、190分别具有各自的接触部分182、192，它们与相对的电路板连接器110的接地和信号端子150、140的相对接触部分153、143接合。如图9C所示，这些电缆连接器端子接触部分182、192具有约等于电路板连接器110的端子接触部分153、143的对应长度的长度。可以预计，电缆连接器的接地端子接触部分182的宽度和表面面积不必增加，因为当两连接器110、170接合在一起，电路板连接器接触部分153、143的几何形状将支配配合的连接器，以及由于图13的区域III中出现的匹配接合而形成的阻抗。

为了保持所需的阻抗和电学性能，如图10A和10B所示，且如上所述，接地端子180的互连的本体部分181大于且最好宽于两信号端子的互连本体部分191中的一个或两者。这种在宽度上的增加也增加了在此区域，即连接器的本体部分的接地端子的表面面积，这增加了接地端子180及其两个相关联的信号端子190之间的电容耦合。

如图9C所示，这些端子180、190也沿其接触部分182、192，沿其本体部分181、191间隔开，且如图9A和9B的实心矩形所示，以与电缆连接器接地端子180成三角形关系布置，且位于三角形的顶点上。可以看出，这种三角形关系将继续保持从电路板到电缆的穿过界面的连接器系统的电学平衡。在本发明实施例的最佳实施过程中，接地端子本体部分181的宽度最好是任一个对应信号端子本体部分191的两倍。在图10B中信号端子190的本体部分191示出在其后部具有稍显三角形的构造。该特定部分用于形成与连接器壳体171接合的接合点，在模制后将端子190固定在连接器壳体171内。由于端子几何形状上的差别，在电缆连接器105中可以类似地保持电路板连接器110的宽度和表面面积关系。

电缆连接器端子180、190的端接部分的尺寸和构造也可以不仅保持电缆105和电缆连接器104内建立的有益的电学关系，而且保持连接器端接区域内的电缆105的大致几何形状，而有利于电缆105端接于这种连接器104。

通过操纵电路板连接器的接地和信号端子之间的距离，可以改变或“调谐”系统的阻抗，尤其是电路板连接器的阻抗。因为在连接器的两信号端子和接地端子之间出现电容耦合，所以可以实现上述目的。端子的间隔也影响系统的阻抗。这种关系在图16中清楚示出，该图示出了采用本发明的系统人们希望获得的阻抗曲线，其中阻抗是接地端子G离基线的距离的函数，该系统的两相关取的信号端子S1和S2沿基线放置。第一条线示为实线，在图16的左侧标记为1。在该线中，接地端子G与两个相关联的信号端子S1和S2平齐，这会在连接器的普通单排布局中看到。

图16中有益的第二条线标记为“2”，且由点线示出，该线表示当接地端子G从它与两信号端子S1和S2共享的最初平面上升时出现的阻抗值。在该线中，可以看出两峰值已减小，以及互连斜坡已减小。将接地端子G移动到其较佳距离，如图16的左侧以“3”标记。该线由点划线表示。在该线中，可以看出两峰值基本上变平了且互连斜坡已经升高，从而平滑了阻抗曲线，并减小了非常陡峭的峰和谷。

在图16中由“2”表示的最佳间隔中，在这三个信号端子和接地端子之间的三角形关系接近于等边三角形，而由“2”表示的中间间隔显示出一种接近等腰三角形的三角形关系。也可以使用其他的三角形关系。

在图17A至17C中示出了其他的关系。在图17A中，示出了一种包括一个接地端子150和两个信号端子140、141的端子三角形布局，但信号端子为导线或其他不同于扁平矩形端子的圆形形状。在这种布局中，通过端子引出的假想线(示为虚线)将形成了一个假想的三角形。在图17B中，通过端子140、141和150的中心引出假想线，大致形成假想的正三角形。

类似地，再次通过端子引出假想线，但形成的是不等边三角形。图17C的信号端子140、141可以在其方位上互相变化，且可以彼此位于不同的水平面PL1和PL2上以及接地端子150位于的平面PL3。在这种类型的端子方位中，可以修改连接器壳体的结构而形成不同的两排，支撑信号端子。采用这种结构，在两信号端子之间的高度差别可以使连接器利用端子高度差形成“键接”。

