專利名稱：具有應(yīng)變消除的接地彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試和測量裝置，并且更具體地，涉及用于測試和測量裝置的高精度接地彈簧，該接地彈簧允許該儀器精確地測量高頻信號。
背景技術(shù)：
測試和測量裝置通過測試導(dǎo)線接收信號并且對所述信號進(jìn)行測量。導(dǎo)線通過連接器被聯(lián)接到該裝置。一種形式的連接器被稱為BMA導(dǎo)線，其代表“盲配A”連接器，這種連接器是接收具有高頻的測試信號的RF (無線電頻率或射頻)連接器，所述高頻例如是在0.3GHz至300 GHz范圍內(nèi)的微波無線電頻率。接地彈簧是與BMA連接器的接地部接觸的彈簧。接地彈簧功能在于提供至BMA連接器的電連接，使得信號可以相對于該接地部被測量。當(dāng)前的接地彈簧存在可靠性問題。這些接地彈簧時常未能實(shí)現(xiàn)與接地連接部的充分連接，這導(dǎo)致了測試信號中、尤其是具有比大約20 GHz更高的頻率的信號中的數(shù)據(jù)丟失。當(dāng)前的接地彈簧在連接器插入和移除的僅數(shù)個循環(huán)之后就可能喪失其彈簧功能。本發(fā)明的實(shí)施方式解決了現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題以及其他問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于接收高頻測試探頭的接地端的接地彈簧。所述接地彈簧包括:大致環(huán)形的基部；以及從所述基部延伸的多個細(xì)長彈性指形物。這些細(xì)長彈性指形物大致徑向向內(nèi)輻射狀地延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心處的大體上圓形的開口。這些指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端。這些指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的基部端的中心。在每個相鄰的指形物之間形成有間隙，所述間隙隨著其從所述接地彈簧的環(huán)形基部朝向所述接地彈簧的中心延伸而變窄。所述接地彈簧包括具有大約0.017英寸高度的大致碟狀形狀。從基部延伸的細(xì)長彈性指形物中的每一個都是大致平面狀的。接地彈簧優(yōu)選地由在其上鍍金的銅鈹合金制成，其中細(xì)長彈性指形物是大約0.0025英寸厚。這些細(xì)長彈性指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜大約40度的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至所述基部的中心。所述接地彈簧設(shè)置在BMA連接器的凹部中，所述凹部具有用于接收適配的BMA連接器的凸部的大致筒形的接收器部分。所述接地彈簧接收所述適配的BMA連接器的所述凸部的接地端。所述接地彈簧包括:大致環(huán)形的基部；以及從所述基部延伸的多個細(xì)長彈性指形物。這些細(xì)長彈性指形物大致徑向向內(nèi)輻射狀地延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心處的大體上圓形的開口。這些指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端。這些指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的基部端的中心。所述接地彈簧被實(shí)施在測試和測量儀器中，所述測試和測量儀器具有處理器，所述處理器構(gòu)造成接受輸入信號并且從該輸入信號產(chǎn)生輸出。所述測試和測量儀器具有:顯示單元，所述顯示單元構(gòu)造成顯示來自所述處理器的輸出；以及輸入單元，所述輸入單元包括BMA連接器的凹部。所述BMA連接器的凹部包括:用于接收適配的BMA連接器的凸部的大致筒形的接收器部分；以及接地彈簧，所述接地彈簧用于接收所述適配的BMA連接器的所述凸部的接地端。所述接地彈簧包括:大致環(huán)形的基部；以及從所述基部延伸的多個細(xì)長彈性指形物。這些細(xì)長彈性指形物大致徑向向內(nèi)輻射狀地延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心處的大體上圓形的開口。這些指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基端和較窄的內(nèi)端。這些指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的基部端的中心。當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求書和附圖閱讀時，本發(fā)明的目的、優(yōu)勢和新穎特征從下述詳細(xì)說明將顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括了接地彈簧的BMA連接器的立體剖視圖。