專利名稱：用于將電纜的屏蔽件端接到外殼的設(shè)備及相應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請涉及電纜屏蔽，更特別地涉及低電感AC耦合的電纜屏蔽。
背景技術(shù)：
射頻(RF)能量是電子設(shè)備中的干擾的重要來源。雜散的射頻信號可能會被耦合到信號載波、電路板和電器元件上。由無線設(shè)備和其他振蕩設(shè)備所造成的高頻噪聲可以影響通過電線和電纜傳輸?shù)男盘枴？梢酝ㄟ^過濾設(shè)備中的信號，或者通過將電子產(chǎn)品和電纜電氣屏蔽使之不受干擾，來減少這種干擾。在一些應(yīng)用中，信號的過濾是困難的，這是因為需要通過高頻通信，并且可能被由一些認證所要求的電感和電容中的限制所進一步復雜化，這些認證例如是用于本質(zhì)安全或其他應(yīng)用的工業(yè)標準。創(chuàng)造了法拉第屏蔽的導電外殼可以用來保護設(shè)備的電子產(chǎn)品，并且屏蔽電纜可用于保護接線。然而，外殼和電纜的屏蔽件之間的不當連接可以消除由屏蔽所提供的很多優(yōu)點并且引入如大地回路等新的問題。

發(fā)明內(nèi)容
一個示例的實施方式包括用于將電纜的屏蔽件端接到外殼的設(shè)備，包括該電纜， 具有一個或多個絕緣導體以及被設(shè)置成圍繞該一個或多個絕緣導體的該屏蔽件，以及該外殼，其具有第一壁，其中，該第一壁具有開口，該電纜穿過該開口，該外殼在該開口處是導電的。該設(shè)備進一步包括圓柱形電容器，該電容器具有i.第一端子，其被設(shè)置成圍著該圓柱形電容器的內(nèi)周，其中，該圓柱形電容器的該第一端子在該屏蔽件的外周處與該電纜的該屏蔽件實質(zhì)上連續(xù)地接觸；以及ii.第二端子，其被設(shè)置成圍著該圓柱形電容器的外周，其中，該圓柱形電容器的該第二端子在位于該外殼的該第一壁上的該開口的內(nèi)周處實質(zhì)上連續(xù)地接觸，以在該圓柱形電容器和該外殼之間形成電氣連接。在一些實施方式中，該圓柱形電容器可以具有1000皮法(pf)至IOOOOpf的電容值范圍。通過使用圍繞該屏蔽件的外周的、該第一端子與該電纜的該屏蔽件的焊接連接， 該實施方式的一個版本可以具有該圓柱形電容器的該第一端子至該電纜的該屏蔽件的、實質(zhì)上連續(xù)的接觸。通過使用圍著該屏蔽件的外周的、該第一端子和該電纜的該屏蔽件的導電環(huán)氧樹脂連接，另一個版本可以具有該圓柱形電容器的該第一端子的實質(zhì)上連續(xù)的接觸。通過使用第二端子至彈簧墊圈的指部的壓力配合，該實施方式可以提供該圓柱形電容器的該第二端子的實質(zhì)上連續(xù)的接觸，其中，該彈簧墊圈的該指部被置于圍繞該彈簧墊圈的內(nèi)周，并且該彈簧墊圈的外周圍繞該外殼的該開口的內(nèi)周均勻地、電氣地且機械地被耦合至該外殼中的該開口的內(nèi)面。但是，通過使用圍繞該外殼的該開口的內(nèi)周的、該第二端子的至該外殼中的該開口的內(nèi)面的壓力配合，一個實施方式可以提供該圓柱形電容器的該第二端子的實質(zhì)上連續(xù)的接觸。
在另一個實施方式中，該圓柱形電容器的該第二端子的實質(zhì)上連續(xù)的接觸可以使用圍繞該開口的內(nèi)周的、該第二端子至該外殼中的該開口的內(nèi)面的焊接連接。在一些實施方式中，該電纜的該屏蔽件可以是編織的電氣細絲護套或鋁箔包裹。還公開了一種端接電纜的屏蔽件的方法，包括提供該電纜，該電纜具有一個或多個絕緣導體，沿著該電纜的一段長度圍繞著該絕緣導體的該屏蔽件，以及圍繞著該屏蔽件的外絕緣體，提供外殼，該外殼具有多側(cè)，其中至少一側(cè)具有開口，提供圓柱形的電容器，其帶有位于該圓柱的內(nèi)周的中央端子以及位于該圓柱的外周的外部端子，其中該電容器的內(nèi)直徑大約等于該屏蔽件的外直徑。該方法進一步包括剝離位于該電纜的一端的該外絕緣體，以顯露出該屏蔽件，將該電纜插入該電容器，直至該屏蔽件的顯露部分與該電容器的中央端子圍繞該屏蔽件的周邊重疊，圍繞該中央端子與該屏蔽件的重疊的周邊，將該電容器的該中央端子電氣地連接到該屏蔽，將該電容器插入在該外殼中的該開口中；并且，圍繞該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地電氣地連接到該外殼。在該方法的一個實施方式中，圍繞該中央端子與該屏蔽件之間的重疊的周邊，將該電容器的該中央端子電氣地連接到該屏蔽件可以包括在該中央端子與該屏蔽件之間放置實質(zhì)上連續(xù)的焊接連接。在另一個例子中，圍繞該中央端子與該屏蔽件之間的重疊的周邊，將該電容器的該中央端子電氣地連接到該屏蔽件包括在該中央端子與該屏蔽件之間放置實質(zhì)上連續(xù)的導電環(huán)氧樹脂連接。