[发明专利]在高速数据应用中使用的低成本连接器装置和方法

说明书

优先权

本申请要求根据2007年12月28日提交的名为“CONNECTORAPPARATUS AND METHOD”的美国临时专利申请61/009,450以及与本申请同时提交的名为“LOW-COST CONNECTOR APPARATUS AND METHODFOR USED IN HIGH-SPEED DATA APPLICATION”的共同未决美国专利申请12/____________而享有优先权，其中每一份上述申请在这里被全部引入作为参考。

版权

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技术领域

本发明一般而言涉及电连接器和信号传送，特别是在一个示例方面涉及用于传送高速数据信号(并且可选地传送电力)的极其紧凑和统一化的连接器装置，以及操作和制造该装置的方法。

背景技术

对于汽车或车辆应用来说(例如备份摄像机，诸如LCD之类的视频显示器，以及无线电天线)，现有技术中有两种解决方案可以用来支持在车辆这类应用的内部使用高速数据连接(比如，IEEE标准1394，aka“FireWire”(火线))：(1)光纤，以及(ii)屏蔽双绞线(TSP)电缆连接。

在光纤方法中使用了塑料光纤(POF)作为介质来传送(例如1394)信号。由于1394是“双重”或双向的，因此，这需要将两根光纤延伸至每个装置。POF并不耐用，并且需要点对点路径铺设。由于由连接器中的振动、温度以及POF的机械对准导致出现的对准问题，在诸如汽车之类的很多应用中，内联(inline)的连接器会严重影响POF的性能。对于POF来说，最小弯曲半径通常大于25mm，这样则很难封装在通常需要更小半径的汽车应用中。此外，汽车POF在光纤的最大长度方面同样受到限制。

收发信机使用光纤发射器(FOT)，后者被用于在装置上将来自POF的光信号转换成电脉冲信号。这种FOT本身会生EMI(噪声)，并且其对汽车应用中出现的温度非常敏感。

此外，上述POF还很容易遭受到安装和维修引起的损害，例如在制造或保养车辆以及为了查看或替换部件而必须从车辆上移除一些POF的时候。

在屏蔽双绞线方法中，以整体编带的方式使用两组屏蔽双绞线连接器，以便减小电缆对于车辆中的其他机能产生的EMI/MEC的易感性，例如点火系统、燃油泵之类的电动机、车窗马达、风挡刮水器电机乃至外部来源。这些电缆的直径相对较大(4.5mm)，由此同样需要很大的弯曲半径(通常大于25mm)。由于具有相对复杂的结构和精度需要，因此其价格也相对较高。

同样，在“商业”(例如家庭娱乐、企业、消费者)舞台中，类似的解决方案可以用于支持在用户的房产中使用IEEE标准1394应用。光纤解决方案的成本很高，并且需要将POF遍布布线在整个房屋中，以便支持1394能力。除了增加的成本之外，与前述的汽车应用一样，该解决方案通常还需要额外关注电缆的路径铺设(从而避免可能显著影响光纤性能的偶然割痕或其他损害)以及电缆的任意一端的部件。

使用双绞线和同轴电缆传送用于娱乐和信息的数据和信号的处理是众所周知并且很好理解的。屏蔽双绞线方法需要以整体编带的方式使用两组屏蔽双绞线，以便减小电缆对于来自家中可能潜在产生EMI或噪声的其他电器(例如Wi-Fi、蓝牙、WiMAX或其他无线装置、微波炉、电视、搅拌器/手持电器、冰箱、真空吸尘器等)的EMI/EMC的易感性。

到目前为止，带宽要求还很低，由此能够允许成本相对较低的电缆和连接提供可接受的服务。但是，随着高清(HD)电视、数字音乐以及点播这些装置的内容源的能力的引入，需要改进基础架构(主要是现有电缆)以实现可接受的性能。由于光纤具有卓越的带宽以及对于EMI/RFI噪声的先天免疫性，因此，很多应用已经使用了昂贵的光纤来替换铜缆。作为替换，TSP或“quad”(屏蔽四绞线对电缆)能够提供足够的EMI/RFI抑制和带宽，但是其成本非常高并且通常不是房屋中已安装的布线基础的一部分。

因此，需要改进的装置和方法来解决前述问题中的一个或多个，这些问题是：(i)成本；(ii)最小弯曲半径；(iii)足够的EMI/EMC性能；(iv)足够高的带宽能力，以便支持当前和下一代高清以及类似的技术；以及(v)对于安装环境的“健壮性”。

发明内容