屏蔽的電纜組件的制作方法
【專利說明】屏蔽的電纜組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是部分延續(xù)申請，根據(jù)35U.S.C.§ 120請求2013年3月14日申請的美國專利申請?zhí)?3/804，245的權(quán)利，在此通過引用將該美國專利申請的全部發(fā)明包含在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總地涉及屏蔽電纜組件，并具體涉及一種設(shè)計成傳輸具有5千兆位每秒(Gb/s)或更高數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字電子信號的屏蔽電纜組件。
【背景技術(shù)】
[0004]數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器速度的提高可使數(shù)據(jù)傳輸速度提高。用來使電子元件連接到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器的傳輸介質(zhì)須構(gòu)造成在各個部件之間有效地傳輸高速數(shù)字信號。有線媒介，例如光纜、同軸電纜或者雙絞線電纜可適用于其中所連接的部件在固定位置并相對緊密靠近(例如相隔不到一百米)的應(yīng)用。光纖電纜提供了一種可支持高達(dá)100Gb/S的數(shù)據(jù)傳輸率并且?guī)缀醪皇茈姶鸥蓴_的傳輸介質(zhì)。同軸電纜通常支持高達(dá)100兆位每秒(Mb/s)的數(shù)據(jù)傳輸率并且對電磁干擾有良好的抵抗力。雙絞線電纜能提供高達(dá)約5Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，盡管這些電纜在用于傳輸和接收線路的電纜內(nèi)通常需要多對雙絞線。雙絞線電纜的導(dǎo)體有良好的抗電磁干擾，可通過使電纜內(nèi)包括用于雙絞線的屏蔽套增強(qiáng)對電磁干擾的抵抗。
[0005]例如通用串行總線(USB) 3.0和高清晰度多媒體接口(HDMI) 1.3的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議需要5Gb/s或以上的數(shù)據(jù)傳輸率。現(xiàn)有的同軸電纜不能支持接近這個速度的數(shù)據(jù)傳輸率。光纖和雙絞線電纜兩者都能以這些傳輸率傳輸數(shù)據(jù)，然而光纖電纜比雙絞線電纜明顯貴很多，使得它們對那些不需要高數(shù)據(jù)傳輸率和抗電磁干擾的易受成本影響的應(yīng)用不太有吸引力。
[0006]汽車和卡車中的信息娛樂系統(tǒng)和其他電子系統(tǒng)開始需要能搭載高數(shù)據(jù)率信號的電纜。汽車級電纜應(yīng)該不僅能夠滿足環(huán)境要求(例如耐熱濕性能)，它們也必須是足夠撓性的以便在汽車線束中布線并具有低的質(zhì)量以助滿足汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的要求。因此，需要一種具有低的質(zhì)量并足夠撓性以便封裝在汽車線束內(nèi)的、同時滿足光纖電纜當(dāng)前無法滿足的成本目標(biāo)的具有高數(shù)據(jù)傳輸率的電纜。盡管賦予該電纜的特定應(yīng)用為汽車，這種電纜也可能發(fā)現(xiàn)其他的應(yīng)用，例如航空航天、工業(yè)控制或者其他數(shù)據(jù)通信。
[0007]在【背景技術(shù)】部分討論的主題不應(yīng)僅僅因為是在【背景技術(shù)】部分提到就假定為現(xiàn)有技術(shù)。同樣的，【背景技術(shù)】部分提到的或與【背景技術(shù)】的主題有關(guān)的問題不應(yīng)假定為先前在現(xiàn)有技術(shù)中所公認(rèn)的?！颈尘凹夹g(shù)】的主題僅僅代表不同的方法，他們本身也可以成為發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種構(gòu)造成傳輸電子信號的組件。該組件包括具有第一內(nèi)導(dǎo)體和第二內(nèi)導(dǎo)體的電纜、圍繞第一內(nèi)導(dǎo)體和第二內(nèi)導(dǎo)體的屏蔽層以及構(gòu)造成保持第一內(nèi)導(dǎo)體與第二內(nèi)導(dǎo)體之間的第一預(yù)設(shè)間距和第一內(nèi)導(dǎo)體和第二內(nèi)導(dǎo)體與屏蔽層之間的第二預(yù)設(shè)間距的介電結(jié)構(gòu)。屏蔽層包括至少部分包圍介電結(jié)構(gòu)并因此確立電纜的特性阻抗的內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體，在內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體之外的大致平行于第一和第二內(nèi)導(dǎo)體線對并與內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體電氣通信的接地導(dǎo)體，以及至少部分地包圍內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體和接地導(dǎo)體并與內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體和接地導(dǎo)體電氣聯(lián)通的外屏蔽層導(dǎo)體。介電結(jié)構(gòu)構(gòu)造成在第一和第二內(nèi)導(dǎo)體與內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體之間提供一致的徑向間距。
