Контактный узел Советский патент 1992 года по МПК H01K9/00 H05K1/11 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующей цифровой радиоэлектронной аппаратуре (РЭА) и электронно-вычислительной аппаратуре (Э В А) при проведении контрольных измерений.

Известен контактный узел, содержащий двустороннюю печатную плату с сигнальным проводником, расположенным на одной стороне изоляционного основания, а на другой стороне - экран, лепесток, установленный в сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна плоскости печатной платы. При помощи лепестка производится контроль параметров информационного сигнала..

Недостаток узла заключается в том, что при измерениях появляются искажения информационного сигнала из-за внесения паразитной емкости, обусловленной наличием лепестка. По этой же причине происходит искажение информационного сигнала в штатном режиме эксплуатации при отсутствии измерений.

Наиболее близким по технической сущ- ности к предлагаемому является контактный узел; содержащий двустороннюю печатную плату с сигнальным проводником, расположенным на одной стороне изоляционного основания, на другой стороне - эк- ран, коаксиальный ввод, состоящий из внутреннего проводника, внешнего цилиндрического проводника, коаксиальный ввод установлен в сквозное отверстие печатной платы, ось которого перпендикулярна плоскости печатной платы, внешний цилиндрический проводник гальванически соединен с экраном, а внутренний проводник -с сигнальным проводником.

Недостатком известного контактного узла является то, что он создает неравномерность погонной емкости линии передачи, образованной сигнальным проводником и экраном, в месте его установки, что при- водит к искажению информационного сигнала. . -.

Целью изобретения является снижение информационного сигнала путем выравнивания погонных емкостей.

В контактном узле, содержащем двустороннюю печатную плату с сигнальным про-, водником., расположенным на одной стороне изоляционного основания, на другой стороне - экран, коаксиальный ввод, состоящий .из внутреннего проводника, внешнего проводника, коаксиальный ввод установлен в сквозное отверстие печатной платы, ось которого перпендикулярна плоскости печатной платы, внешний цилиндрический проводник гальванически соединен

с экраном, а внутренний проводник соединен с сигнальным проводником, внутренний проводник выполнен Т-образным в виде штыря с перпендикулярным ему основанием, которое является продолжением сигнального проводника, коаксиальный ввод снабжен диэлектрической втулкой, расположенной между внешним цилиндрическим проводником и внутренним Т-образным проводником, основание которого гальванически соединено с сигнальным проводником, а длина перекрытия внешнего цилиндрического Проводника и штыря внутреннего Т-образного проводника выбирается из соотношения

где ош - длина основания штыря внутреннего Т-образного проводника, мм;

е ru. относительная диэлектрическая проницаемость изоляционного основания печатной платы; .

Ј rk - относительная усредненная диэлектрическая проницаемость диэлектрической втулки и воздуха.

На чертеже представлен контактный узел, общий вид.

Контактный узел содержит двустороннюю печатную плату 1 с сигнальным проводником 2, расположенным на одной стороне изоляционного основания 3, а на другой стороне - экран 4, коаксиальный ввод, состоящий из внутреннего проводника 5, выполненного Т-образным в виде штыря с перпендикулярным ему основанием 6, которое гальванически соединено с сигнальным проводником 2 и является его продолжением, внешнего цилиндрического проводника Т/гальванически соединенного с экраном 4, и диэлектрической втулки 8, расположенной между внешним цилиндрическим проводником 7 и внутренним Т-образным проводником 5, коаксиальный ввод установлен в сквозное отверстие двусторонней печатной платы 1. ось которого перпендикулярна плоскости печатной платы 4, а длина перекрытия Un внешнего цилиндрического проводника 7 и штыря внутреннего Т-образного проводника 5 выбирается из соотношения

где ош Длина основания штыря внутреннего Т-образного проводника 5, мм;

Јги - относительная диэлектрическая проницаемость изоляционного основания 3 печатной платы 1;

Ј rk. относительная усредненная диэлектрическая проницаемость диэлектрической втулки 8 и воздуха.

Контактный узел образуется установкой коаксиального ввода в заданной точке ли- нии передачи. При контрольных измерениях на коаксиальный ввод устанавливается ответная часть (не показана). В основное время эксплуатации коаксиальный ввод остается не в подключенном состоянии. Зона контактного узла определяется диаметром отверстия в печатной плате 1, в которое, устанавливается коаксиальный ввод. Таким образом создается регулярное волновое сопротивление линии передачи.

Контактный узел работает следующим образом.

Информационный сигнал от генератора (не показан) распространяется к приемнику (не показан) по линии передачи, состоящей из сигнального 2 и экранного 4 проводников. Падающая волна информационного сигнала распространяется вдоль линии с определенным волновым сопротивлением 2п, которое зависит от геометрических раз- меров линии и диэлектрической проницаемости изоляционного основания 3. Вне зоны контактного узла указанные параметры - геометрические размеры линии и диэ- лектрическая проницаемость % изоляционного основания 3 постоянны, а следовательно, постоянна погонная электрическая емкость, что определяет регулярность волнового сопротивления 2п линии.