在另外一個例子中，圍繞在該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼可以包括將彈簧墊圈配合到該外殼的該開口，以使得該彈簧墊圈的指部電氣地且機械地在圍繞該屏蔽件的周邊間隔地與該屏蔽件接觸。該方法還可以包括，通過將該電容器的外部端子壓力配合到該外殼的該開口中， 或者將該電容器置于該外殼的該開口中并且圍繞該電容器的外周在該電容器的該外部端子與該外殼之間放置實質(zhì)上連續(xù)的焊接連接，來圍繞該電容器的該外周而實質(zhì)上連續(xù)地、 電氣地將該電容器的外部端子連接到該外殼。該方法的另一個元素可以包括通過將該電容器置于該外殼的該開口中并且圍繞該電容器的外周、在該電容器的外部端子以及該外殼之間放置實質(zhì)上連續(xù)的導電環(huán)氧樹脂連接，來圍繞該電容器的該外周而實質(zhì)上連續(xù)地電氣地將該電容器的外部端子連接到該外殼。公開的另一個實施方式可以涉及一種使用盤狀電容器提供屏蔽電纜至外殼的AC 耦合端接的方法，該方法包括提供屏蔽電纜，該電纜具有一個或多個內(nèi)導體以及圓柱地包圍該一個或多個內(nèi)導體的屏蔽件，在該屏蔽電纜的一端，將該盤狀電容器的中央端子連接到該屏蔽件，使得該中央端子圍繞與該一個或多個內(nèi)導體垂直的該屏蔽件的周邊與該屏蔽件連續(xù)地電接觸，并且將該盤狀電容器的外部端子電氣地連接到該外殼，其中該電氣連接圍繞該外部端子的周邊以及該外殼上的開口的內(nèi)周而均勻地被接觸。在一些實施方式中， 該盤狀電容器可以在從1000皮法至10000皮法的范圍內(nèi)。該方法還可以包括將使用直流(DC)連接將該屏蔽電纜的相反端電氣地連接到接地點。該方法的一個實施方式可以通過圍繞該盤狀電容器與該屏蔽件之間的接口的整個周邊在該接口處放置焊接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂，將該盤狀電容器的中央端子連接到該屏蔽件。
依照一個示例的方面，相對于單點電容性接地或直流(DC)耦合，通過使用將電纜屏蔽件的整個周邊耦合到例如外殼殼體電氣或電子電路等接地元件的圓柱形電容器，能夠改善該屏蔽導體對抗雜散的輻射信號的有效性。該圓柱形或盤狀電容器的內(nèi)周可以使用焊接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂被連接到該屏蔽件。該圓柱形電容器的外周可以使用壓力配合、導電環(huán)氧樹脂、彈簧墊圈等被連接到該外殼。


圖I是坐落在過程工廠中的分布式過程控制網(wǎng)絡(luò)的框圖，該過程工廠包括電纜用于控制和監(jiān)控位于不利環(huán)境中的設(shè)備所受干擾，該干擾包括內(nèi)部產(chǎn)生的以及外部接收到的射頻干擾；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的屏蔽電纜裝置；圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中的、解決了大地環(huán)路的屏蔽電纜裝置；圖4示出了另一種現(xiàn)有技術(shù)中的屏蔽電纜裝置；圖5示出了依照本專利申請的、用于端接電纜的屏蔽件的實施方式；圖6示出了依照本專利申請的、用于端接電纜的屏蔽件的另一種實施方式；圖7示出了圖5的實施方式橫截面視圖；以及圖8示出了用于將電纜的屏蔽件端接到外殼的方法。
具體實施例方式雖然下文給出了多個不同實施方式的詳細描述，但是應(yīng)該理解，說明書的法律范圍由在本專利申請末尾所提出的權(quán)利要求的文字所定義。
具體實施方式
旨在被理解為示例性的，并且沒有描述每一個可能的實施方式，因為描述每一個可能的實施方式即便不是不可能的也是不實際的。使用現(xiàn)有技術(shù)或者在本專利申請日以后開發(fā)出的技術(shù)可以實現(xiàn)多種替代的實施方式，這些實施方式也都落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。應(yīng)能理解，除非一個術(shù)語在本專利中使用該語句“如這里使用的，術(shù)語‘_’在
這里被定義為表示......”或類似的語句所明確地定義，否則，沒有將該術(shù)語的含義的明示
