专利名称：高频接插线数据连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于高频场合的电连接器，尤其涉及用于计算机网络用多路存取布线系统的新颖接插线式连接器。
众所周知，计算机系统配备了大量分立但相互互连的终端或工作站。事实上，目前有许多建筑物都配备了通向各处的计算机线路，致使各个计算机工作站能互相连接，并根据使用者的特殊需要连接到中央计算机设备。由于用户或其需求的改变，经常需要重新安排计算机工作站与中央计算机设备之间线路的配置。而这一任务是由内连设置在建筑物配线壁橱中的连接器组件的接插线所完成的。
为了节约空间，尤其是由于经常需要使大量的计算机终端适合于许多不同的系统和结构，故接插线连接必须被安排得相互非常紧密。接插连接器的这种紧凑的空间已经产生了一些问题，由于计算机系统工作在极高的频率，故来自一组连接器的信号可以干扰并降低邻近一组连接器上信号的质量。这一问题，有时候称作“串话”，对于相互非常紧凑设置的连接器而言已变得更加严重。
1991年7月24日递交的美国第07/719，939号专利申请(也是由本发明的代理人代理的)，揭示了一种新颖的连接器组件，它能维持空间紧凑的接线端子用于选择相互连接。这些连接器组件中的每一对端子都是由弹簧夹形成的，这些弹簧夹通常是啮合的，当电路板插入其间时即使其伸展分离。由模塑制成的连接器组件本身配置了内部导电屏蔽。这些屏蔽设置在连接器组件内，在一组端子与相应的弹簧夹之间提供了电磁隔离。
当连接器组件用作接插装置时，产生了对电磁隔离的进一步要求。在这种情况下，插入弹簧夹之间的电路板配备了接插电缆，这种电缆反过来能将弹簧夹连接到计算机终端或工作站。在电路板插入之前，通常每一对接触弹簧夹是相互短路的，相互之间不需要电磁隔离。然而，当电路板插入将弹簧夹分离开来并将它们连接到计算机工作站时，在这种现已分离的弹簧夹上的信号已不再相同，因此，它们必须相互进行电磁隔离。
在接插系统的连接器组件的使用中，进一步的问题在于维持整个系统的连续接地屏蔽。尽管用于系统中的各种电缆的一端或另一端都有连接到接地端子的导电套，而已知的配置直到现在还不能通过接插连接器组件提供从中央计算机设备到独立计算机工作站的连续接地。
本发明提供一种新颖的电路接插线结构和相应的接插系统，它能以紧凑的空间容纳多组电连接端子，当插接线插入多端子连接器组件时，这种连接能维持这些端子和连接之间相互电磁隔离。本发明还提供一种连续接地连接，以屏蔽整个接插连接系统。
根据本发明的一个方面，提供一种新颖的接插电缆和连接器组件，用以接插连接到具有可分离的弹簧夹接触件的高密度接线的连接器组件。这种新颖的组件包括含有发送和接收信号导电体的电缆以及附设在电缆一头的电路板插件。第一和第二导电线路片配置在电路板插件上，并分别连接到发射和接收信号的导电体上。插入时，导电的屏蔽层介于插件上的发送和接收电路片之间，以便使这两个片相互隔离，由此可实质性地减少片之间在高频范围的相互信号干扰和串话。
根据本发明的另一方面，提供一种新颖的接插电缆和连接器组件，以便将所连接的终端接插连接到具有接地连接的弹簧夹接触件的高布线密度的连接器组件。这种新颖的接插电缆和连接器组件包括一根电缆，它具有与接插连接器组件中的相应导电体相接触的发送和接收信号的导电体，并由接地包封层围绕信号导体的周围。本发明还提供一种具有接地片，用以接触接插连接器组件中接地弹簧夹，并具有一个从接地片到电缆接地包封层的连接的电路板插件。
根据本发明更进一步的方案，提供一种新颖的接插连接器模块和电缆组件。该接插连接器模块具有几对平时接触弹簧夹的信号接触件，以及当电路板插件插入弹簧夹信号接触件时，用于接纳电路板插件的窗口。该模块还具有几对设置在信号接触件与窗口之间的弹簧夹接地接触件。上述电缆包括发送和接收信号的导电体以及围绕该信号导电体的接地包封层。此外，本发明还提供一种电路板插件，每根电缆导电体都被电连接到连接器模块的一个弹簧夹信号接触件上。该电路板插件上具有接地片，用以接触模块中的一个弹簧夹接地接触件;而且，接地片连接到电缆接地包封层。插件的长度足以从模块的一个窗孔延伸到相应的弹簧夹接地接触件，但不足以延伸到弹簧夹信号接触件。
图1是表示用于本发明所使用的计算机网络的一种电缆接插系统的示意图;
图2是表示图1所示接插系统中所包含的电路连接的示意图;
图3是根据本发明且用于图1和图2所示接插系统中的一根接插电缆的侧视图;
图4是一个沿图3中4-4线展开的放大的断面图;
图5是表示图3所示接插电缆的印刷电路板部分的放大示意图;
图6是一个沿图5中6-6线的放大图;
图7是一个沿图6中7-7线的视图;
图8是一个沿图6中8-8线的视图;
图9是一个沿图6中9-9线的视图;
图10是表示根据本发明的接插电缆的插入件部分以及该插入件所插入其中的连接器模块的相应部分的局部示意图;
图11是表示根据图1至图10所示多根接插电缆插入接插连接器模块中的放大的剖视图;
图12是沿图11中12-12线的视图;
图13是类似于图2的示意图，但它表示一种根据本发明变更的电连接布置以及相应的连接器模块和接插电缆结构;
图14是用于图13所示布置中的接插电缆的侧视图;
图15是图14所示接插电缆的电路板部分的一个侧面的放大平面图;
图16是类似于图15的示意图，但它表示一个外部绝缘层已除去的电路板部分;
图17是图14所示接插电缆的电路板部分的正对面的放大平面图;
图18是沿图15中18-18线的放大剖视图;