[0009]介電結(jié)構(gòu)可包括包圍第一內(nèi)導(dǎo)體的第一介電絕緣體和包圍第二內(nèi)導(dǎo)體的第二介電絕緣體。第一介電絕緣體和第二介電絕緣體可結(jié)合在一起，由此在第一內(nèi)導(dǎo)體和第二內(nèi)導(dǎo)體之間提供了一致的橫向間距。介電結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括包圍第一介電絕緣體和第二介電絕緣體的第三介電絕緣體，以在第一和第二內(nèi)導(dǎo)體與內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體之間提供一致的徑向間距。
[0010]內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體可由鍍鋁膜形成，鍍鋁膜包裹介電結(jié)構(gòu)使得由內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體形成的縫隙基本上平行于電纜的縱向軸線。內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體的橫向長度至少覆蓋介電結(jié)構(gòu)的100%的周長。
[0011]具有長達(dá)7米長度的電纜的組件可描述為對于低于100兆赫(MHz)信號頻譜的信號具有低于1.5分貝(dB)的差分插入損耗，對于10MHz與1.25千兆赫(GHz)之間的信號頻譜的信號具有低于5dB的微分插入損耗，對于1.25GHz與2.5GHz之間信號頻譜的信號具有低于7.5dB的差分插入損耗，以及對于2.5GHz與7.5GHz之間的信號頻譜的信號具有低于25dB的微分插入損耗。組件可描述為具有低于15皮秒每米的對間延遲差。
[0012]組件可進(jìn)一步包括至少一個電連接件。該連接件可以是具有包括以大致矩形截面為特征的第一連接部分的第一插頭端子以及包括以大致矩形截面為特征的第二連接部分的第二插頭端子的插頭連接件。第一和第二插頭端子構(gòu)造成分別附連到第一和第二內(nèi)導(dǎo)體。第一和第二插頭端子形成關(guān)于縱向軸線左右對稱的鏡像端子對。插頭連接件可包括與插頭連接件電氣隔離并縱向包圍插頭連接件的插頭屏蔽罩。
[0013]或者，電連接件可以是插座連接件，該插座連接件構(gòu)造成與插頭連接件匹配并具有包括以大致矩形截面為特征的第一懸臂梁部并限定從第一懸臂梁部懸垂出的凸出的第一接觸點(第一接觸點構(gòu)造成接觸第一插頭端子的第一連接部)和包括以大致矩形截面為特征的第二懸臂梁部并限定從第二懸臂梁部懸垂出的凸出的第二接觸點的第二插座端子，第二接觸點構(gòu)造成接觸第二插頭端子的第二連接部。第一和第二插座端子構(gòu)造成分別附連到第一和第二內(nèi)導(dǎo)體。第一和第二插座端子形成關(guān)于縱向軸線左右對稱的鏡像端子對。當(dāng)插頭連接件連接到相應(yīng)的插座連接件時，第一連接部的主寬度基本上垂直于第一懸臂梁部的主寬度，并且第二連接部基本上垂直于第二懸臂梁部。插座連接件可包括與插座連接件電氣隔離并縱向包圍插座連接件的插座屏蔽罩。
[0014]插頭屏蔽罩和/或插座屏蔽罩可限定成對的機(jī)械連接到外屏蔽層導(dǎo)體的電纜卷邊翼，由此電氣連接屏蔽罩到內(nèi)屏蔽層導(dǎo)體，由此確立組件的特性阻抗。插座屏蔽罩可限定貼近第一內(nèi)導(dǎo)體與第一插座端子之間的連接部以及第二內(nèi)導(dǎo)體與第二插座端子之間的連接部的位置的浮凸部。
[0015]插頭屏蔽罩和/或插座屏蔽罩可限定構(gòu)造成穿透介電結(jié)構(gòu)的叉頭，由此防止導(dǎo)電屏蔽罩繞著縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
[0016]組件可進(jìn)一步包括至少一個連接件本體。連接件本體可以是限定第一腔體的插頭連接件本體。插頭連接件和插頭屏蔽罩至少部分地布置在第一腔體內(nèi)?；蛘撸B接件本體可以是限定第二腔體并構(gòu)造成與插頭連接件本體匹配的插座連接件本體。插座連接件和插座屏蔽罩至少部分地布置在第二腔體內(nèi)。插頭屏蔽罩和/或插座屏蔽罩可限定構(gòu)造成使屏蔽罩固定在連接件本體內(nèi)的三角形凸部。