圖2是圖1的BMA連接器的被放大的立體局部剖視圖，以便看出接地彈簧的附加細(xì)節(jié)。圖3是常規(guī)接地彈簧的俯視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的接地彈簧的俯視圖。圖5是圖3的接地彈簧的側(cè)視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括了接地彈簧的測試和測量裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括了接地彈簧的BMA連接器10的立體剖視圖。BMA連接器10包括可以手動地彼此分離或者彼此連接的凸部12和凹部14。典型地，凹部14被安裝到測試和測量裝置上，并且凸部12可移除地連接到該凹部。BMA連接器的凸部12還可以被稱為探頭。當(dāng)將BMA連接器10的凸部12連接到凹部14時，該凸部被插入或插塞到該凹部中。凸部12的凸出銷20被接收在凹部14的相應(yīng)接收器22中。凸部12的接地部30包括側(cè)接地部32和端接地部34。當(dāng)被插入時，側(cè)接地部32接觸鼓形彈簧42(圖1)，如所示的那樣。凸部12的端接地部34接觸接地彈簧44。如上所述，重要的是，接地彈簧44與BMA連接器10的凸部12形成良好的接地連接，使得接地信號可以由BMA連接器10被聯(lián)接到的測試和測量裝置正確地解釋。如圖2更佳地所示，當(dāng)BMA連接器10的凸部12被完全插入到凹部中時，端接地部34與接地彈簧44實(shí)現(xiàn)物理接觸。這使得接地彈簧44的指形物將如下文詳細(xì)描述的那樣彎曲。接地彈簧44的指形物的返回彈性力將該接地彈簧保持成恒定地接觸BMA連接器的凸部12的端接地部34，由此形成供所述測試和測量裝置使用的可靠電連接。圖3是常規(guī)接地彈簧70的俯視圖。接地彈簧70包括環(huán)形部72和一系列延伸部74。雖然未示出，但是延伸部74從環(huán)形部72以碟狀設(shè)置(dish)。當(dāng)BMA連接器10的凸部12被插入到凹部14中并且被接收在常規(guī)接地彈簧70處時，延伸部74趨于屈服。換句話說，插入BMA連接器的凸部的應(yīng)力對延伸部74施力以使所述延伸部彎曲超過其彈性極限，即超過這些延伸部在其不被加載時將返回其初始位置的極限。當(dāng)延伸部74彎曲超過該極限時，這些延伸部永久地變形，并且不能與BMA連接器10的凸部12形成良好的接地接觸。這導(dǎo)致了測量信號中的信號丟失。一些丟失可能由如下原因引起:由于先前的屈服，并非全部的延伸部74都能夠接觸BMA連接器10的凸部12。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的接地彈簧100的俯視圖。該接地彈簧100與常規(guī)彈簧70具有相同的外形和尺寸，從而能夠不加修改地裝配在標(biāo)準(zhǔn)BMA連接器中。接地彈簧100包括大致環(huán)形基部102以及從該基部延伸的許多個細(xì)長彈性指形物110。指形物110從基部102大致徑向向內(nèi)延伸，并且具有內(nèi)端面112，這些內(nèi)端面112—起限定在該接地彈簧100的中心部的大體上圓形的開口。每個指形物110具有錐形形狀，該錐形形狀包括較寬的基部114端以及較窄的內(nèi)端部115。每個指形物110具有相對于基準(zhǔn)線125傾斜的縱向軸線120，所述基準(zhǔn)線125從接地彈簧100的中心130延伸到每個指形物的基部114的中心。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，基準(zhǔn)線125和縱向軸線120之間的角度在30和50度之間，優(yōu)選地是大約40度。當(dāng)然，其他偏移角度也可以根據(jù)本文所公開的相同原理操作，并且具體角度選擇可以是實(shí)施時的選擇。要注意，與圖2的延伸部74相比，接地彈簧100的指形物110要長得多，這減少了當(dāng)BMA連接器10的凸部12被插入并接觸彈簧100時指形物110的應(yīng)力。接地彈簧100優(yōu)選地由銅鈹合金制成，并且還可利用常規(guī)方法由鍍金層涂覆。接地彈簧優(yōu)選地在基部114和內(nèi)端115處都是大約0.0025英寸厚。接地彈簧100可由任何合適方法來形成，并且優(yōu)選地通過使用放電加工(EDM)技術(shù)來形成。在彈簧100的大體形狀由EDM切出之后，該彈簧例如通過設(shè)置成碟狀而成形為將在下文參考圖5描述的形狀。在設(shè)置成碟狀之后，接地彈簧100被化學(xué)腐蝕，然后被熱處理以增加該彈簧的總強(qiáng)度。最后，接地彈簧100可以電鍍以金并且具有鎳底板。兩個相鄰指形物110之間的間隙120包括圓角端122以及敞開端124，該敞開端124通向接地彈簧100的中心部。隨著間隙120從接地彈簧的環(huán)形基部102朝向中心130