图19是表示根据图13-18所示的插入到接插连接器模块中的多个接插电缆放大剖视图;
图20是根据本发明的接插电缆的一种变更形式的侧视图，它可用以将计算机终端接插到连接器模块;
图21是类似于图13的示意图，但它表示接插电缆和印刷电路板插件的一种修改形式;
图22是类似于图12的示意图，但它表示如图21所示插入接插连接器模块中的一种修改的接插电缆电路板插件。
如图1所示，在已经预先为计算机使用而布线的办公室或建筑物的中央位置，配备了一台多路接口单元(MAU)20。多路接口单元20是一个中央计算机接口站，它允许分布在整个办公室或大楼的计算机工作站连接到中央计算机设备和/或在网络中相互连接。
多路接口单元20包含几组终端221、222……22n，它可以分别连接到分布在整个办公室或大楼的有关的计算机工作站。每个终端组22包括一个发射终端对24，信号由此传送到远距离计算机工作站，以及一个接收终端对26，在此接收来自工作站的信号。每个终端组22都提供特殊类型的计算机服务，诸如文字处理、计算、库存量控制等或其中的某种组合。通过将计算机工作站连接到终端组22的某一个终端，工作站将被配备一种特殊类型的服务。
多路接口单元20与远地计算机工作站之间的接连是通过一种接插系统完成的，它包括同样安装在办公室或大楼中央位置的第一和第二接插连接器模块28和30。多路接口单元的电缆32将多路接口单元终端组22连接到第一接插连接器模块28的相应的终端。接插电缆34内连第一和第二接插连接器模块28和30;大楼电缆36将第二接插连接器模块30连接到分布在整个办公室或大楼的计算机工作站插座。计算机工作站40可以插入插座38。接插电缆34(以下将作说明)可以很容易地被连接到连接器模块28和30的几组终端中的任何一组或从其上解脱，由此可将任何工作站插座38连接到多路接口单元20的任何多路接口单元的终端221、222……22n。
多路接口单元电缆32每一根的外层绝缘套中都有一个共用的编织接地屏蔽层44，屏蔽层44内为一对绞合的发送和接收线路50和52。一对发送和接收线路绞合以后，能使辐射和交叉耦合减至最小。而且，发射和接收接地屏蔽层可以围绕一对发射和接收线路设置;这两个接地屏蔽层可以在共用接地屏蔽层44内绞合在一起，以进一步减小辐射和交叉耦合。
每根多路接口单元电缆32的发送线50都分别被连接到多路接口单元20的各组终端22的一对发送终端上。同样，同一电缆32的接收线52被分别连接到多路接口单元的同一组终端22的一对接收终端上。共用的编织的接地屏蔽层44则连接到多路接口单元20的接地终端54上。
多路接口单元电缆32最好在一头配置一个多路接口单元连接器插头。这种插头本身是众所周知的，它用以将每根发送线50和每根接收线52以及电缆32的编织接地屏蔽线44同时被分别连接到多路接口单元20的各组终端22的发送对、接收对和接地终端54上。这种插头可以采用众所周知的类型，例如“IBM数据连接器”，或按照电气和电子工程师协会(IEEE)802.5号规格的连接器。其它例如众所周知的RJ连接器也可以被采用。
接插连接器模块28和30的结构相同，在同样由本发明代理人代理的于1991年6月24日提交的美国第07/719，939号专利申请中已对此作了详细描述。在本发明中上述描述被作为参考。然而，可以充分地说明，接插连接器模块28和30是由模塑制成的，而且通常是矩形的。每个模块沿着其一侧面配置了几对发送终端561、562、563……56n，并沿着其相对的另一侧面配置了相应的几对接收终端581、582、583……58n。每个发送终端56都可在模块内沿着模块的中心线延伸到弹簧夹60;该弹簧夹正常情况下与另一个弹簧夹62接触，而后者是从相应的接收终端58延伸来的。
每根电缆32的发送线50分别被连接到第一接插连接器模块28的相关的发送终端56;同一电缆的接收线52被分别连接到模块28相应的接收终端58。这些连接最好采用众所周知的推前(push-on)技术，其中每根线50和52都带有自己的绝缘层，它们被压入相应连接器模块终端56或58中很薄的缝隙中。该终端缝隙的侧边切入上述线的绝缘层中，致使其导体紧密地固定在缝隙中，在导体与终端之间形成确定的电连接。电缆32的编织接地层44被弯曲返折到外层电缆套的末端，一个导电夹42被用来将电缆本身夹紧到模块28上的导电架46上。导电架46又与一对接地总线47作电连接，后者通过模块的内部延伸。
通常理解，由于采用正常状态下接触的弹簧夹62和64，第一接插连接器模块28正常状态下将多路接口单元20中的每组终端22的发送终端对24与同一组的接收终端对短路。这种情形发生在计算机工作站未连接到多路接口单元20的一组终端22时。在这种情况下，信号直接从多路接口单元的发送终端24通向相关的接收终端26。这样，当计算机工作站不连接到多路接口单元的一组终端22时即允许维持一个闭路状态。当计算机工作站连接到终端时，发送终端24与接收终端26之间的连接即被破坏，计算机工作站插入该回路中。
在第一接插连接器模块28中，还配置了几对被连接到接地总线47的在正常状态下接触接地的弹簧夹64。由于接地总线47与夹有电缆32的编织接地屏蔽层的导电架46相接触，弹簧夹64即与电缆接地屏蔽层，以及与多路接口单元20的接地终端54形成电气联接。一对接地弹簧夹接触件64在模块28中位于每根电缆32的两组弹簧夹接触件60和62之间。
