用于高速连接器的接地转让专利
申请号 : CN201880022927.1
文献号 : CN110495058B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : A·A·沙阿 , D·贝尔尼 , M·G·莱斯 , K·D·赖斯利
申请人 : 微软技术许可有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于计算设备的通信端口连接器,所述通信端口连接器包括:壳体,所述壳体限定被配置成容纳电插头的空隙;
端口侧电触点,所述端口侧电触点位于所述壳体内并被配置成与所述电插头的插头侧电触点进行电连接;以及
一个或多个双板弹簧指,所述一个或多个双板弹簧指被形成在所述壳体的一侧内,其中,
每个双板弹簧指至少包括第一弹簧指和耦合到所述第一弹簧指的第二弹簧指,所述第一弹簧指被配置成朝向所述空隙弯曲以接触所述电插头,以及所述第二弹簧指被配置成远离所述空隙弯曲以接触所述计算设备的机壳,从而在所述电插头被插入所述通信端口连接器中时将所述电插头电接地到所述机壳,并且其中所述第一弹簧指是外弹簧指,所述第二弹簧指是被形成在所述外弹簧指内部的嵌套弹簧指,以及所述嵌套弹簧指相对于所述外弹簧指以相反的取向被布置在所述外弹簧指内部,使得所述嵌套弹簧指的底座位于所述外弹簧指的尖端内部。
2.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于所述双板弹簧指是导体,其通过将残余能量从所述电插头的壳体传导到所述计算设备中的主要接地平面而在所述电插头和所述计算设备之间建立接地路径。
3.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述机壳是用作所述计算设备中的主要接地平面的导体。
4.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述第一弹簧指被配置成接触所述电插头的外侧上的接地导体。
5.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述通信端口连接器的所述壳体包括上部壳体和下部壳体。
6.如权利要求5所述的通信端口连接器,其特征在于,所述双板弹簧指被形成在所述通信端口连接器的所述下部壳体中。
7.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述通信端口连接器的所述壳体由金属或金属化合物形成。
8.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于所述双板弹簧指的与所述电插头和/或所述机壳接触的部分被镀有金,以及所述双板弹簧指的不与所述电插头或所述机壳接触的部分被镀有比金导电性低的材料。
9.如权利要求8所述的通信端口连接器,其特征在于,所述双板弹簧指的不与所述电插头或所述机壳接触的部分被镀有镍。
10.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于所述第一弹簧指是被形成为U形的外弹簧指。
11.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述端口侧电触点包括电磁干扰触点指和兼容通用串行总线规范的至少一个电触点。
12.如权利要求1所述的通信端口连接器,其特征在于,所述连接器被布置在所述计算设备中的印刷电路板或柔性电路板上。
13.一种计算设备,包括:处理器;
存储器,所述存储器可操作地耦合到所述处理器;
天线,所述天线被配置成用于无线通信;
一个或多个通信端口连接器;以及数据总线,所述数据总线被配置成将数据从所述通信端口连接器传输到所述处理器,其中
所述通信端口连接器包括:
壳体,所述壳体限定被配置成容纳电插头的空隙;