地或暗示地、刻意地限制在它平?；蚱胀ǖ暮x之外，并且，這樣的術(shù)語不應(yīng)基于在本專利的任何部分(除權(quán)利要求的語言之外)所做的任何陳述而被理解為范圍受限。在本專利末尾的權(quán)利要求中引用的術(shù)語在本專利中是以單個意思一致的方式提及，這僅僅是為了清楚以便不引起讀者混淆，但是并不旨在通過暗示或其他方式將權(quán)利要求書術(shù)語限制在該單個意思。最后，除非通過引用詞語“裝置”以及功能，而沒有引用任何結(jié)構(gòu)來定義一個權(quán)利要求的元素，否則，任何權(quán)利要求元素的范圍都并不旨在基于35U.S.C. § 112第六款的應(yīng)用而解釋。圖I示出了示例的過程工廠10。如典型的那樣，該過程工廠10包括分布式的過程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個或多個控制器12，每一個控制器通過輸入/輸出(I/O)設(shè)備或卡 18連接到一個或多個現(xiàn)場設(shè)備14和16,該設(shè)備或卡可以是例如現(xiàn)場總線接口、Profibus接口、HART接口、標準4-20ma接口等等。現(xiàn)場設(shè)備14、16，I/O設(shè)備或卡18，以及其他代表性的設(shè)備中的每一個可以被覆蓋在外殼17中，該外殼包括至少一個用作電纜進入點的孔，并且可以由例如金屬等導電材料制成，或者被涂覆有導電涂層(未示出)。這樣的外殼在過程控制環(huán)境中是普通的，并且在商業(yè)、零售、居住、汽車、器具等應(yīng)用中也是同樣普通的。該控制器12也通過數(shù)據(jù)高速路24與一個或多個主機或者操作員工作站20-23相耦合，該數(shù)據(jù)高速路可以例如是以太網(wǎng)鏈路。數(shù)據(jù)庫28可以被連接到該數(shù)據(jù)高速路24，并且作為數(shù)據(jù)歷史記錄而運作，來收集并存儲與該工廠10內(nèi)的控制器和現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)的參數(shù)、狀態(tài)和其他數(shù)據(jù)，和/或者作為配置數(shù)據(jù)庫而運作，以在該工廠10中的過程控制系統(tǒng)的當前配置被下載且存儲在控制器12和現(xiàn)場設(shè)備14和16之中時，存儲該工廠10中的過程控制系統(tǒng)的當前配置?？刂破?2、1/0卡18以及現(xiàn)場設(shè)備14和16典型地位于并且遍布于有時惡劣的工廠環(huán)境中，而操作員工作站20-23以及數(shù)據(jù)庫28通常位于控制間或其他不那么惡劣的、可以由控制者或維護人員輕易可達的環(huán)境中。如已知的，控制器12中的每一個，可以例如是由艾默生過程管理所銷售的 DeltaV 控制器，它存儲并執(zhí)行了控制器應(yīng)用，該應(yīng)用使用任何數(shù)量個不同的、獨立執(zhí)行地控制模塊或塊29來實現(xiàn)控制策略?？刂颇K29中的每一個能夠由通常所稱的功能塊組成，其中，每個功能塊是一個總控制例程的一部分或者一個子例程，并且與其他功能塊(通過被稱為鏈路的通信)一起運作來實現(xiàn)該過程工廠10中的過程控制回路。如所熟知地，功能塊可以是面向?qū)ο缶幊虆f(xié)議中的對象，它典型地執(zhí)行輸入功能、控制功能、或輸出功能中的一個，該輸入功能例如與發(fā)射機、傳感器或其他過程參數(shù)測量設(shè)備相關(guān)聯(lián)，該控制功能例如與執(zhí)行PID、模糊邏輯等控制的控制例程相關(guān)聯(lián)，該輸出功能控制例如閥門等某個設(shè)備的運作以在該過程工廠10中進行某種物理功能。在圖I所示的工廠10中，連接到控制器12的現(xiàn)場設(shè)備14和16可以是標準的 4-20ma設(shè)備，可以是智能的現(xiàn)場設(shè)備，例如HART、Profibus或FOUNDATION 現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備，其包括處理器和存儲器，或者可以是其他任何所需類型的設(shè)備。這些設(shè)備中的一些， 例如現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備(在圖I中以附圖標記16所標)，可以存儲和執(zhí)行與實現(xiàn)在控制器 12中的控制策略相關(guān)聯(lián)的模塊或子模塊，例如功能塊。功能模塊30在圖I中被示為被置于兩個不同的現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備16中，如所熟知地那樣，它可以與控制器12中的控制模塊29 —起被執(zhí)行，以實現(xiàn)過程控制。當然，現(xiàn)場設(shè)備14和16可以是任何類型的設(shè)備，例如傳感器、閥門、發(fā)射機、定位器等等，并且I/O設(shè)備18可以是遵從于例如HART、現(xiàn)場總線、 Profibus等任何所需的通信和控制器協(xié)議的、任何類型的I/O設(shè)備。在圖I的過程工廠中10中，工作站20-23可以包括各種應(yīng)用，該些應(yīng)用被用于各種不同的、由工廠10中的相同或不同人員所執(zhí)行的功能。