接插连接器模块28是由沿着发送终端56和接收终端58排列之间的接插板表面66的插接板窗孔68形成的。每个窗孔68给一对弹簧夹60以及给它们接触的弹簧夹62提供接口。每个窗孔68中的弹簧夹60和62被连接到多路接口单元的一根电缆32的发送和接收线50和52。而且，由于一对正常状态下接地的弹簧夹接触件64被设置在弹簧夹60和62之间，故窗孔68也给接触件64提供接口。
第二接插连接器模块30基本上具有与第一接插连接器模块28相同的结构。故第二接插连接器模块30也含有沿其一个侧面的几对发送终端70以及沿其相对的另一侧面的几对相应的接收终端72。相应的发送和接收终端70和72在正常状态下通过相关的弹簧夹74和76维持电接触状态。同样，平常闭合的接地弹簧夹接触件78插入在弹簧夹74和76之间。如同在第一接插连接器模块28中的情形一样，第二接插连接器模块30为接插线电路板配置了一个窗孔80;每个窗孔80允许从一对发送终端70和一对接收终端72来的一组接触弹簧夹74和76以及插入中间的一组接地弹簧夹接触件78接口。
每个接插连接器模块28和30配置了多个导电屏蔽层81，在模块内部它们在第一模块28中的每个窗孔68之间以及在第二模块30中的每个窗孔80之间模向地延伸。这些屏蔽层采用薄板的形式，并可整形后延伸到邻近几组终端56、58和70、72及其相关的弹簧夹60、62和74、76之间。该屏蔽层81在模块内部与接地总线47接触，并在邻近几组弹簧夹与相关的终端之间提供接地屏蔽。
具有与上述多路接口单元电缆32相同结构的大楼电缆36，互连各个计算机工作站插座38和第二接插连接器模块30的相应几组发送和接收终端70和72。当用于将多路接口单元电缆32连接到第一连接器模块28时，大楼电缆36即以同样方式被连接到第二接插连接器模块。而且，采用将大楼电缆36的另一端连接到各个计算机工作站插座38的方法也是很平常的，并非为本发明的一部分。
接插电缆34具有与多路接口单元电缆32和大楼电缆36相同的总体结构，不同之处在于接插电缆34的末端配置了电路板插件84，其构造成能够分别塞进接插连接器模块28和30的窗孔68和80中。以下将对此作进一步的详细描述，当电路板插件84插入接插连接器模块28和30的窗孔68和80中时，利用力将这些窗孔内部平时接触的弹簧夹分开，使它们不再电气连接。此外，电路板插件84具有接触元件86，当电路板插入时，它能与当时分离的弹簧夹接触件接触。该接触元件84被电气连接到电缆34中的电缆，以下将更完整地描述这些连接关系。
图1中尽管只示出了一种接插电缆34，实际上却有好几根这样的电缆;而且每一根电缆都将第一连接器模块28的窗孔68内的弹簧夹接触件与第二连接器模块30的窗孔内的弹簧夹接触件互连在一起。采用这种方式，通过将接插电缆34简单地插入到接插连接器模块28和30的窗孔，分布在整个办公室或大楼的任何计算机工作站都可以与多路接口单元20中的任何一组终端22相连接。这种连接方式无需任何移动或对多路接口单元电缆32或大楼电缆36的重新布线即可完成。
图2示意性地表示多路接口单元20的一组终端22与计算机工作站插座38之间的布线连接，而插座38则永久地安装在大楼的墙88上，以便与计算机工作站40连接。由图2可见，多路接口单元20所提供的一组终端22通过接插连接器模块28和30连接到个别的计算机工作站插座38。
如图2所示的接插电缆34包括由一根共用编织的接地屏蔽层102所围绕的一对发送线94和一对接收线98。在接地屏蔽层102内部也可以用独立的接地屏蔽线(未图示)包绕在每一对发送和接收线外。接插电缆34的每端连接至印刷电路板插件84。图中(示意性地)表示两块印刷电路板插件分别插入在接插模块28和30中的插入位置上。由图可见，设置在电缆34一端的插件84延伸在平时相接触的第一模块28的弹簧夹接触件60、62和64之间并将它们分开，设置在电缆34另一端的插件84则延伸在平时相接触的第二模块30的弹簧夹接触件74、76和78之间并将它们分开。
每个印刷电路板插件84都有一中心导电的屏蔽层104，其相对的两面具有绝缘部分106和107。绝缘部分106和107外表层上的接触元件86包括设置在其中一侧面上的发送线接触元件86a、86b和接地接触元件86c，以及设置在另一侧面上的接收线接触元件86d、86e和接地接触元件86f。设置在电缆34一端的电路板插件84上的发送线接触元件86a和86b轻触第一模块28中的弹簧夹60，而接收线接触元件86d和86e则轻触第一模块的弹簧夹62。接地接触元件86c和86f轻触第一模块28的接地弹簧夹64。同样，设置在电缆34另一端的电路板插件84上的发送线接触元件86a和86b轻触第2模块30中的弹簧夹76，而接收线接触元件86d和86e轻触第二模块的弹簧夹74。接地接触元件86c和86f轻触第二模块30的接地弹簧夹78。
如图2中所示，以下将作更为详细的描述，每个电路板插件84的发送线接触元件86a和86b被连接到接插电缆34的发送线94，而电路板插件的接收线接触元件86d和86e则被连接到接插电缆34的接收线98上。而且，被连接到接地接触元件86c和86f的导电屏蔽层104也连接到接插电缆34的共用的编织的接地屏蔽层102。
图3表示接插电缆34的一个总图。由图3可见，电路板插件84通过模塑壳体108安装到电缆34的末端处。这些壳体由被夹持在电缆34末端的两个部分形成，并在焊接柱110处相互固定。