端口侧电触点,所述端口侧电触点位于所述壳体内并被配置成与所述电插头内的插头侧电触点进行电连接;以及
一个或多个双板弹簧指,所述一个或多个双板弹簧指被形成在所述壳体的一侧内,其中,
每个双板弹簧指至少包括第一弹簧指和耦合到所述第一弹簧指的第二弹簧指,所述第一弹簧指被配置成朝向所述空隙弯曲以接触所述电插头,以及所述第二弹簧指被配置成远离所述空隙弯曲以接触所述计算设备的机壳,从而在所述电插头被插入所述通信端口连接器中时将所述电插头电接地到所述机壳,并且其中所述第一弹簧指是外弹簧指,所述第二弹簧指是形成在所述外弹簧指内部的嵌套弹簧指,以及所述嵌套弹簧指相对于所述外弹簧指以相反的取向被布置在所述外弹簧指内部,使得所述嵌套弹簧指的底座位于所述外弹簧指的尖端内部。
14.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于所述天线是被布置在所述计算设备内部的WI-FI或蓝牙天线,以及所述天线的位置位于距离所述通信端口连接器5mm到80mm的范围内。
15.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于,所述机壳是用作所述计算设备中的主要接地平面的导体。
16.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于,所述第一弹簧指被配置成接触所述电插头的外侧上的接地导体。
17.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于所述双板弹簧指的与所述电插头和所述机壳接触的部分被镀有金,以及所述双板弹簧指的不与所述电插头或所述机壳接触的部分被镀有镍。
18.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于所述第一弹簧指是被形成为U形的外弹簧指。
19.如权利要求13所述的计算设备,其特征在于,所述通信端口连接器被布置在所述计算设备中的印刷电路板上。
20.一种计算设备,包括:处理器;
存储器,所述存储器可操作地耦合到所述处理器;
天线,所述天线被配置成用于无线通信;
一个或多个通信端口连接器;以及数据总线,所述数据总线被配置成将数据从所述通信端口连接器传输到所述处理器,其中
所述天线是被布置在所述计算设备内部的距离所述通信端口连接器5mm到80mm的范围内的WI-FI或蓝牙天线,以及所述通信端口连接器包括:
壳体,所述壳体限定被配置成容纳电插头的空隙;
端口侧电触点,所述端口侧电触点位于所述壳体内并被配置成与所述电插头内的插头侧电触点进行电连接;以及
一个或多个双板弹簧指,所述一个或多个双板弹簧指被形成在所述壳体的一侧内,其中,
每个双板弹簧指是至少包括第一弹簧指和耦合到所述第一弹簧指的第二弹簧指的导体,
所述第一弹簧指被配置成朝向所述空隙弯曲以接触所述电插头,以及所述第二弹簧指被配置成远离所述空隙弯曲以接触所述计算设备的机壳,从而在所述电插头被插入所述通信端口连接器中时将所述电插头电接地到所述机壳,并且其中所述第一弹簧指是外弹簧指,所述第二弹簧指是形成在所述外弹簧指内部的嵌套弹簧指,以及所述嵌套弹簧指相对于所述外弹簧指以相反的取向被布置在所述外弹簧指内部,使得所述嵌套弹簧指的底座位于所述外弹簧指的尖端内部。
说明书 :
用于高速连接器的接地
口。但是,这些高速端口(诸如设计为与SUPERSPEED(超高速)或SUPERSPEED+(超高速+)通用
串行总线(USB)规范(USB 3.0或USB 3.1)兼容的那些端口)以在2.4GHz频谱(无线设备广泛
使用的频段)中产生射频干扰的频率工作。因此,高速端口通常会降级附近天线(包括WI-FI
和蓝牙)的无线灵敏度。
容纳电插头的空隙。端口侧电触点可位于壳体内,并且它们可被配置成与电插头的插头侧