工作站20-23中的每個包括存儲器31和處理器32，存儲器存儲了各種應(yīng)用、程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等，處理器可以被用于執(zhí)行存儲在存儲器31中的任何應(yīng)用。在圖I所示的例子中，工作站20被指派為配置工作站，并且包括一個或多個配置應(yīng)用33，該應(yīng)用可以包括例如控制模塊創(chuàng)建應(yīng)用、操作員接口應(yīng)用以及其他可以被授權(quán)的配置工程師所訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)建并下載例如控制模塊29和30 等控制例程或模塊至該工廠10的各種控制器12和設(shè)備16。工作站21在圖I中被通常地示為控制操作員查看工作站，并包括多個顯示應(yīng)用34，該應(yīng)用可以在過程工廠10運作期間向控制操作員提供各種顯示，以允許該操作員查看并控制在該過程工廠10或該工廠的各個部分中所正在發(fā)生的。應(yīng)用34可以包括支持應(yīng)用34a，例如控制診斷應(yīng)用、整定應(yīng)用、報告生成應(yīng)用或任何其他可以用來協(xié)助控制操作員進行控制功能的支持應(yīng)用。類似地，工作站22被視為維護查看工作站，并包括多個維護應(yīng)用35，該應(yīng)用可以被各種維護人員所使用來查看該工廠10的維護需要，來查看各種設(shè)備12、14、16等的操作或工作狀況，等等。當然， 該應(yīng)用35可以包括支持應(yīng)用35a，例如維護診斷應(yīng)用、校準應(yīng)用、震動分析應(yīng)用、報告生成應(yīng)用或任何其他可以被用來協(xié)助維護人員進行工廠10內(nèi)的維護功能的維護支持應(yīng)用。附加地，該工作站23被示為仿真工作站，其包括多個仿真應(yīng)用36，該應(yīng)用可以被用于任何數(shù)量的目的而仿真該工廠10或該工廠10的各個部分的運作，例如用于培訓目的、用于協(xié)助工廠維護和控制的工廠建模目的、等等。如典型地，各工作站20-23包括顯示器37以及其他標準的外設(shè)，例如鍵盤、鼠標等等。當然，盡管在圖I將各種配置、管理、維護和仿真應(yīng)用33-36示為位于專用于該些功能之一的不同工作站上，但是可以理解，與這些或其他工廠功能相關(guān)聯(lián)的該些各種應(yīng)用 33-36可以位于該工廠10中的相同或不同的工作站或計算機中，并在該工廠10中的相同或不同的工作站或計算機中被執(zhí)行，這取決于該工廠10的需求以及設(shè)置。通常，系統(tǒng)級的工作站60可以存儲圖形編輯器50和數(shù)據(jù)庫52。附加地，通過數(shù)據(jù)總線24、通過分離的有線或無線通信連接(圖I中虛線所示)或以任何其他合適的方式，該工作站60可以被通信地連接到工作站20-23。如所示出的，在圖I中，有多種與網(wǎng)絡(luò)24以及與I/O模塊18和現(xiàn)場設(shè)備16之間的連接相關(guān)聯(lián)的接線需求。圖I中示出的工廠設(shè)備，以及其他典型地在制造環(huán)境中的工廠設(shè)備是大量射頻干擾的來源。并且，這些來源中的很多以及其他在商業(yè)和居住環(huán)境中也是成問題的，可以包括馬達、熒光燈、調(diào)光器、移動電話、WiFi熱點、無線和電視發(fā)射機等等。因此，雖然這里提供的教導特別適用于工廠環(huán)境，但是它們在例如商業(yè)、零售和居住等其他設(shè)置中的使用也是同樣適用的。圖2示出了現(xiàn)有的屏蔽電纜裝置，其帶有屏蔽電纜202以及外殼214的一部分。該外殼214可以是導電的，并可以是一個典型的六面柜、殼體、電器面板、電腦機箱等。屏蔽電纜202被示出具有單個導體的204以及與其相關(guān)的絕緣體206。在大多數(shù)實施方式里，在屏蔽電纜202中將會有額外的導體或?qū)w對，但為簡單起見，示出單個導體。屏蔽件208以及外絕緣體210被示出完全地圍繞導體204和206。該屏蔽件208可以是小線/細絲的編織護套，或者可以是以重疊的形式圍繞該線的鋁箔包裹。屏蔽件構(gòu)造的其他實施方式也是可能的。在所示的該實施方式中，屏蔽件208并不用做任何一個或多個導體的信號返回。加蔽線212可以被用于將該屏蔽件耦合到外部元件，例如該外殼214的接地點 216。加蔽線能夠是被物理地連接到該屏蔽件的線，或者可以是從該電纜上被解編織下來且用做連接線的、一段長度的編織護套。加蔽線可以被連接到接地點，例如連接點216。該電纜的相反端可以通過額外的加蔽線218被連接到信號或大地地220。