图4所示为放大的剖面图，电缆34具有外套112，其端部露出一定长度的编织的接地屏蔽层102。该外露的接地层向后折回，一金属夹子114围绕接地层102的折回部分夹紧。该夹子由凸缘116形成，它被固定在壳体108的凹槽118内。接地线120从夹子114开始并沿着发送和接收线94和98向外延伸。发送和接收线94和98延伸到折回的编织接地外层的外面。
由图5和图6可见，印刷电路板插件84具有细长的矩形状，它包括夹在绝缘部分106和107之间由导电屏蔽层104形成的薄片层。屏蔽层104是一种薄铜板或其它高导电率材料的薄板。绝缘部分106和107是一般的电路基板材料。屏蔽层104延伸到绝缘部分106和107的整个横向面积上。
印刷电路板插件84由位于一端的细长插入部分122和位于另一端的矩形电缆连接部分124形成。插入和电缆连接部分122和124由一个窗的颈部126分隔开。插入部分122的顶端形成一个楔销128，以便于电路板插入模块28和30中平时接触的弹簧夹之间。
一对平行且间隔开的导电发送线段130和132通过常规的印刷电路板工艺而制成，并沿着绝缘部分106而设置。由图7可见，线段130和132从插入部分122上的楔销128附近位置开始通过颈部126，延伸到电缆连接部分124边缘附近的发送线电缆连接器终端134和136。电缆连接器终端由钻通电路板插件84的孔以及敷在孔内部的金属镀层所形成，借助该镀层与相应线段130和132接触。这样，通过将导线穿过该孔，然后将导线焊接在该处，即能使导线连接到线段上。
接地线段138也是通过常规的印刷电路板工艺在位于线段130和132之间的插入部分122上形成的。镀敷以金属的通孔140在接地线段中形成并将接地段电连接到屏蔽层104上。
如图5和图6所示，薄绝缘保护层142覆盖在绝缘层106以及发送线和接地线段130、132和138的外表面。层142在线段130、132和138上所选择区域中成形窗口，由此，这些区域形成了可由接插连接器模块28和30的弹簧夹相接触的接触元件86。
现在从图8中可见，导电屏蔽层104横向延伸到插件84的整个电缆连接和颈部区域124和126上。这样，层104就完全屏蔽了发送线段130和132。而且，屏蔽层104延伸覆盖了接地段138，并通过镀敷通孔140被电气地连接到接地段上。而且，还可以注意到，屏蔽层104是向下收缩成颈部的，如在矩形电缆连接部分124中的144所示，所以它是不接触形成发送电缆连接器终端134和136的镀敷通孔的。这样，发送线段130和132即与屏蔽部分104形成电气隔离。
如图6和图9所示，一对平行的、间隔分开的导电接收线段146和148，类似于发送线段130和132的情况，是沿着绝缘部分107的外表面而形成的。由图9可见，线段146和148延伸到与发送线段130和132相同的插件区域以及颈部122和126。然而，在电缆连接部分124，接收线段146和148延伸至接收线电缆连接器终端150和152，而终端150和152是沿着与设置发送线电缆连接器终端134和136相对的另一边缘设置的。再说，由于屏蔽层104向下收缩成颈部144，故接收线电缆终端150和152不接触屏蔽层。
第五个镀敷通孔连接器终端154设置在矩形电缆连接部分124末端边缘的中心处。该连接器终端接触屏蔽层104并允许接地线120(图4)连接到屏蔽层。
接地线段156类似于接地线段138，它在绝缘部分107的外表面上形成，并通过镀敷通孔140被连接到屏蔽层104上。
薄绝缘保护层158(图6)类似于层142，覆盖绝缘层107以及接收线和接地线段146、148和156的外表层。层158也是在线段146、148和156上选择的区域中形成窗口，以形成接触元件86，它能由接插连接器模块28和30的弹簧夹接触。
图10表示连接器模块28和电路板插件84的导电元件的位置关系。由图可见，终端58及其相关的弹簧夹62，每个都由薄金属带整体形成。其中弹簧夹62朝着模块的中心向内弯折，终端58沿着模块的侧面向上延伸，然后向下折回，以形成翻转的U型。垂直槽沟58a在终端的U型部位的基底上形成，用以接收来自电缆32(图1)的线52，后者被设置成横穿过槽孔，然后向下穿插进槽孔。在这一穿插操作期间，槽孔的侧面将导线外层的绝缘切离，并紧压到导线的导电部分以形成可靠的电连接。弹簧夹60(图10中未示出)以上述相同的方法连同其相应的终端56一起形成。
可以理解，接地总线47沿着模块28的长度方向，延伸在终端56与58之间并位于弹簧夹62和64上方一短距离。接地弹簧夹64在总线47上成一体形成。位于模块一端的总线47连接到导电架46(图1)。而且，如图10所示，凸缘47a从总线47向下延伸并与屏蔽板81相接触。
图11以剖面表示带有插入接插连接器模块28中的电路板插件84的四个接插电缆34。由图可见，插件84的形状具有窄的颈部126及其矩形电缆连接部分124，允许它们牢固地嵌入到模塑壳体108，并在其中与接插电缆34的末端固定在一起。接插电缆34的发送线94被焊接或以其他方式连接到发送线电缆连接器终端134和136，电缆34的接收线98被焊接或以其他方式连接到接收线连接器终端150和152。这样，接插电缆34的发送线94就连接到电路板插件84所示一面上的发送线段130和132，而接收线98则被连接到插件未图示的另一面上的接收线段146和148。而且，由共用编织的接地屏蔽层44来的接地线120被连接到导电屏蔽层104以及电路板插件另一面上的接地线段138和156。