[0017]插座連接件本體可限定一體地連接到插座連接件本體的縱向延伸的鎖定臂。鎖定臂包括使鎖定臂一體地連接到插座連接件本體的U形彈性帶,構(gòu)造成接合由插頭連接件本體限定的向外延伸的鎖定凸耳的向內(nèi)延伸的鎖定尖頭，以及布置在U形彈性帶后面的可按壓手柄。鎖定尖頭可從鎖定凸耳向外移開以使鎖定尖頭與鎖定凸耳分離。位于鎖定臂上的向內(nèi)延伸的支點在鎖定尖頭與可按壓手柄之間。鎖定臂的自由端限定向外延伸的擋塊。橫向壓制梁一體地在固定端之間連接到插座連接件本體并構(gòu)造成接合擋塊并在施加到插座連接件本體與插頭連接件本體之間的縱向力超過第一閾值時增加鎖定尖頭上的壓制力以保持鎖定尖頭與鎖定凸片接合。插座連接件本體進(jìn)一步限定凸肩，該凸肩構(gòu)造成接合U形彈性帶并在施加到插座連接件本體與插頭連接件本體之間的縱向力超過第二閾值時增加鎖定尖頭上的壓制力以保持鎖定尖頭與鎖定凸耳接合。
[0018]通過閱讀以下的通過非限制示例的方式并參照附圖給出的本發(fā)明的較佳實施例的詳細(xì)描述可更清楚地呈現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0019]現(xiàn)參照附圖通過示例來描述本發(fā)明，其中:
[0020]圖1是根據(jù)一個實施例的具有絞合導(dǎo)體的電纜組件的電纜的立體剖視圖；
[0021]圖2是根據(jù)一個實施例的圖1的電纜的剖視圖；
[0022]圖3是示出了根據(jù)一個實施例的圖1的電纜捻度的電纜的局部剖視圖；
[0023]圖4是根據(jù)另一實施例的具有實心導(dǎo)體的電纜組件的電纜的立體剖視圖；
[0024]圖5是根據(jù)另一實施例的圖4的電纜的剖視圖；
[0025]圖6是根據(jù)又一實施例的具有實心排擾線的電纜組件的電纜立體剖視圖；
[0026]圖7是根據(jù)又一實施例的圖6的電纜的剖視圖；
[0027]圖8是根據(jù)又一實施例的圖6的電纜的剖視圖；
[0028]圖9是示出了一些高速數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信號上升時間和預(yù)期電纜阻抗的圖表；
[0029]圖10是示出了根據(jù)一些實施例的圖1-7的電纜的各種特性的圖表；以及
[0030]圖11是根據(jù)一些實施例的圖1-7的電纜的差分插入損耗相對于信號頻率的曲線圖；以及
[0031]圖12是根據(jù)一個實施例的電纜組件的分解立體圖；
[0032]圖13是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的一部分元件的分解立體圖；
[0033]圖14是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插座和插頭端子的立體圖；
[0034]圖15是根據(jù)一個實施例的包含在載體條中的圖12的電纜組件的插座端子的立體圖；
[0035]圖16是根據(jù)一個實施例的包含在插座端子支架內(nèi)的圖15的插座端子組件的立體圖；
[0036]圖17是根據(jù)一個實施例的包括插座端子蓋的圖16的插座端子組件的立體圖；
[0037]圖18是根據(jù)一個實施例的圖13的電纜組件的立體裝配圖；
[0038]圖19是根據(jù)一個實施例的包含在載體條中的圖12的電纜組件的插頭端子的立體圖；
[0039]圖20是根據(jù)一個實施例的包含在插頭端子支架內(nèi)的圖19的插頭端子組件的立體圖；
[0040]圖21是根據(jù)一個實施例的圖13的電纜組件的插頭連接件屏蔽罩半部的立體圖；
[0041]圖22是根據(jù)一個實施例的圖13的電纜組件的另一個插頭連接件屏蔽罩半部的立體圖；
[0042]圖23是根據(jù)一個實施例的圖13的電纜組件的插座連接件屏蔽罩半部的立體圖；
[0043]圖24是根據(jù)一個實施例的圖13的電纜組件的另一個插座連接件屏蔽罩半部的立體圖；
[0044]圖25是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插頭連接件的立體圖；
[0045]圖26是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插座連接件本體的剖視圖；
[0046]圖27是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插座連接件的立體圖；
[0047]圖28是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插座連接件本體的立體圖；
[0048]圖29是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插頭連接件本體的立體圖；
[0049]圖30是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的插頭連接件的剖視圖；
[0050]圖31是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的立體圖；
[0051]圖32是根據(jù)一個實施例的圖12的電纜組件的替代立體圖；以及
[0052]圖33是根據(jù)一個實施例的圖12