雖然使用直流(DC)連接將兩端接地可以有效地避免雜散信號被耦合到該屏蔽件208，但是這鮮有成功，這是因為在該被連接的各件設(shè)備之間能夠形成大地回路電流。大地回路可以影響在導體204上傳輸?shù)碾妷旱臏蚀_性，以及其他不期望的效果。與屏蔽件208在避免射頻被耦合到該導體中一樣有效地，應(yīng)變消除配件(用于機械地將電纜202耦合到外殼214的塑料配件，為了清晰未示出)并不提供任何對抗雜散射頻、特別是高頻射頻的電氣保護，防止其被允許通過開口進入外殼中。被耦合到該屏蔽件的金屬的應(yīng)變消除配件僅能夠提供該屏蔽件至該外殼的直流耦合。使用例如饋通底座的信號導體204的過濾能夠有助于避免干擾被引導至電路或者從電路引出，但是并不能解決屏蔽件208的有效性或者外殼214在電纜進入點處的缺口。圖3示出了一個通常的實施方式，其被用于避免大地回路電流的發(fā)生。該電纜302 被示出具有導體304、絕緣體306、屏蔽件308以及外絕緣體310。加蔽線312能夠在接地點 316處被連接到外殼314。盡管僅在電纜的一端將屏蔽件接地將會避免大地回路，但是它大大地降低了屏蔽件108的有效性，這是因為沒有遠端端接的情況下，該屏蔽件能夠作為天線來運作而耦合射頻能量320和322。并且，在外殼314上的電透明的開口也易于受到射頻能量318所侵入。圖4示出了一種防止大地回路并且保持屏蔽件的阻止電磁干擾的能力的方法。帶有導體404和絕緣體406的電纜402具有屏蔽件408，該屏蔽件通過第一加蔽線412在接地點416處DC耦合到外殼414。該電纜的另一端可以通過加蔽線418和電容420被AC耦合到一件連接設(shè)備。該AC耦合的端接創(chuàng)造了在AC頻率的低阻抗連接。該方法在低頻率奏效，但是在較高頻率，例如高于IOOMHz時，通過加蔽線418、電容420以及端子422的路徑的阻抗可以高到足以使得該屏蔽件的連接的效益被大大地降低。該電容420可以是引線電容，附加一感性元件至該電容。在甚高頻時，該連接就像該電纜402在僅在一端被接地，并且沒有形成通過電容420的連接一樣運作。除了具有高阻抗的連接之外，在兩個外殼的開口仍然是干擾420和422進入外殼的點，這是因為如以上地，將該屏蔽件的加蔽線接地的方法提供了用于在線進入點處阻止干擾的最小的裝置。圖5示出了用于端接電纜502的屏蔽件504的一端的實施方式，該實施方式提供了與圖4中的電容和加蔽線端接實施方式相比更好的高頻保護，并且同時有效地覆蓋了電纜開口而避免了在外殼，例如以上討論的任何形式的外殼17的壁506處的雜散RF信號。 如在現(xiàn)有技術(shù)的實施方式中那樣，電纜502可以具有一個或多個絕緣的導體514以及以同軸的方式圍繞該屏蔽件的外絕緣體516。圓柱形、圓盤形或管狀的電容器508可以在該圓柱形電容器508的外周處被電氣地并且機械地耦合到外殼17的壁506中的開口。在周邊 510處的連接可以是壓力配合，可以是焊接連接，或者可以使用導電環(huán)氧樹脂來將該圓柱形電容器508連續(xù)地連接到外殼17的壁506。電容器508的形狀可以是圓柱體的幾何部分，即圓盤、圓柱或管道。這一族的電容的一個共性是一個電端子位于該圓柱、管道或者圓盤的內(nèi)部邊緣或中央表面，而另一個電端子位于該圓柱、管道或圓盤的外部邊緣或外部表面。該電容的另一個特性是，電容主體， 例如導電板被安排使得端子之間的電容是圍繞整個圓柱體徑向地導向，與例如被焊接在絕緣墊圈半徑上的單碟電容相反。類似地，在該屏蔽件的顯露部分，該屏蔽件504可以在周邊512處被連接到該圓柱形電容508的內(nèi)周。如果需要，一個分離的機械應(yīng)變消除件(未示出)可以被添加。在一些實施范式中，在1000到10000皮法范圍內(nèi)的電容可以在例如接近或高于IOOMHz的頻率等高頻處提供所需的低阻抗。由于該實施方式去除了例如加蔽線418等加蔽線，該加蔽線的電感被去除了，使得符合某些認證更加容易。雖然圓柱或圓盤電容器從例如英國的Syfer of Norwich等商業(yè)供應(yīng)商處是可獲得的，但是，如所示出的，標準的商業(yè)可獲得的產(chǎn)品僅適用于容納單個導體的內(nèi)徑，而不適用于容納電纜的屏蔽件的內(nèi)徑。帶有替換板的多層印刷電路板是制作圓盤電容器的一種方法，該替換板被耦合到內(nèi)部和外部板邊緣，該板邊緣被耦合到各自的替換板。這一技術(shù)允許