电触点进行电连接。双板弹簧指可包括第一弹簧指和耦合到第一弹簧指的第二弹簧指。第
一弹簧指可被配置成朝向空隙弯曲以接触电插头。第二弹簧指可被配置成远离空隙弯曲以
接触设备的机壳,从而在电插头被插入通信端口连接器中时将电插头电接地到机壳。
保护的主题的范围。此外,所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任
何或所有缺点的实现。
从DC到20GHz。结果,射频干扰在2.4GHz频谱中被产生,该频谱是广泛用于许多类型的无线
设备和计算机外围设备的射频频段。由高速连接器引起的“噪音”降级了附近无线天线(诸
如WI-FI或蓝牙)的功能。干扰会降低无线连接的速率或范围,或甚至会完全阻止天线功能,
并且这会影响大量的无线设备。例如,当电缆或外围设备被插入附近的SUPERSPEED或
SUPERSPEED+USB端口时,操作无线鼠标的用户可能会经历滚动和导航滞后的情况。这种滞
后可导致效率和生产率的损失,使得用户感到沮丧。归因于使用高速连接器而受到2.4GHz
频谱中的静态干扰或功能损失影响的设备的进一步示例包括蓝牙扬声器、无线路由器、无
线键盘、以及甚至无绳电话。用户经常采取将高速连接器或无线设备彼此远离移动到可容
忍干扰的距离的措施,但这可能是几英尺。通常,将诸如鼠标或键盘之类的外围无线设备从
容纳高速连接器的计算设备移开是不可行的。在这些情形下,用户必须忍受干扰,放弃使用
高速连接器,或人为地降低连接器速度,这些都不是理想的选择。
个端口P。简单地转到图2,计算设备10可进一步包括处理器12、操作地耦合到处理器的存储
器14、和被配置成将数据从通信端口连接器传输到处理器的数据总线20。回到图1,天线16
可以是布置在计算设备10的内部的WI-FI或蓝牙天线。此外,天线16的位置可位于与通信端
口连接器18相距5mm到80mm的范围R内。
18的壳体22可以包括上部壳体28和下部壳体30。
下部壳体30内部。当被组装时,下部壳体30可装配到上部壳体28中以形成壳体22。舌部32可
被布置在由塑料衬套34限定的空隙内部并且被布置在上部壳体28的下方。尽管示例实现例
示了壳体22包括上部壳体28和下部壳体30,但是可以理解,壳体可被形成为单件。
可位于壳体22内,并且它们可被配置成与电插头26的插头侧电触点进行电连接。此外,端口
侧电触点可包括电磁干扰触点指40和兼容通用串行总线(USB)规范的至少一个电触点42、
44。所例示的实现包括可与USB规范兼容的USB 2.0和USB 3.0和/或USB 3.1电触点42、44。
然而,可以理解,与USB规范兼容的一个或多个电触点可以是除USB 2.0、USB3.0和/或USB
3.1之外的类型,包括传统的USB 1.x规范和超越USB 3.1的未来版本。可以理解,所描述的
配置也可以在USB-A、USB-B、或USB-C连接器类型(包括迷你和微型连接器)中实现,或者在
不同于USB的类型的高速连接器中实现。具体地,本公开解决了与USB 3.0或更高的USB规范
兼容的高速电触点的干扰问题,该高速电触点在2.4GHz频谱中产生干扰。如图3和图4所例
示的,通信端口连接器18可以以其组装好了的形式被布置在计算设备10中的印刷电路板46
上。尽管在此提供的示例实现例示了在印刷电路板46上的通信端口连接18,但是可以理解,
通信端口连接器可以以其他方式被布置,诸如被布置在柔性印刷电路上。
指52。第一弹簧指50可被配置成朝向空隙24弯曲以在电插头26被插入通信端口连接器18时
接触该电插头26。参考图10,第二弹簧指52可被配置成远离空隙24弯曲以接触作为计算设
备10的主要接地平面的计算设备10的机壳36,从而在电插头26被插入通信端口连接器18时
将电插头26电气地接地到机壳36。尽管所例示的示例示出了第一弹簧指50朝向空隙24弯曲
而第二弹簧指52远离空隙弯曲,但是可以理解,此配置可被反转以使得第一弹簧指50远离