延伸，該間隙變窄。如圖5所示，接地彈簧100可以形成為具有大致碟狀形狀，該碟狀形狀通過在過渡環(huán)104 (圖4)處彎曲指形物100來形成。在一個實(shí)施方式中，碟狀形狀的厚度140在大約
0.014英寸至0.017英寸之間。從過渡環(huán)104的內(nèi)邊緣，指形物110優(yōu)選地是大致扁平的。換句話說，指形物110沿著從過渡環(huán)104的內(nèi)邊緣朝向接地彈簧100的中心130的平面延伸，并且通過使得接地彈簧在過渡環(huán)104中變形來實(shí)現(xiàn)該彈簧的碟狀形狀。優(yōu)選地，指形物110在每個指形物的寬度上也是扁平的，使得在指形物110的橫向平面上不存在彎曲形狀。該形狀有助于將插入BMA連接器10的凸部12的應(yīng)力散布到整個彈簧100上，從而將指形物110保持在彈簧的彈性極限內(nèi)。這允許彈簧100被使用成百上千次，并且在BMA連接器被移除之后返回至其初始偏轉(zhuǎn)設(shè)置。圖6是包括了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的接地彈簧的測試和測量裝置600的框圖。該測試和測量裝置包括BMA連接器610，BMA連接器的凸部或探頭620可以被插入該BMA連接器610中。BMA連接器610包括圖4的接地彈簧100，以接觸BMA連接器的凸部并且實(shí)現(xiàn)良好接觸。只要被測試，那么待由測量裝置600測試的信號就沿測試導(dǎo)線被運(yùn)送到該接收的BMA連接器610。一旦測試和測量裝置600在測試下接收到信號，那么處理器640就對該信號或其他信號(未繪出)進(jìn)行各種操作和處理。該處理可以由用戶借助使用常規(guī)方法通過用戶接口630來控制。于是，測試和測量裝置600的輸出可能被引向顯示器650或其他形式的輸出，以由裝置600的用戶使用。在參考所述實(shí)施方式描述并說明了本發(fā)明的原理之后，將認(rèn)識到的是，所述實(shí)施方式能夠在布置和細(xì)節(jié)方面被修改而不脫離這種原理，并且能夠以任何期望方式來組合。并且雖然前述說明關(guān)注于具體實(shí)施方式
，但是構(gòu)想到了其他構(gòu)造。具體地，即使在本文使用諸如“根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式”等的表述，但是這些短語意味著總體上參考實(shí)施方式可能性，并且不旨在將本發(fā)明限制與具體的實(shí)施方式構(gòu)造。如本文所使用的，這些術(shù)語可以指代可被結(jié)合到其他實(shí)施方式中的同一實(shí)施方式或不同實(shí)施方式。因此，基于本文所述的實(shí)施方式的各種各樣的排列，所述詳細(xì)描述和隨附材料僅旨在是描述性的，并且應(yīng)被認(rèn)為不限制本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明要求保護(hù)可能落入下述權(quán)利要求書及其等同物的范圍和精神內(nèi)的全部這種變型。
權(quán)利要求
1.一種接地彈簧，所述接地彈簧用于接收高頻測試探頭的接地端，所述接地彈簧包括: 大致環(huán)形的基部；以及 多個細(xì)長彈性的指形物，這些指形物從所述基部大致徑向向內(nèi)延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心的大體上圓形的開口，這些指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端，并且這些指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的所述基部端的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，兩個相鄰的指形物之間具有間隙，隨著所述間隙從所述接地彈簧的環(huán)形基部朝向所述中心延伸，所述間隙變窄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，所述彈簧具有大致碟狀形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接地彈簧，其中，所述碟狀的高度是大約0.017英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，所述接地彈簧由銅鈹合金制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，所述指形物具有大約0.0025英寸的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，還包括鍍金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，所述指形物是大體上平面狀的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地彈簧，其中，所述縱向軸線從所述基準(zhǔn)線傾斜大約40度。
