本发明专利技术涉及集成光/电转换模块和高速电结点的通用串行总线连接器。OE模块包括光学模块、至少一个激光二极管、至少一个光电二极管、光学收发IC和PCB。光学模块、激光二极管、光电二极管和IC安装在PCB的表面上。OE模块固定在USB连接器内。PCB包括导电迹线和电接触垫。导电迹线将IC与接触垫电连接。接触垫经由形成在PCB中的通孔电连接到高速电结点，其又电连接到计算机的主板的导电迹线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通用串行总线(USB)连接器，更具体地，涉及其中集成有光学至电学/ 电学至光学转换模块(0E模块)以及相关的高速电结点的USB连接器。
技术介绍
USB是能使电子装置彼此连接和通信所需要的对电连接和数据传输操作进行规定的外部总线标准。USB是通常替代RS232串行接口和平行接口以用于将外围装置(例如鼠标、键盘、打印机等)连接到计算机(例如台式机和笔记本电脑)的串行接口。当今市场上的大部分台式机和笔记本电脑配置有多个USB连接器，每个设计为与相应的USB芯棒匹配。 典型的USB连接器配置有设计为连接到USB连接器外部的电接触的电接触，用于执行数据传输和供电功能。USB连接器的一些电接触用于将USB芯棒的电接触连接到USB连接器的电路，而USB连接器的一些电接触用于将USB连接器的电路连接到形成在计算机主板上的导电迹线。主板上的导电迹线引导USB连接器的电路和安装在主板上的电路(例如连接到计算机的主处理器的USB控制器)之间的电信号。近年来，由于计算机及其外设间不断增大的数据交流量，USB连接器被配置为支持不断增加的速度，例如从USBl标准提供的10兆每秒(Mbps)的速度分别提高到USB2和USB3 标准提供的480Mbps和5千兆每秒((ibps)的速度。仍有对以甚至更高速度操作的计算机至外设通信的要求。例如，大多数高分辨率、实时视频将需要10(ibpS以上的数据速率。以 IOGbps以上的速度，用于USB装置的传统的铜线连接器将变得难以实现并具有受限的可达性。因此，使用与早期的USB连接器具有向后兼容性的光学连接器变得非常必要。在计算机中采用的任何USB中，数据流通由安装在计算机主板上的USB控制器IC 管理。控制器IC经由主板上的迹线一侧与计算机的主处理器电连接，另一侧与使信号达到适当传输的条件的物理层装置电连接。物理层装置然后经由主板上的迹线连接到USB控制器。在传统的USB连接器中，基于铜线的线缆被插USB连接器以使电信号能在计算机及其外设间引导。为了将光学连接器引入USB连接器，执行光学至电学转换和电学至光学转换功能的电学至光学/光学至电学转换模块(0E模块)取代上述物理层的位置。大体上，两种布置被用于实现光学连接。在两种布置中的一种中，OE模块通过焊接在主板上的电插座或通过将OE模块电接触直接焊接到主板上的接触垫而安装在主板上。光纤跨接线缆用于在OE模块和光连接器之间提供光连接，该光连接器被插入安装在计算机主板上的USB连接器插座外壳中。外部USB线缆被修改为包含终止在光连接器中的两个光纤，该光连接器被插入使USB线缆终止的USB芯棒内。光学跨接线缆在其第一端具有第一连接器，与USB连接器配合，并且在第二端具有第二连接器，与作为OE模块的一体部件的光连接器配合。跨接线缆典型地对于每个USB 连接器包括一个发射光纤和一个接收光纤。类似地，OE模块典型地对于每个USB连接器包括一个激光二极管以发射光信号以及一个光电二极管以接收光信号。然而，如果需要用于多个USB连接的支持，OE模块可以包含多个激光二极管和相等数目的多个光电二极管并且连接到具有相应的跨接线缆数的跨接线缆。OE模块的电接触经由主板上的导电迹线电连接到控制器装置(例如，USB控制器IC)。控制器装置经由主板上的迹线电连接到计算机的主处理器。OE模块包括电驱动电路，从路由器接收主板的迹线上所带的电信号并将其转换为用于驱动OE模块的激光二极管的电驱动信号。由激光二极管产生的相应的光信号然后通过OE模块的光学系统光学地结合到固定到跨接线缆的第二连接器的发射线缆的末端中。 当在跨接线缆的接收线缆上在OE模块中接收光信号时，OE模块的光学系统将接收的光信号光学地结合到OE模块的光电二极管上。光电二极管产生相应的电信号，在主板的迹线上被从OE模块引导到控制器装置。控制器装置然后在主板的迹线上将电信号引导到主处理器或计算机的另一个处理器。在两种布置的另一种中，配置有集成的被动光学连接器的OE模块包含在USB连接器中。该被动光学连接器将光信号来回直接地结合到位于USB芯棒内的被动光学连接器， USB芯棒连接到上述外部光学USB线缆的端部。因此，该布置中没有使用跨接线缆。挠性电路一端连接到OE模块并且另一端连接到安装在计算机主板上的电连接器。