电路板插件84用位于其外端一角的凹槽160形成。这些凹槽接纳模块28和30中的台肩(未图示)，允许插件仅当其正对着正确方向时才能完全插入。如果插件反向，则它的接收线段146和148面朝外，凹槽160也将反射，而模块28和30中的台肩将阻止插件84的完全插入。
如图12所示，当电路板插件84完全插入第一接触连接器模块28中的窗孔68时，它即分离并切断了模块发送和接收终端的弹簧夹60与62之间的电连接，而且也分离和切断了接地弹簧夹接触件64之间的电连接。此外，当电路板插件84完全插入模块28中时，其接触元件86与分离的弹簧夹进行电气接触。采用这种方式，即可建立如图2所示的电路连接关系。这一点可以理解，当插件84拔出时，弹簧夹60和62再恢复成相互接触，重新建立多路接口单元电缆32发送和接收线50与52之间的电接触。同样，弹簧夹64也恢复成相互接触。以确保接地系统的完整性。
当电路板插件84插入接插模块28或30时，本发明可用以防止弹簧夹60或74上的高频信号与分离的弹簧夹62或76上信号的相互干扰。根据本发明，这一点可以借助在电路板插件84的发送线段130、132与接收线段146、148之间设置导电屏蔽层104这一措施而实现。在插件84插入前，第一模块28中的弹簧夹60接触弹簧夹62，第二模块中的弹簧夹74接触弹簧夹76。在这种情况下，接触弹簧夹上在整个期间具有相同的信号，它们无需电气隔离。然而，当接插电缆34通过将其电路板插件插入连接器模块28和30而实现连接时，当时被分离的弹簧夹即被连接到计算机工作站的不同终端上，并且载有不同的信号。因此，这时候在当时分离的弹簧夹之间就必须设置电气隔离。在本发明中它是通过电路板插件中的导电屏蔽层104实现的。这些导电屏蔽层可以防止分离的弹簧夹之间的任何辐射或电感耦合。
本发明还可以用以维持从多路接口单元20中的每组终端22至该终端所要连接的相应计算机工作站插座38的连接接地连接。这一连续接地连接是通过接插电缆34的接地屏蔽层44、在其相应电路板插件84上的接地段138以及接插连接器模块28和30的接地弹簧夹接触件64和78而完成的。
设置在接插电缆34另一端的电路板插件84也在第二接插连接器模块30中建立了与大楼电缆36相应的发送、接收和接地线之间的连接，其方式与上述第一接插连接器模块28中的情况几乎相同。
图13表示一种可替换的接插连接器模块28a以及象上述那样进行连接的电路板配置。模块28a的物理结构与前一个实施例中的模块28相同;然而用不同的参照号来标记各个终端和弹簧夹。在图13的配置中，多路接口单元电缆32最好通过如以上所述的推进式连接方式被连接到接插连接器模块28a一侧面上的发送线终端164和166，而接收线52以相同方式连接到模块的同一侧面上的接收线终端168和170。编织的接地屏蔽层44以与第一个实施例中所述相同的连接方式连接到共用总线172。而且如上所述，共用总线172在模块28a中与接地弹簧夹接触件64电气接触。发送线终端164和166具有相连的发送线弹簧夹174和176，接收线终端168和170具有相连的接收线弹簧夹178和180。每个弹簧夹174、176、178和180平常都与模块28a另一侧面上的相应弹簧夹182、184、186和188接触，后面这些弹簧夹都有相连的终端190、192、194和196。终端190与194通过第一根线198相连，终端192与196通过第二根线200相连。后面所述的这些连接最好也采用前述的推进式技术。
这将可以理解，当弹簧夹174、176、178和180与它们相应的弹簧夹182、184、186和188接触时(例如当解脱接插电缆电路板插件时)，第一和第二根线198和200有效地将多路接口单元电缆32的发送线50与相同电缆的接收线52连接。
第二接插连接器模块30a上各个终端，弹簧夹和连接导线的配置与上述第一模块中的相同，以下不再重复。
如图13所示，接插电缆34a(类似于接插电缆34的结构)在其末端配置了电路板插件202，它包括由导电层204和电路板绝缘层206组成的两层叠层。在插件202于模块28a内进行接触的区域内，插件形成两个舌簧片202A和202B，它们可以分别插入模块28a中相邻的窗孔68。电路板层206的外表面上设置了导电发送线段208和210以及导电接收线段212和214。当插件202如图13所示完全插入模块28a时，这些线段即与发送和接收弹簧夹174、176以及178和180相接触。与此同时，导电层204与弹簧夹182、184、186和188相接触。
从图13中还可发现，发送线段208和210被连接到接插电缆34a的发送线94上，接收线段212和214被连接到接插电缆的接收线98上。而且，接插电缆34a的共用编织接地层102也被连接到导电层204上。
导电屏蔽元件216、218、220和222在电路板插件202的绝缘层206的表面上分别沿着两个舌簧片202A和202B的相对边缘形成。这些屏蔽元件的每一个都通过绝缘层206连接到导电层204上。屏蔽元件216、218、220和222的作用，是当电路板插件202插入连接模块28a中时，将发送段208和210与接收段212和214屏蔽隔离，反之亦然。
与上述结构相同的电路板插件203设置在电缆34a的另一端，用以与第二模块30a接插连接。如前一个实施例中那样，第二模块30a被连接到大楼电缆36。
出于清楚地说明问题的目的，在后一种所述的电路板插件所示图中省略了一些参照号。然而在两个插件中，相同的参照号应用于相应的元件。