10制造具有大內(nèi)徑端子的電容器。其他技術(shù)，例如電流陶瓷基技術(shù)可以被修改以容納本實施方式的大內(nèi)徑需求。圖6示出了端接電纜602的屏蔽件604的一種替代的方法，與圖5中的實施方式類似，該方法與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比提供了更好的抵抗射頻干擾的高頻保護。圓柱形電容器 608可以與彈簧墊圈612同軸對齊并且被插入到該墊圈中，該墊圈在該圓柱形電容608和該墊圈612之間圍繞它們的整個周邊提供了實質(zhì)上連續(xù)的電接觸。該墊圈612本身可以在該彈簧墊圈的外周610處被壓力配合、焊接或者環(huán)氧樹脂連接到該外殼606。如以上，該屏蔽件604可以被電氣地連接到該圓柱形電容器608的內(nèi)周614。該彈簧墊圈612在它的指部之間具有小的間隙，但是這些間隙是如此地小使得相對傳遞所考慮的頻率的射頻干擾來說并不成為一個憂慮。即，即使這些間隙可以傳遞某種極高頻率，但是并不存在顯著數(shù)量的這種極端頻率源，特別是在所考慮的功率級別。結(jié)果是該彈簧墊圈612或者其他具有太小的間隙而不能傳遞所考慮的射頻頻率的電氣連接圍繞該圓柱形、圓盤形或管狀電容器608的外周和內(nèi)周提供了實質(zhì)上連續(xù)的接觸。圖7示出了安裝在外殼壁714上的圓盤或圓柱形電容器702的橫截面圖，如可以在圖5的實施方式中找到的那樣。電容器702的第一端子704同軸地設(shè)置成圍繞該圓盤電容器702的外周，并且圍繞外殼壁714中的開口的內(nèi)面與該外殼壁714實質(zhì)上連續(xù)地電接觸。該電容器的第二端子706圍繞該圓盤電容器702的內(nèi)周被顯露，它可以在連接接口 708 處與電纜的屏蔽件710實質(zhì)上連續(xù)地電接觸。該連接接口 708可以是簡易的機械配合，但是一些實施方式可以使用圍繞在屏蔽件710與第二端子706之間的整個周邊的、焊接連接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂。該電纜可以具有多個內(nèi)導體712，每個內(nèi)導體都具有自己的絕緣體713。 該圓盤或圓柱形電容器702提供了圍繞屏蔽件710的整個周邊的、屏蔽件710至外殼壁714 的有效的連續(xù)電容性(AC耦合)。這為高達IOOMHz或更多，甚至到低千兆赫茲(GHz)范圍的頻率范圍提供了有效的、具有最小電感分量的低阻抗射頻耦合。在電容器702中示出的電容符號僅表示其電容效應(yīng)是環(huán)繞該圓盤或圓柱形電容器702的360度弧度均勻地分布。電容器的其他橫截面是可能的，例如，某些柱狀的電容器具有正方形的橫截面，并帶有也位于內(nèi)部和外部邊緣的內(nèi)部和外部端子。當應(yīng)用的需求指示這種正方形管道設(shè)計時，使用這種類型的電容器是可能的。但是，使用圓柱形設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)的性能。圖8是將電纜的屏蔽件端接到外殼的方法800的流程圖。在框802處，提供了帶有屏蔽件504的電纜502、帶有該電纜可以穿過的開口的外殼506、以及圓柱形電容器508， 該電容器具有圍繞該電容器的內(nèi)周放置的第一端子以及圍繞該電容器的外周放置的第二端子。在框804處，電纜508的外絕緣體可以被移除以顯露該屏蔽件504。在框806處，該電纜502可以被插入到該圓柱形電容器508中，直至該電容器508 完全地與該屏蔽件504重疊。在一些實施方式中，該屏蔽件能夠完全地穿過該電容器，但是，通過使得該屏蔽件的至少完整的周邊與該電容器的周邊接觸從而圍繞該兩個周邊在這兩個構(gòu)件之間存在實質(zhì)上的接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)所需的效果。在框808處，該圓柱形電容器508的內(nèi)部或中央端子可以被電氣地連接到屏蔽件 504。如上面所討論的，例如焊接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂等很多替代方式可以被使用。在框810處，該電容器可以被插入到在外殼506上的尺寸合適的孔中。當彈簧墊圈612或其他中間設(shè)備被使用時，在最終組裝之前，該彈簧墊圈612可以首先被連接到電容器508或者外殼506上。在框812處，該圓柱形電容器508的外部端子可以被電氣地連接到該電容器，以圍繞該外殼506的開口的周邊和該圓柱形電容器508的外部端子的周邊形成實質(zhì)上連續(xù)的電氣連接。當然，電容器508、電纜屏蔽件504以及外殼506被組裝的順序并沒有特定的偏好。雖然前文給出了本發(fā)明的多種不同的具體實施方式
，但是，應(yīng)能理解，本發(fā)明的范圍是由在本專利末尾所給出的權(quán)利要求的文字所限定。該具體實施方式
