專利名稱：用于減少插頭/插孔連接內(nèi)產(chǎn)生共模信號的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及電連接器，且更具體地涉及具有串?dāng)_補(bǔ)償?shù)哪K化通信插孔設(shè) 計，該串?dāng)_補(bǔ)償抑制插孔和/或插頭內(nèi)導(dǎo)體之間存在的串?dāng)_。
背景技術(shù)：
在電通信系統(tǒng)中，有時有利的是在一對導(dǎo)線而不是單根導(dǎo)線上以差分信號的形式 傳輸信息(視頻、音頻、數(shù)據(jù))，其中所傳輸?shù)男盘柊▽?dǎo)線之間的電壓差而與所呈現(xiàn)的絕 對電壓無關(guān)。導(dǎo)線對中的每根導(dǎo)線能夠拾取來自外部源(例如相鄰的數(shù)據(jù)線)的電噪聲。 使用差分信號是有利的，這是由于差分信號不易于受到這些外部源的影響。使用差分信號時，已知需要避免產(chǎn)生共模信號。共模信號與傳輸線的平衡有關(guān)。平 衡是導(dǎo)線對中在導(dǎo)線的各個導(dǎo)體與接地之間的阻抗對稱性的度量。當(dāng)一導(dǎo)體的對地阻抗與 另一導(dǎo)體的對地阻抗不同時，差模信號不合要求地轉(zhuǎn)化成共模信號。關(guān)于差分信號的另一問題是由相鄰差分導(dǎo)線對引起的電噪聲，其中每對導(dǎo)線中的 各個導(dǎo)體以不同方式耦合(電感耦合或電容耦合)，這會對相鄰導(dǎo)線對增加噪聲。這稱為串 擾。串?dāng)_可發(fā)生在傳輸線的近端(NEXT)和遠(yuǎn)端(FEXT)。串?dāng)_還會內(nèi)部地發(fā)生在通道內(nèi)的 差分導(dǎo)線對之間(稱為內(nèi)部NEXT和內(nèi)部FEXT)，或可耦合到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)的差分導(dǎo)線對(稱 為外部NEXT和外部FEXT)。一般來說，只要對導(dǎo)線對內(nèi)的每根導(dǎo)線增加相同的噪聲信號，則 導(dǎo)線之間的電壓差將保持大約相同，并使串?dāng)_最小。在通信行業(yè)中，隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的穩(wěn)步提高，由于插孔和/或插頭內(nèi)緊密間隔 的平行導(dǎo)體之間不合要求的電容和電感耦合造成的串?dāng)_越來越成問題。已經(jīng)設(shè)計了具有改 進(jìn)的串?dāng)_性能的模塊化連接器，以滿足日益提高的苛刻標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)前的連接器引入了預(yù) 定量的串?dāng)_補(bǔ)償，以消除不合意的NEXT。使用兩級或多級補(bǔ)償來解決來自因補(bǔ)償區(qū)域與插 頭/插孔接口之間的距離產(chǎn)生的傳播延遲的相移，這又使系統(tǒng)帶寬增加。此外，在外部串?dāng)_ 領(lǐng)域尤其需要新的標(biāo)準(zhǔn)。已知共模信號比差分信號輻射更大，且因此是外部串?dāng)_的主要來 源。因此，需要使任何種類的共模信號最小，且這使得需要新的連接器設(shè)計。當(dāng)前的傳輸速率，包括需要超過250MHz帶寬的傳輸速率，已經(jīng)超過了用于內(nèi)部 NEXT和外部NEXT的現(xiàn)有技術(shù)的能力。因此，需要改進(jìn)的補(bǔ)償技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在以下揭示的各實(shí)施例中，描述一種通信連接器，其包括插頭和將插頭插入其中 的插孔。插頭端接有一長度的雙絞線通信電纜。該插孔包括分線器，該分線器布置成支承 用于連接到雙絞線通信電纜內(nèi)的導(dǎo)線的接口觸點(diǎn)、連接到接口觸點(diǎn)的剛性電路板、以及與 插頭接口觸點(diǎn)接觸的柔性電路板。