空隙弯曲而第二弹簧指52朝向空隙弯曲。
接器18的下部壳体30包括被布置在下部壳体30中的两个双板弹簧指48。然而,可以理解,通
信端口连接器18可包括少于两个或多于两个的双板弹簧指48。还可以理解,双板弹簧指48
的位置不限于下部壳体30,并且可被布置在通信端口连接器18的一个或多个替换表面中。
出的,嵌套弹簧指58可相对于外弹簧指56以相反的取向被布置在外弹簧指56内部,使得嵌
套弹簧指58的底座位于外弹簧指56的尖端内部。双板弹簧指48的这种配置,其中嵌套弹簧
指58被布置在外弹簧指56内部,使得整个弹簧指的长度最小化,并且为大容差堆叠创造了
所需的柔性。此外,双板弹簧指48与塑料衬套34完全兼容,并且它被设计成承受在日常使用
中施加的插入/拔出力。虽然图6中的嵌套弹簧指58被示为完全位于外弹簧指56的边界内,
但是可以理解,嵌套弹簧指56可被布置成使得一部分位于外弹簧指56的边界外。还可以理
解,外弹簧指56的形状不限于U形,并且可被形成为替换形状。
如图所示,参考图10,嵌套弹簧指58在下部壳体30的底部下方延伸,从而允许嵌套弹簧指58
接触计算设备10的机壳36。
机壳36可以是用作计算设备10中的主要接地平面的导体。此外,第一弹簧指50(在所例示的
实现中示为外弹簧指56)可被配置成朝向空隙24弯曲以接触电插头26的外侧上的接地导体
60(见图4)。接地导体60可以是例如插头26的外壳体。
48的与电插头26或机壳36接触的部分可被镀金,因为金具有高导电性但不会像其他金属一
样被腐蚀。为了提供经由双板弹簧指48上的各接触点将电流从电插头26引导到机壳36的接
地路径,双板弹簧指48的不与电插头26或机壳36接触的部分可被镀有比金导电性低的材
料。在示例实现中,双板弹簧指48的不与电插头26或机壳36接触的部分可被镀有镍。然而,
应该理解,用于双板弹簧指的镀覆材料不限于金或镍,并且这些和其他材料可被用于镀覆
双板弹簧指的全部或任何部分。
部且距离通信端口连接器18近达5mm而不会受到来自通信端口连接器18的可测得的干扰。
此外,虽然所提供的图示示出了内部安装的无线天线16,但是应当理解,本公开不仅解决了
针对安装在计算设备10内的天线16的干扰问题,而且还解决了针对可因使用高速端口而受
影响的(例如,其他设备的)其他附近无线天线的干扰问题。
备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如智能电话)、智能电视、诸如智能手表或头
戴式增强现实设备之类的可穿戴计算设备和/或其他计算设备。此外,尽管在图1中通信端
口连接器18可被例示为USB类型-A连接器,但是它可被适配成USB类型-B、USB类型-C、MINI
USB(迷你USB)、MICRO USB(微型USB)、DISPLAYPORT(显示器端口)、MINI DISPLAYPORT(迷你
显示器端口)或其他合适类型的连接器。此外,尽管上述实现被描述为解决在2.4GHz频谱中
的干扰,但可以理解,这些实现也可减少或消除在诸如900MHz、5GHz等其他频谱中的干扰。
包括半导体存储器(例如,RAM、EPROM、EEPROM、FLASH存储器等)和/或磁存储器(例如,硬盘
驱动器、MRAM等)或其他大容量存储设备技术。存储器14可包括易失性、非易失性、动态、静
态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。例
如,处理器12和存储器14的各方面可被集成到一个或多个硬件逻辑组件中,诸如程序和应
用专用集成电路(PASIC/ASIC)或片上系统(SOC)。
被配置成与电插头的插头侧电触点进行电连接的端口侧电触点;以及被形成在壳体的一侧
内的一个或多个双板弹簧指。每个双板弹簧指可至少包括第一弹簧指和耦合到第一弹簧指