应当理解的是这些图示仅是本发明的连接器可以采用的、许多不同三角形形式的示例。

接地和信号端子的宽度也影响系统的耦合和阻抗，它还包括端子的电阻，其次还是端子尺寸的函数。以前，如图5B所示，接地端子150的接触部分153已经示出具有与两相关联的信号端子140、141的接触部分143相比增加的宽度，或表面面积。接地端子的宽度也可以在其其他部分上增加。

现在参照图14，本发明的电路板连接器的后端通常标记为800。连接器800具有一系列导电端子延伸穿过的外壳或壁801。在该实施例中示出了两套“三元组”，且每一个这种三元组包括一个接地端子802和两个相关联的信号端子810、811。也可以包括其他端子比如电源和状态端子820、821。这些端子都从其后端面进入连接器中，然后将适当的绝缘材料模制在其周围以形成连接器。

图14所示的接地端子具有从端子本体或过渡部分805悬臂式延伸的接触或配合部分804，且过渡部分805可以延伸直到它们遇到安装部分，它们可以是如上所述的表面安装部分807，或者通孔安装部分806。在这种类型的连接器结构中，连接器800的接地端子的宽度可以沿其延伸部分增加，从而使接地端子802具有更大的表面面积，且给其两个相关联的信号端子810、811带来更大的表面面积。

图15示出了在表面安装应用中的图14的连接器，且还示出了接地端子802的增加宽度的本体或过渡部分是如何与信号端子的本体或过渡部分对齐，从而不会过度地增加连接器800的尺寸和全部“印迹”。

虽然已经示出并描述了本发明的优选实施例，但对于那些本领域的技术人员来说，可以对此进行改变和调整，而不会脱离本发明的主旨，其范围由所附的权利要求限定。

Claims (35)

1.一种用于在配接连接器和电路板之间形成连接的连接器，其中所述配接连接器端接于一具有至少一对差动信号线和一与所述信号线相关的接地线的电缆，所述连接器包括：

由电绝缘材料制成的壳体，设于所述壳体内的导电端子三合体，所述三合体包括一个接地端子和两个与所述接地端子相关的差动信号端子，

每一所述接地端子和信号端子包含有用于接触所述配接连接器的对应的相对端子的接触部分，用于将所述端子端接于所述电路板上的相关的电路的安装部分，和用于将所述接触部分和安装部分互连在一起的过渡部分，所述接地和信号端子接触部分进入所述壳体内，且至少被部分支撑，

所述接地端子在所述两个信号端子之间沿其所述安装部分，且沿其所述过渡部分的一部分延伸，所述接地端子接触部分和所述信号端子接触部分在所述壳体内彼此间隔开，且在所述壳体内以三角形取向延伸。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，当互连所述接地和信号端子而引出三条假想线时，所述接地和信号端子形成一假想三角形的顶点。

3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地和信号端子的安装部分包括通孔安装地脚，且所述接地端子和信号端子安装部分和过渡部分设在一公共平面内。

4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地和信号端子的接触部分在各自的第一和第二平面内延伸，且所述接地和信号端子的过渡部分设在与所述第一和第二平面相交的一公共平面内。

5.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，所述接地和信号端子的安装部分包括通常在与所述公共平面相交的第四平面内延伸的表面安装地脚。

6.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，所述第一和第二平面通常互相平行，且所述第一平面在所述第二平面上方延伸。

7.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，所述接地和信号端子安装部分设于第四平面内，且所述接地和信号端子的过渡部分所在的所述公共平面与所述第一、第二和第四平面相交。

8.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地和信号端子的接触部分从其各自的接地和信号端子的过渡部分悬臂式伸出。

9.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地端子过渡部分具有第一预选宽度，且所述接地端子接触部分具有第二预选宽度，该第二预选宽度大于所述第一预选宽度。

10.如权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述接地端子接触部分的第二预选宽度大于所述信号端子接触部分之一的对应宽度。

11.如权利要求10所述的连接器，其特征在于，所述接地端子接触部分的预选宽度大于所述两个信号端子接触部分的对应宽度之和。

12.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地端子接触部分具有足够大的宽度，从而使所述接地端子的接触部分重叠所述信号端子接触部分的一部分。

13.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地端子接触部分具有大于所述信号端子接触部分的表面面积的表面面积。