В зоне контактного узла электрическая емкость линии замещается емкостью, образованной цилиндрическим конденсатором, состоящим из внутреннего проводника 5 и внешнего проводника 7, диэлектрическая среда которого сформирована диэлектриче- ской втулкой 8 и воздухом. За счет основания б внутреннего проводника 5 емкость цилиндрического конденсатора подключена к сигнальному проводнику 2, определяя волновое сопротивление 2П линии по длине основания 6.

Принимая емкость цилиндрического конденсатора равной емкости линии передачи на длине ош, на которой линия передачи замещается этим цилиндрическим конденсатором, обеспечивают регуляр ность волнового сопротивления 2п линии по всей длине, включая зону контактного узла, т.е. Zn - ZK. где ZK - волновое сопротивление линии в зоне контактного узла на участке 1оиь

Емкость Сл единицы длины линии передачи равна

CV Ve T/cZfl

0)

где с-скорость света, в свободном пространстве (с 3 . 108 м/с).

Емкость Сл на длине ош равна

Сл Сл . 1ош 1ош Vfiru/cZfl

(2)

Емкость С единицы длины цилиндриче-; ского конденсатора равна

О

C1K 2 e0erk/ln(D/d),

(3)

где Јо диэлектрическая постоянная (Јо 8,85 . 1012 ф/м);

D - внутренний диаметр внешнего цилиндрического проводника 7 (мм);

d - диаметр внутреннего проводника 5, мм.

Емкость цилиндрического конденсатора при длине вп перекрытия внешнего цилиндрического 7 и внутреннего 5 проводников равна

Ск 2яе Јrk W n (D/d).

()

Из условия равенства емкостей Сл Ск из (2) и (4) получают

1ршУеТ7 2 Л Ер Јrk 1вп

cZnIn ( D/d )

(5)

Из (3) определяют.

ln(D/d) 2 eoVeTtT cZK . (6)

Подставляя (6) в (5) и учитывая требование регулярности 7.п ZK, получают

|ошУ 2 УГЕр Јrk вп

с2п 2jrgoVerk cZk Откуда

вп ош Јги/6rk .

Следовательно, при выполнении условия (8) соблюдается Сл Ск, а следовательно, и регулярность волнового сопротивления 2П по всей длине линии, включая зону установки контактного узла.

Таким образом, по сравнению с известным узлом выполнение внутреннего проводника 5 в виде Т-образного штыря с перпендикулярным ему основанием дает возможность обеспечить непрерывность сигнального проводника в месте установки контактного узла, наличие диэлектрической втулки 8 обеспечивает возможность мзменения емкости Ск без изменения размеров контактного узла, а выбранная длина перекрытия внешнего цилиндрического проводника 7 и штыря внутреннего Т-образного проводника 5 обеспечивает варьирование емкости Ск при неизменных размерах диэлектрической втулки 8.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Контактный узел, содержащий двустороннюю печатную плату с диэлектрическим основанием, сигнальным проводником и экранирующим слоем, размещенными на его противолежащих сторонах, коаксиальный ввод, установленный в сквозном отверстии печатной платы и состоящий из внешнего по- лого цилиндрического экрана, в полости которого коаксиально размещен внутренний проводник, который при этом гальванически соединен с сигнальным проводником, а экран С-экранирующим слоем , от л ича ющи й- с я тем, что, с целью снижения искажений информационного сигнала путем выравнивания погонных емкостей, в полость цилиндрического экрана дополнительно введена на часть его длины диэлектрическая втулка с борти-

ком по диаметру отверстия в печатной плате, внутренний проводник пропущен через отверстие во втулке и выполнен Т-образным в виде штыря с перпендикулярным ему основанием, шириной, равной ширине сигнального проводника, размещенным в отверстии печатной платы и неразъемно соединенным с сигнальным проводником.

2. Контактный узел по п.1. о т ли ч а ю- щ и и с я тем, что длина перекрытия экрана и штыря внутреннего проводника определены соотношением

вп loujvЈru/Јrk

где 1Вп - длина перекрытия экрана и штыря внутреннего проводника;

ош - длина основания внутреннего проводника:

Јш относительная диэлектрическая проницаемость основания печатной платы; Јrk - относительная усредненная диэлектрическая проницаемость диэлектрической втулки и воздуха.

Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано в быстродействующей цифровой радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуре при проведении контрольных измерений. Целью изобретения является устранение искажений информационного сигнала за счет выравнивания погонных емкостей. Выполнение внутреннего проводника 5 в виде Т-образного штыря с перпендикулярным ему основанием дает возможность обеспечить непрерывность сигнального проводника в месте установки контактного узла, наличие диэлектрической втулки 8 обеспечивает возможность изменения емкости Ск без изменения размеров контактного узла, а выбранная длина перекрытия внешнего цилиндрического проводника 7 и штыря внутреннего Т-образного проводника 5 обеспечивает варьирование емкости Скопри неизменных размерах диэлектрической втулки 8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. : I