的第二弹簧指。第一弹簧指可被配置成朝向空隙弯曲以接触电插头,而第二弹簧指可被配
置成远离空隙弯曲以接触计算设备的机壳,从而在电插头被插入通信端口连接器中时将电
插头电接地到机壳。在此方面,附加地或替换地,双板弹簧指可以是导体,其通过将残余能
量从电插头的壳体传导到计算设备中的主要接地平面而在电插头和计算设备之间建立接
地路径。在此方面,附加地或替换地,机壳可以是用作计算设备中的主要接地平面的导体。
在此方面,附加地或替换地,第一弹簧指可被配置成接触电插头的外侧上的接地导体。在此
方面,附加地或替换地,通信端口连接器的壳体可包括上部壳体和下部壳体。在此方面,附
加地或替换地,双板弹簧指可被形成在通信端口连接器的下部壳体中。在此方面,附加地或
替换地,通信端口连接器的壳体可以由金属或金属化合物形成。在此方面,附加地或替换
地,双板弹簧指的与电插头和/或机壳接触的部分可被镀有金,而双板弹簧指的不与电插头
或机壳接触的部分可被镀有比金导电性低的材料。在此方面,附加地或替换地,双板弹簧指
的不与电插头或机壳接触的部分可被镀有镍。在此方面,附加地或替换地,第一弹簧指可以
是形成为U形的外弹簧指,第二弹簧指可以是形成在外弹簧指内部的嵌套弹簧指,且嵌套弹
簧指可以相对于外弹簧指以相反的取向被布置在外弹簧指内部,使得嵌套弹簧指的底座可
以位于外弹簧指的尖端内部。在此方面,附加地或替换地,端口侧电触点可包括电磁干扰触
点指和兼容通用串行总线规范的至少一个电触点。在此方面,附加地或替换地,连接器可被
布置在计算设备中的印刷电路板或柔性电路板上。
端口连接器传输到处理器的数据总线。通信端口连接器可包括限定可被配置成容纳电插头
的空隙的壳体;位于壳体内并可被配置成与电插头内的插头侧电触点进行电连接的端口侧
电触点;以及被形成在壳体的一侧内的一个或多个双板弹簧指。每个双板弹簧指可至少包
括第一弹簧指和耦合到第一弹簧指的第二弹簧指。第一弹簧指可被配置成朝向空隙弯曲以
接触电插头,而第二弹簧指可被配置成远离空隙弯曲以接触计算设备的机壳,从而在电插
头被插入通信端口连接器中时将电插头电接地到机壳。在此方面,附加地或替换地,天线可
以是被布置在计算设备内部的WI-FI或蓝牙天线,且天线的位置可以位于距离通信端口连
接器5mm到80mm的范围内。在此方面,附加地或替换地,机壳可以是用作计算设备中的主要
接地平面的导体。在此方面,附加地或替换地,第一弹簧指可被配置成接触电插头的外侧上
的接地导体。在此方面,附加地或替换地,双板弹簧指的与电插头和/或机壳接触的部分可
被镀有金,而双板弹簧指的不与电插头或机壳接触的部分可被镀有镍。在此方面,附加地或
替换地,第一弹簧指可以是形成为U形的外弹簧指,第二弹簧指可以是形成在外弹簧指内部
的嵌套弹簧指,且嵌套弹簧指可以相对于外弹簧指以相反的取向被布置在外弹簧指内部,
使得嵌套弹簧指的底座可以位于外弹簧指的尖端内部。在此方面,附加地或替换地,通信端
口连接器可被布置在计算设备中的印刷电路板或柔性电路板上。
端口连接器传输到处理器的数据总线。天线可以是被布置在计算设备内部的距离通信端口
连接器5mm到80mm的范围内的WI-FI或蓝牙天线。通信端口连接器可包括限定可被配置成容
纳电插头的空隙的壳体;位于壳体内并可被配置成与电插头内的插头侧电触点进行电连接
的端口侧电触点;以及被形成在壳体的一侧内的一个或多个双板弹簧指。每个双板弹簧指
可以是至少包括第一弹簧指和耦合到第一弹簧指的第二弹簧指的导体。第一弹簧指可被配
置成朝向空隙弯曲以接触电插头,而第二弹簧指可被配置成远离空隙弯曲以接触计算设备
的机壳,从而在电插头被插入通信端口连接器中时将电插头电接地到机壳。
意数量的可能配置中的一个或多个。本公开的主题包括各种组件、设备和系统以及本文公
开的其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而
易见的组合和子组合。