14.一种用于在电缆连接器和电路板之间形成连接的连接器，该电缆具有至少一对差动信号线和一与所述对差动信号线相关的地线，该连接器包括：

电绝缘壳体，设在所述壳体内的至少三个导电端子，所述端子之一是用于与所述电缆连接器的对应接地端子配接的接地端子，所述端子中的其余两个是用于与所述电缆连接器的对应差动信号端子配接的差动信号端子，所述三个端子每个都包含用于安装到所述电路板上的尾部、由所述壳体支撑的接触部分和互连所述尾部和接触部分的过渡部分，

所述信号端子和接地端子沿其尾部和过渡部分以第一预选取向排布，且沿其接触部分以第二预选取向排布，从而在所述的第一预选取向上，所述接地端子设于所述两信号端子之间，而在所述第二预选取向上，所述接地端子与所述两信号端子间隔开，以使所述接地和信号端子的接触部分布置在一假想三角形的顶点上。

15.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，在所述第一预选取向上，所述接地和信号端子的安装部分和过渡部分互相成直线排布。

16.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述接地端子的宽度沿其长度变化，所述接地端子在其所述接触部分上的宽度大于所述接地端子在其所述过渡部分上的宽度。

17.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述壳体包括第一和第二叶片部分，所述接地端子接触部分设在所述壳体的第一叶片部分上，所述信号端子接触部分设于所述壳体的第二叶片部分上。

18.如权利要求17所述的连接器，其特征在于，所述壳体包括与一附加的差动线对相关的三个附加端子，这三个附加端子包括一附加接地端子和两个附加信号端子，所述附加接地端子接触部分与所述附加信号端子接触部分在所述壳体内间隔开，以使所述附加接地和信号端子接触部分布置在一附加的假想三角形的顶点处。

19.如权利要求18所述的连接器，其特征在于，所述接地和附加的接地端子分别位于所述假想三角形和所述附加的假想三角形的顶点处。

20.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述信号端子接触部分位于第一公共平面内，而所述接地端子接触部分位于第二平面内。

21.一种用于在第一和第二电子部件之间实现连接的I/O连接器组件，所述电子部件每个都包含至少一对差动信号电路和一相关的接地电路，所述连接器组件包含：

第一和第二连接器，第一和第二连接器的每一个都具有各自的第一和第二连接器壳体，所述第一和第二连接器壳体的每一个都具有设于其上的相对的配接和端接面，所述第一连接器在其所述端接面处端接于第一电子部件，而所述第二连接器在其所述端接面处端接于所述第二电子部件，所述第一和第二连接器可以在其所述配接面处接合，从而在所述第一和第二电子部件之间实现所述连接，

所述第一和第二连接器包括相应的第一对导电信号端子，当所述第一和第二连接器接合在一起时它们互相接合，且所述第一和第二连接器包括与所述第一对信号端子的相应端子相关联的相应的接地端子，当所述第一和第二连接器接合在一起时所述相应的接地端子互相接合，

所述第一连接器的所述接地和信号端子的每一个都具有扁平的触片部分、安装部分和将所述触片和本体部分互连在一起的本体部分，所述接地和信号端子触片部分彼此间隔开，且在第一和第二不同平面内延伸，所述接地和信号端子本体部分在与所述第一和第二平面相交的第三平面内延伸，以使所述接地和信号端子触片部分和本体部分成一角度延伸。

22.如权利要求21所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器壳体包括从所述第一连接器壳体延伸的不同的第一和第二叶片部分，所述第一叶片部分支撑所述信号端子触片部分，而所述第二叶片部分支撑所述接地端子触片部分。

23.如权利要求22所述的连接器组件，其特征在于，所述第一和第二叶片部分的每一个都包括在其中接纳所述接地和信号端子的槽。

24.如权利要求22所述的连接器组件，其特征在于，第一叶片部分包括至少一个在所述信号端子触片部分之间于其中形成的通道。

25.如权利要求22所述的连接器组件，其特征在于，所述第一和第二叶片部分彼此间隔开。

26.如权利要求22所述的连接器组件，其特征在于，所述第二连接器壳体包括一插头部分，所述第二连接器信号端子沿所述插头部分的第一侧布置，而所述第二连接器接地端子沿所述插头部分的第二侧布置，当所述第一和第二连接器接合在一起时，所述第二连接器信号端子和接地端子分别与所述第一连接器的第一和第二叶片部分相对。