10.一種B MA連接器的凹部，所述凹部包括: 用于接收適配的BMA連接器的凸部的大致筒形的接收器部分；以及接地彈簧，所述接地彈簧用于接收所述適配的BMA連接器的所述凸部的接地端，所述接地彈簧包括: 大致環(huán)形的基部；以及 多個細(xì)長彈性的指形物，這些指形物從所述基部大致徑向向內(nèi)延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心的大體上圓形的開口，所述指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端，并且所述指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的所述基部端的中心。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的BMA連接器，其中，所述接地彈簧的兩個相鄰的指形物之間具有間隙，隨著所述間隙從所述接地彈簧的環(huán)形基部朝向所述中心延伸，所述間隙變窄，并且其中，所述指形物是大體上平面狀的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的BMA連接器，其中，所述接地彈簧具有大約0.017英寸高度的大致碟狀形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的BMA連接器，其中，所述接地彈簧由鍍金的銅鈹合金制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的BMA連接器，其中，所述指形物具有大約0.0025英寸的厚度。
15.一種測試和測量儀器，所述測試和測量儀器包括: 處理器，所述處理器構(gòu)造成接受輸入信號并且從所述輸入信號產(chǎn)生輸出； 顯示單元，所述顯示單元構(gòu)造成顯示來自所述處理器的所述輸出；以及 輸入單元，所述輸入單元包括BMA連接器的凹部，所述BMA連接器的所述凹部包括:用于接收適配的BMA連接器的凸部的大致筒形的接收器部分； 接地彈簧，所述接地彈簧用于接收所述適配的BMA連接器的所述凸部的接地端，所述接地彈黃包括: 大致環(huán)形的基部；以及多個細(xì)長彈性的指形物，這些指形物從所述基部大致徑向向內(nèi)延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心的大體上圓形的開口，所述指形物中的每一個都具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端，并且所述指形物中的每一個都具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的所述基部端的中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測試和測量儀器，其中，所述接地彈簧的兩個相鄰的指形物之間具有間隙，隨著所述間隙從所述接地彈簧的環(huán)形基部朝向所述中心延伸，所述間隙變窄，并且其中，所述指形物是大體上平面狀的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測試和測量儀器，其中，所述接地彈簧具有大約0.017英寸高度的大致碟狀形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測試和測量儀器，其中，所述接地彈簧由鍍金的銅鈹合金制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測試和測量儀器，其中，所述指形物具有大約0.0025英寸的厚度 。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有應(yīng)變消除的接地彈簧。具體地，描述了一種用于接收高頻測試探頭的接地端的接地彈簧。所述接地彈簧包括大致環(huán)形的基部；以及從所述基部延伸的許多個細(xì)長彈性的指形物。這些指形物從所述基部大致徑向向內(nèi)延伸，并且具有內(nèi)端面，這些內(nèi)端面一起限定在所述接地彈簧的中心部分的大體上圓形的開口。每個指形物具有錐形形狀，所述錐形形狀包括較寬的基部端和較窄的內(nèi)端。每個指形物具有相對于基準(zhǔn)線傾斜的縱向軸線，所述基準(zhǔn)線從所述接地彈簧的中心延伸至每個指形物的所述基部的中心。還描述了測試和測量裝置以及包括所述接地彈簧的BMA連接器。
文檔編號H01R13/648GK103199388SQ20131000125
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者M.A.格斯福德, L.M.勒蒙, J.R.謝恩 申請人:特克特朗尼克公司