图14表示接插电缆34a的全貌。由图14可见，电路板插件202和203通过类似于壳体108结构的模塑壳体216安装在电缆34a的末端。这些壳体由夹在外层电缆套上的两部分组成，并在焊接孔110上相互固定。
图15至18表示电路板插件202和203的详细结构。该两个电路板插件202和203具有相同的结构，故以下仅对插件202作详细描述。如图18所示，电路板插件202由包括导电层204和绝缘电路板层206的叠层组成。如图15至17所示，插件202被加工成具有两个舌簧片202A和202B，它们可以嵌入接插连接器模块28a和30a之一内相邻的窗孔68或80之中。图16表示电路板层206外表面上的发送线段208和210。这些线段互相平行地沿着舌簧片202A，从电路板插件202的插入端216延伸到电路板另一端的电缆连接区域224。接收线段212和214同样设置在舌簧片202B上。
如图16所示，线段208、210、212和214每一个都有一段沿着插入端216附近的第一长度(a)的展宽区，用以可靠地接触模块28中的弹簧夹174、176、178和180。而具有相同宽度的空间226则保留在沿长度(a)展开区的之间，以避免与接地弹簧夹64接触。线段208、210、212和214在沿着超出第一长度(a)的第二长度(b)的区域内变窄，以增加其相互之间以及与相邻电路板202相应线段之间的分隔和电气绝缘。然而，在沿长度(b)的区域内，空间226的宽度仍维持以避免与接地弹簧夹64接触。在进一步沿着超出长度(b)区域后的第三长度(c)，线段208和210相互更靠近地设置，并进一步提高了与相邻线段的电气隔离。同样，线段212和214在沿第三长度(c)的区域内相互也更靠近设置。
线段208、210、212和214每一根都连接到电路板202的电缆连接区224的端点上。电缆连接器228在电缆连接区218中的每根线端208、210、212和214的端点以镀敷通孔的形式形成，用以连接到接插电缆34a的发送和接收线94和98上。
中心接地屏蔽线段230从位于电缆连接区224处的接地屏蔽电缆连接器232开始延伸到两个舌簧片202A和202B，分别在此处形成线段218和220。线段218和220沿着每个舌簧片的内缘延伸，且紧靠发送段210和接收段212的第二和第三长度(b)和(c)。此外，外缘接地屏蔽线段216和222则沿着插件202的外缘沿伸，邻近发送线段208和接收线段214的第二和第三长度(b)和(c)。这些外缘接地屏蔽线段216和222通过镀敷通孔234连接到设置在插件202另一面上的导电层204上。由图17可见，导电层204横向地延伸到插件202的整个面上，除了在电缆连接区224中，导电层204由颈部236形成，如此即可与电缆连接器228电气隔离，但同时它又通过接地屏蔽电缆连接器232电连接到中心接地屏蔽线段230上。
薄的保护涂层236和238在插件202另一面上的外表层上形成。涂层236覆盖插件一侧面上的线段208、210、212、214、224和228，涂层228覆盖插件另一面上的导电层204。位于一侧面上的保护涂层236中设置窗孔，以裸露发送和接收线段的接触区域208a、210a、212a和214a，当插件202完全插入模块时，它们能被模块28a的弹簧夹174、176、178和180(图13)电气接触。而且，在插件另一侧面上的保护涂层238中也设置了窗孔，以裸露导电层204的接触区域204a，这样它可以由模块28a的接地弹簧夹64接触。
如图19所示，当接插电缆34a以边靠边的关系插入接插连接器模块28a或30a中时，内部接地屏蔽线段218和220介于邻近的发送和接收线段210和212之间。这些线段尽管只有很薄的厚度，但至少与发送和接收线段一样厚，并能有效地隔离那些线段，以避免其互相间的高频干扰。尤其可以发现，只要导电屏蔽线段218和220占据着发送和接收线段210和212之间的投影面积，它们将有效地大大减少那些线段之间的干扰和串话。
可以发现，外缘屏蔽线段216和222仅延伸在和发送和接收线段的第二和第三长度(b)和(c)相应的区域内，并不在与第一长度(a)相应的区域内。如图19所示，由于设置在模块28a和30a中的导电组件屏蔽板81已延伸到该区域，故外缘屏蔽线段216和222无必要再延伸到该第一长度(a)的区域。如图19所示，尽管每块屏蔽板81的一部分如图所示一直延伸到与电路板插件202的长度(b)和(c)相应的区域为止，但该屏蔽板的那一部分也不再延伸在电路板插件202相邻的发送和接收线段之间，并不再将它们屏蔽。而在相应于长度(b)和(c)的区域，屏蔽板238则跨在发送和接收线段208、210、212和214上。这一点可以通过参见图10而理解，图10示出与模块28a、屏蔽板81和各个终端以及弹簧夹相同的结构。然而不管这样，由于电路板插件202上接地屏蔽线段224和228的作用，隔离仍维持着。
图20表示接插电缆34b的一种替换形式，其一端具有电路板插件240，另一端具有IBM型连接器242。这样一种构造在仅配备一个接插连接器模块的配置中是有用的，可以用它来完成从接收IBM型连接器的计算机终端至接插连接器模块的连接。
在上述实施例中，设置在接插电缆34和34a末端的电路板插件84，不仅包括接地连接线段，而且还包括发送和接收线段，这样，当插件插入组件28或30之一时，用于一组特殊的终端的所有连接都同时完成。而且，利用电路板插件同时完成所有连接时，允许快速和方便地反复接插，无需任何工具。通过将其电路板插件84和202插入模块28、30和28a、30a的相应窗孔68和80中，即可很方便地连接插电缆34和34a。