應(yīng)被理解為示例性的，而沒有描述本發(fā)明的每一個可能的實施方式，因為描述每一個可能的實施即使并不是不可能的，也是不切實際的。使用現(xiàn)有的技術(shù)或者在本專利申請日之后開發(fā)出的技術(shù)都可以實現(xiàn)多種替代的實施方式，它們也落入限定了本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍之中。因此，在這里描述和示出的技術(shù)和結(jié)構(gòu)中能夠做出很多修改和變化，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。相應(yīng)地，應(yīng)該理解，這里描述的這些方法和設(shè)備僅是示例性的，而不限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將電纜(502)的屏蔽件(504)端接到外殼(17)的設(shè)備，包括該電纜(502)，具有一個或多個絕緣導體(514)以及被設(shè)置成圍繞該一個或多個絕緣導體(514)的屏蔽件(504)；該外殼(17)，具有第一壁(506)，其中，該第一壁(506)具有開口，該電纜(502)穿過該開口，該外殼在該開口處是導電的；以及電容器(508)，為圓柱狀或管狀，具有i.第一端子(708)，其被設(shè)置成圍著該電容(508) 的內(nèi)周，其中，該電容(508)的該第一端子(708)在該屏蔽件(504)的外周處與該電纜的該屏蔽件(504)實質(zhì)上連續(xù)接觸；以及ii.第二端子(704)，其被設(shè)置成圍著該電容器(508) 的外周，其中，該電容器(508)的該第二端子(704)在位于該外殼(17)的該第一壁(506) 上的該開口的內(nèi)周處實質(zhì)上連續(xù)接觸，以在該電容器(508)和該外殼(17)之間形成電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器具有1000皮法至10000皮法的電容值范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器的該第一端子至該電纜的該屏蔽件的該實質(zhì)上連續(xù)的接觸包括圍著該屏蔽件的該外周的、該第一端子與該電纜的該屏蔽件的焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器的該第一端子的該實質(zhì)上連續(xù)的接觸包括圍著該屏蔽件的該外周的、該第一端子與該電纜的該屏蔽件的導電環(huán)氧樹脂連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器的該第二端子的該實質(zhì)上連續(xù)的接觸包括該第二端子的、至彈簧墊圈的指部的壓力配合，其中，該彈簧墊圈的該指部被設(shè)置成圍著該彈簧墊圈的內(nèi)周，并且該彈簧墊圈的外周圍繞該外殼的該開口的該內(nèi)周均勻地、電氣地且機械地被耦合至該外殼中的該開口的內(nèi)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器的該第二端子的該實質(zhì)上連續(xù)的接觸包括該第二端子的、圍繞該外殼中的該開口的內(nèi)周至該外殼中的該開口的內(nèi)面的壓力配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的設(shè)備，其特征在于，該電容器的該第二端子的該實質(zhì)上連續(xù)的接觸包括該第二端子的、圍繞該外殼中的該開口的內(nèi)周至該外殼中的該開口的內(nèi)面的焊接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的設(shè)備，其特征在于，該電纜的該屏蔽件是編織的電氣細絲護套或鋁箔包裹。
9.一種端接電纜(502)的屏蔽件(710)的方法，包括提供該電纜(502)，該電纜具有一個或多個絕緣導體(712、713)，沿著該電纜(502)的一段長度圍繞著該絕緣導體(712、713)的屏蔽件(710)，以及圍繞著該屏蔽件(710)的外絕緣體(516)；提供外殼(17)，該外殼具有多側(cè)，其中至少一側(cè)(714)具有開口 ；提供圓柱形狀的電容器(702)，其帶有位于該圓柱的內(nèi)周的中央端子(706)以及位于該圓柱的外周的外部端子(704)，其中，該電容器(702)的內(nèi)直徑大約等于該屏蔽件(710) 的外直徑；剝離該電纜(502)的一端的該外絕緣體(516)，以顯露出該屏蔽件(504)；將該電纜(502)插入該電容器(508)，直至該屏蔽件(504)的顯露部分與該電容器 (508)的該中央端子圍繞該屏蔽件(504)的周邊重疊；圍繞該中央端子與該屏蔽件(504)之間的重疊(510)的周邊，將該電容器(508)的該中央端子電氣地連接到該屏蔽件(504)；將該電容器(508)插入在該外殼(17)的該至少一側(cè)(714)上的該開口中；并且圍繞在該電容器(508)的外周，將該電容器(508)的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼(17)的該至少一側(cè)(714)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，圍繞該中央端子與該屏蔽件之間的重疊的該周邊，將該電容器的該中央端子電氣地連接到該屏蔽件包括在該中央端子與該屏蔽件之間設(shè)置實質(zhì)上連續(xù)的焊接連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，圍繞該中央端子與該屏蔽件之間的重疊的該周邊，將該電容器的該中央端子電氣地連接到該屏蔽件包括在該中央端子與該屏蔽件之間設(shè)置實質(zhì)上連續(xù)的導電環(huán)氧樹脂連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11所述的方法，其特征在于，圍繞在該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼包括將彈簧墊圈配合到該外殼的該開口，以使得該彈簧墊圈的指部電氣地且機械地圍繞該屏蔽件的該周邊間隔地與該屏蔽件接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11的方法，其特征在于，圍繞在該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼包括將該電容器的該外部端子壓力配合到該外殼的該開口中。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-11的方法，其特征在于，圍繞在該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼包括將該電容器置于該外殼的該開口中，并且圍繞該電容器的該外周、在該電容器的該外部端子與該外殼之間放置實質(zhì)上連續(xù)的焊接連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-11的方法，其特征在于，圍繞在該電容器的外周，將該電容器的該外部端子實質(zhì)上連續(xù)地、電氣地連接到該外殼包括將該電容器置于該外殼的該開口中，并且圍繞該電容器的該外周、在該電容器的該外部端子與該外殼之間放置實質(zhì)上連續(xù)的導電環(huán)氧樹脂連接。
16.一種使用圓柱、圓盤或管狀電容器(508)提供屏蔽電纜(502)至外殼(17)的AC耦合端接的方法，該電容器在該電容器的中央周邊和外周具有端子，該方法包括提供屏蔽電纜(502)，該電纜具有一個或多個內(nèi)導體(514)以及圓柱地包圍該一個或多個內(nèi)導體的屏蔽件(504)；在該屏蔽電纜的一端，將該電容器的中央端子連接到該屏蔽件，使得該中央端子(708) 圍繞與該一個或多個內(nèi)導體垂直的該屏蔽件的周邊與該屏蔽件連續(xù)地電接觸；以及將該電容器的外部端子(704)電氣地連接到該外殼，其中該電氣連接圍繞該外部端子的周邊以及該外殼上的開口的內(nèi)周而均勻地被接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，該電容器是在從1000皮法至10000皮法的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16-17所述的方法，其特征在于，還包括使用直流(DC)連接，將該屏蔽電纜的相反端電氣地連接到接地點。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-19所述的方法，其特征在于，將該電容器的該中央端子連接到該屏蔽件包括圍繞在該電容器與該屏蔽件之間的接口的整個周邊在該接口處放置焊接或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂。
全文摘要
提供了用于將電纜的屏蔽件端接到外殼的設(shè)備及相應(yīng)方法。當使用盤狀電容器圍繞外殼的整個開口將電纜的屏蔽件AC耦合時，在該電纜至該外殼的進入點處的、抵抗輻射的RF能量的屏蔽性能和保護得以提高。該電容器可以圍繞該盤狀電容器的整個內(nèi)周和外周，被電氣地連接到該屏蔽件以及該外殼。與傳統(tǒng)的DC耦合或使用加蔽線和傳統(tǒng)電容器相比，使用盤狀電容器降低了電感并且提高了該開口自身的屏蔽，同時提高了AC濾波特性并且避免了大地回路。
文檔編號H01R13/66GK102610966SQ20111028045
公開日2012年7月25日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者A·J·維科普 申請人:費希爾控制國際公司