该电连接器通过主板连接到挠性电路。电信号在主板的迹线上从主处理器来到控制器装置并从控制器装置到达挠性电路和主板的接口。电信号然后在挠性电路的迹线上来到包含在USB连接器中的OE模块。在OE模块中，电信号用于驱动激光二极管以产生光信号。由OE模块的激光二极管产生的光信号经由OE模块的光学系统和集成的被动光学连接器在包含于改变的光学USB 线缆内的发射线缆端处光学地结合到包含在USB芯棒内的被动光学连接器中。在发射线缆的另一端，光信号被接收在包含于USB芯棒内的被动光学连接器中，其又将光学信号结合到包含在USB插座外壳内的OE模块的被动光学连接器；OE模块内的光电二极管在另一端经由光学系统接收光信号，并且OE模块的接收器电路产生相应的电信号。电信号然后在挠性电路的迹线上通过挠性电路和主板之间的电接口来到主板的迹线上。电信号然后在主板的迹线上来到控制器装置并随后从控制器装置来到主处理器。以上描述的光学连接器的两种布置的主要缺点来自需要许多接口来在安装在主板上的控制器装置和USB连接器之间传递信号。在使用光纤跨接线缆的布置中，反射损失， 一般也称为菲涅尔损失(Fresnel losses)，以及由光学元件的偏心带来的其它的光学损失可能出现在每个光学接口处。为了使整体USB连接器成本下降，发射和接收线缆的端部一般分裂而未被抛光，带来在光信号来回结合到线缆的端部的位置处发生不可预计的损失。 并且，在一些情况下，折射率匹配的环氧树脂用于将线缆端部连接到光学元件，例如光学系统的透镜。环氧树脂中光纤的末端会产生气泡，可能导致在每个接口处光信号遇到气泡的一部分而发生损失(即，当信号遇到气泡的外表面以及再次当信号遇到气泡的内表面)。因此，使用光纤跨接线缆带来发生光学损失的许多机会，使信号质量劣化。尽管光学连接器的另一种布置基本上消除了外部光学跨接线缆，但是需要用于挠性电路与主板接口的额外的电连接。该额外的电连接带来信号损失和发生连接问题的可能，使电信号质量劣化。此外， 电连接器相关的成本增加了 USB连接器的整体相关成本。并且，涉及挠性电路的制造过程一般经受低产出的困扰，可能比使用硬印刷电路板(PCB)产生更大的不定性。因此，需要USB连接器具有用于处理光信号的光学能力并且不需要使用光学跨接线缆或挠性电路，从而消除上述与那些光学USB布置相关的问题。
技术实现思路
本专利技术涉及其中集成有OE模块和高速电连接的USB连接器。USB连接器包括外壳，位于所述外壳内的USB电路，固定在所述外壳内的OE模块，在所述外壳内并连接OE模块的高速电接触以及高速电连接，所述高速电连接的第一端连接到所述高速电接触，并且所述高速电连接的第二端布置为与计算机的主板的导电迹线连接。OE模块包括PCB，安装在所述PCB的表面上的至少第一集成电路(IC)，安装在所述PCB的表面上的至少第一激光二极管，安装在所述PCB的表面上的至少第一光电二极本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种通用串行总线（ＵＳＢ）连接器，包括：外壳，其具有顶部、底部、前部和后部；ＵＳＢ电路，其包含在所述外壳内；以及光学至电学／电学至光学转换模块（ＯＥ模块），其固定在所述外壳内，所述ＯＥ模块包括：印刷电路板（ＰＣＢ），其中形成有多个导电的迹线并且其表面上至少设置有第一组电接触垫，其中，所述第一组电接触垫的至少一些连接到所述ＰＣＢ中形成的所述导电的迹线的至少一些；至少第一集成电路（ＩＣ），其安装在所述ＰＣＢ的表面上，所述第一ＩＣ具有与所述ＰＣＢ的所述导电的迹线的一个或多个电连接的电导线；至少第一激光二极管，其安装在所述ＰＣＢ的表面上并且与所述第一ＩＣ电连接；至少第一光电二极管，其安装在所述ＰＣＢ的表面上并且与所述第一ＩＣ电连接；以及光学模块，其安装在所述ＰＣＢ的表面上，所述光学模块中形成有分别用于接收第一和第二光纤的端部的第一和第二插座，所述光学模块包括配置为在所述第一插座和所述第一激光二极管之间以及在所述第二插座和所述第一光电二极管之间耦合光线的光学元件；高速电接触，其设置在所述外壳内，所述高速电接触电连接到所述第一组电接触垫；以及高速电连接，其至少部分包含在所述外壳内，其中，所述高速电连接的第一端电连接到所述高速电接触，并且所述高速电连接的第二端布置在所述外壳外以允许所述第二端与计算机的主板的一个或多个导电迹线电连接。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：达·K·王，钟伊·苏，杰西·秦，
申请(专利权)人：安华高科技光纤IP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG
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