在某些情况下，最好提供比之简单地将电路板插件插入连接器组件更为牢固的接插配置。如图21和22所示的配置允许进行这种更为牢固的接插。同时，这种配置可以在多路接口单元与远距离计算机工作站之间保持连续的接地连接。
如同上述与图13有关的描述那样，图21所示的配置包括具有多路接口单元以及连至其上的大楼电缆32和36的第一和第二接插连接器模块28a和30a。然而在图21的布置中，接插连接器模块28a和30a通过带有电路板插件250的接插连接器电缆34c进行内连，该插件250不同于电缆34、34a和34b的插件84和202。更准确地说，如图21所示，插件250每个都有单独的接地线段252。该接地段通过接地线254连接到夹子256上，而夹子256则连接到电缆34c末端附近的编织接地屏蔽层102上。电缆34c的发送和接收线94和98从露出接地屏蔽线102外的电缆末端开始延伸，并直接连到模块28a和30a相关的终端190、192、194和196上。这些直接连接是采用与多路接口单元电缆32的发送和接收线50和52与相应的大楼电缆36的发送和接收线相同的方式进行。即它们被下推入接插连接器模块的各个终端上。这样就提供了一种非常牢固的连接，不能轻易地拔出，而且线和终端之间的电连接是刚性的、非常可靠。
不难理解，在图21所示的实施例中，从发送和接收线50和52至与它们配对的接插电缆34c的发送和接收线94和98的连接，是通过模块28a中相关的终端及其紧闭或接触的夹子完成的，在模块30a中采用相同的电连接。然而，接地连接是通过插入其间的插件250的接地线段252完成的，并与模块28a和30a中的接地终端64相接触。
如图22所示，接插电缆34b的插件250比前述实施例的插件84和202更短。相应地，当插件250被插入到模块28a和30a时，它们延伸到并接触接地夹子64，但不碰到被连到发送线50和94的夹子174和182，也不碰到被连到发送或接收线的任何其它夹子。相应地，那些夹子仍保持接触，由此发送和接收信号可以通过模块进行传送。
不难理解，以上所描述的本发明在多路接口单元终端与大楼终端之间提供了简易和方便的接插，同时从多路接口单元终端到大楼终端在接插连接模块中的各个终端和接触件与通过模块的连续屏蔽接地连接之间维持良好的隔离。
权利要求
1.一种接插电缆和连接器装置，用以接插连接到具有可分离的弹簧夹接触件的高密度线路连接器模块，其特征在于，所述装置包括含有发送和接收信号导体的电缆，连接至所述电缆一端的电路板插件，设置在所述电路板插件上并分别连接到所述发送和接收信号导体的第一和第二导电线段，以及介于所述插件上所述发送和接收线段之间，使所述线段相互隔离，并以此从实际上减小工作在高频范围的所述线段之间的相互信号干扰和串话的导电屏蔽。
2.如权利要求1所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于所述导电屏蔽至少占据所述发送与接收线段之间的投影面积。
3.如权利要求1所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述导电屏蔽被电气连接到地。
4.如权利要求3所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电缆包括沿其长度方向的导电接地屏蔽层;所述导电屏蔽被连接到所述接地屏蔽层。
5.如权利要求1所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述发送和接收信号导体包括第一对缠绕在一起的发送信号导体和第2对缠绕在一起的接收信号导体。
6.如权利要求1所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于所述电路板插件是一个叠层，它包括一个导电的中心层和设置在所述中心层相对侧面上的外电路板层，所述中心层包括设置在所述电路板层外表面上的所述屏蔽和所述导电线段。
7.如权利要求6所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电路板插件在其一端具有一电缆连接区域，该区域配置了在每个所述发送和接收信号导体与所述线段相关的导体之间的间隔连接。
8.如权利要求6所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述中心层实际上占据所述插件的整个横向延伸面。
9.如权利要求6所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电路板插件包括位于其一端的电缆连接区域，所述区域配置了在所述发送和接收信号导体与所述线段导体之间以及连接在所述接地屏蔽层与所述中心层之间的间隔连接。
10.如权利要求9所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述中心层在所述电缆连接区域变窄，以避免与所述发送和接收信号导体的连接部分接触。
11.如权利要求5所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述发送信号导体连接到设置在所述插件的一边上的导电线段，所述接收信号导体连接到设置在所述插件的另一边上的导电线段。