27.如权利要求21所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器接地端子通过空气隙与所述第一连接器信号端子间隔开。

28.如权利要求21所述的连接器组件，其特征在于，所述第一和第二平面是平行的平面，从而使所述第一连接器接地端子触片部分与所述第一连接器信号端子触片部分间隔开，且所述第一连接器接地端子本体部分设于所述第一连接器信号端子本体部分之间。

29.如权利要求21所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器接地和信号触片部分相对于所述第一连接器接地和信号端子是悬臂式的。

30.一种用于在端接于电缆的配接连接器和电路板之间形成连接的I/O连接器，所述电缆具有至少一对差动信号线和与所述信号线相关的接地线，所述连接器包括：

由电绝缘材料制成的壳体，由所述壳体支撑的导电端子三元组，所述三元组包括两信号端子和一接地端子的一种不同的布局，

所述三元组端子的每一个都包含有用于接触所述配接连接器的对应的相对端子的接触部分、用于将所述端子连接于所述电路板上的相关的电路的连接部分，和将所述接触部分和所述连接部分连接在一起的插入本体部分，所述三元组端子接触部分和所述本体部分彼此成一角度，

所述三元组的所述两信号端子的所述接触部分互相间隔开，且沿所述连接器壳体并排布置，所述三元组接地端子接触部分与所述两信号端子接触部分间隔开，且与之对齐，所述三元组接地端子本体部分与所述三元组的两个信号端子本体部分间隔开，且通常在所述三元组的两个信号端子之间，所述三元组接地端子的所述接触部分与所述三元组信号端子的所述接触部分间隔开，方式是在延伸穿过所述壳体的所述三元组的接地和信号端子的所述接触部分之间形成一种三角形构造。

31.一种用于在电缆连接器和电路板之间形成连接的连接器，该电缆具有至少一对差动信号线和与所述差动信号线对相关的接地线，且所述电缆连接器具有从所述接地和差动线对引出的至少一个接地端子和两个信号端子，该连接器包括：

电绝缘壳体，设于所述壳体内的至少三个导电端子，所述端子之一是用于与所述电缆连接器的接地端子配接的接地端子，所述端子中的其余两个是用于与所述电缆连接器的差动信号端子配接的差动信号端子，所述三个端子的每一个都包含用于安装到所述电路板上的安装部分、沿所述壳体支撑的接触部分和互连所述安装和接触部分的过渡部分，

所述信号端子和接地端子沿其安装和过渡部分以第一预选取向布置，且沿其接触部分以第二预选取向布置，从而在所述第一预选取向，所述接地端子设于所述两信号端子之间，而在所述第二预选取向，所述接地端子与所述两信号端子间隔开，以使所述接地和信号端子的接触部分布置在一假想三角形的顶点上。

32.如权利要求31所述的连接器，其特征在于，所述接地端子在其所述接触部分上具有矩形断面，所述信号端子在其所述接触部分上具有圆形断面。

33.一种用于在配接连接器和电路板之间形成连接的连接器，所述配接连接器端接于具有至少一对差动信号线和与所述信号线相关的接地线的电缆，所述连接器包括：

由电绝缘材料制成的壳体，设于所述壳体内的导电端子三元组，所述三元组包括一个接地端子和两个与所述接地端子相关的差动信号端子，

所述接地和信号端子的每一个都包含有用于接触所述配接连接器的对应的相对端子的接触部分、用于将所述端子端接于所述电路板上的相关的电路的安装部分，和将所述接触部分和安装部分互连在一起的过渡部分，所述接地和信号端子接触部分进入所述壳体内，且至少被部分支撑，

所述接地端子具有从其所述安装部分上的第一预选宽度到所述过渡部分上的第二预选宽度增加的宽度，所述第二预选宽度大于所述第一预选宽度。

34.如权利要求33所述的连接器，其特征在于，所述接地端子在所述两信号端子之间沿其所述安装部分，且沿其所述过渡部分的一部分延伸，所述接地端子的接触部分和所述信号端子接触部分在所述壳体内彼此间隔开，且在所述壳体内以三角形取向延伸。

35.如权利要求34所述的连接器，其特征在于，当互连所述接地和信号端子引出三条假想线时，所述接地和信号端子形成假想三角形的顶点。

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