12.如权利要求11所述的接插电缆和连接器组件，其特征在于，所述电缆包括沿其长度方向的导电接地屏蔽层，所述导电层被连接到所述接地屏蔽层。
13.如权利要求6所述的接插电缆和连接器组件，其特征在于，在至少一个所述电路板层的外表面上形成进一步的导电线段，用以与接地连接的弹簧夹相接触，所述进一步的导电线段被电连接到所述导电层。
14.如权利要求13所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述进一步的导电线段通过所述电路板插件中的镀覆通孔电气连接到所述导电层。
15.如权利要求1所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述第一和第二线段在所述电路板插件上的同一边上形成;所述导电屏蔽包括至少一个沿伸在所述第一的第二线段之间的进一步的导电线段。
16.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述插件进一步包括设置在所述插件与所述第一和第二线段相同侧面，但设置在与来自第一导电屏蔽的所述线段相对侧面上的导电屏蔽。
17.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述导电屏蔽电连接到地。
18.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电缆包括沿其长度方向的导电接地屏蔽层，所述导电屏蔽连接到所述接地屏蔽层。
19.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电路板插件包括设置在一端的电缆连接区域，所述电缆连接区域配置了在每个所述发送和接收信号导体与所述线段相关导体之间的间隔连接。
20.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电路板插件包括设置在其与接触接地连接的弹簧夹的所述线段相对一面上的导电接地线段。
21.如权利要求20所述的接插电缆和连接器组件，其特征在于，所述导电接地线段在所述插件上作为导电层区域形成。
22.如权利要求21所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述导电层通过所述插件中的镀覆通孔被电气地连接到所述进一步的导电线段。
23.如权利要求22所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电缆包括沿其长度方向的导电接地屏蔽层;所述导电层通过位于所述电缆连接区域的连接被电气地连接到所述接地屏蔽层。
24.如权利要求22所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述进一步的导电屏蔽设置在与所述第一和第二线段位于所述插件相同侧面上，但设置在来自所述第一导电屏蔽的所述线段相对侧面上;所述进一步的导电屏蔽连接到所述导电接地层。
25.如权利要求15所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电缆包括一对发送线和一对接收线，在所述电路板插件的相同侧面上形成的所述线段包括一对发送线段和一对接收线段。
26.如权利要求25所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述电路板插件由一对舌簧片形成，所述发送线段沿一舌簧片延伸，所述接收线段沿另一舌簧片沿伸。
27.如权利要求26所述的接插电缆和连接器装置，其特征在于，所述导电屏蔽包括两个分别沿所述每个舌簧片沿伸的部分。
28.一种接插电缆和连接器装置，用以接插连接到具有接地连接的弹簧夹接触件的高密度线路连接器模块，所述装置包括含有接触接插连接器模块中相关导体的发送和接收信号导体的电缆;围绕所述信号导体的一个接地屏蔽层，一个电路板插件;所述电路板插件具有设置其上，用以接触所述接插连接器模块中接地弹簧夹的接地线段，所述接地线段被连接到所述接地屏蔽层。
29.一种接插连接器模块和电缆装置，包括具有成对的平时接触的弹簧夹信号接触件，以及设置在所述模块中用以所述电路板插件接触所述弹簧夹信号接触件的窗孔，所述组件进一步包括成对设置在所述信号接触件与所述窗孔之间的弹簧夹接地接触件，所述电缆包括发送和接收信号导体，其每一导体都被连接到所述弹簧夹信号接触件之一，所述电缆还包括围绕所述信号导体周围的接地屏蔽层，所述电路板插件具有设置其上，用以接触所述弹簧夹接地接触件之一的接地线段，所述接地线段被连接到所述接地屏蔽层，所述插件的长度从所述窗孔之一足够地延伸到相关的弹簧夹接地接触件，但不足够地延伸到所述弹簧夹信号接触件。
全文摘要
一种用以在连接器模块之间进行接插连接，同时能防止互相串话的信号干扰的接插电缆装置。该装置包括具有发送和接收导体的接插电缆，围绕上述导体的接地屏蔽层，以及设置在其末端，用以插入一个接插连接器模块的电路板插件。该插件在发送的接收导体之间具有导电屏蔽。
文档编号H05K1/02GK1073304SQ9211367
公开日1993年6月16日 申请日期1992年11月26日 优先权日1991年12月6日
发明者威廉·文森特·卡尼 申请人:波塔系统股份有限公司