插頭的結(jié)構(gòu)形成然后由插孔補(bǔ)償?shù)拇當(dāng)_。此外，插頭的不平衡結(jié)構(gòu)可形成可能損 害外部串?dāng)_性能的共模信號。可通過柔性電路板和剛性電路板增加串?dāng)_來補(bǔ)償來自插頭的 串?dāng)_。該串?dāng)_可增加成使得該串?dāng)_允許內(nèi)部NEXT和FEXT在超過500MHz的頻率上通過，同 時使共模信號的形成最少，這最終改進(jìn)外部串?dāng)_性能。通過閱讀下面的具體實(shí)施方式
并適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D，這些和其它方面對于熟悉本領(lǐng) 域的技術(shù)人員來說將變得顯而易見。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本文所提到的實(shí)施例并不表示限制所 要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。


圖1示出用于在電纜上以電信號形式傳輸信息(視頻、音頻、數(shù)據(jù))的傳輸通道的 實(shí)例。圖2示出示例概念電纜，其包括以在插頭中布置導(dǎo)線的方式示出的導(dǎo)線1-8。圖3是包括插頭和可將插頭插入其中的插孔的示例通信連接器的分解立體圖。圖4示出包括接口觸點(diǎn)和IDC的分線器和PCB剛性電路板構(gòu)造的實(shí)例的側(cè)視圖。圖5示出示例插頭的一部分與插孔的接口觸點(diǎn)接觸。圖6示出具有與PCB剛性電路板上導(dǎo)線編號引腳對應(yīng)地編號的IDC的插孔的實(shí)例 的后視圖。圖7A示出沿導(dǎo)線對12和36傳輸?shù)母拍畈罘中盘柕膶?shí)例。圖7B示出沿導(dǎo)線對36和78傳輸?shù)母拍畈罘中盘柕膶?shí)例。圖8示出從插頭/插孔連接產(chǎn)生的共模怎樣形成通道內(nèi)看到的外部串?dāng)_。圖9示出示例插片布置，該布置具有根據(jù)端接到插片的導(dǎo)線的編號來編號的插 片。圖10示出示例示意圖，示出插頭/插孔的導(dǎo)線對36、12和78之間的電容，該插頭 /插孔設(shè)計成優(yōu)化內(nèi)部NEXT、FEXT，并降低對導(dǎo)線對組合36-12和36-78的共模形成。圖11示出示例示意圖，示出在導(dǎo)線對組合45-36之間增加的電容。圖12示出插孔的柔性電路板的示例布置，其設(shè)計成優(yōu)化內(nèi)部NEXT并降低導(dǎo)線對 12和48上的共模產(chǎn)生。圖13示出圖3中剛性電路板的放大示例布置圖。圖14示出剛性電路板的示例布置，示出頂層、第一內(nèi)層、第二內(nèi)層和底層。圖15A-F示出剛性電路板的不同層的示例圖。圖16A-B示出進(jìn)行的示例標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗室測試，從而說明本申請的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本申請描述一種通信連接器，其包括插頭和將插頭插入其中的插孔。該插孔包括 通過增加導(dǎo)線對的導(dǎo)線之間的電容和互感來補(bǔ)償插頭的導(dǎo)線對之間串?dāng)_的電路?，F(xiàn)參照附圖，圖1示出用于在導(dǎo)線上以電信號形式傳輸信息(視頻、音頻、數(shù)據(jù)) 的傳輸通道100。示出該系統(tǒng)包括開關(guān)102，在該開關(guān)102處，接插線104連接到接插板110 處的插頭106/插孔108連接。在接插板110處，信息可通過接插線112路由到例如第二接 插板118處的另一插頭114/插孔116連接。從這里，信息可通過導(dǎo)線120路由較長距離，例如85m，到達(dá)例如存在于接插板內(nèi)的插頭122/插孔124連接。信息從該接插板經(jīng)過接插 線126路由到插頭128/插孔130連接。圖1中的插頭/插孔連接可以是注冊插孔(RJ)標(biāo) 準(zhǔn)化物理接口，用于連接電信設(shè)備或計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。例如，插頭/插孔連接可以是模塊化 或穿孔連接器類型的RJ45連接。圖1所示的連接可以是與6A類電纜兼容，通常稱為Cat6A，這是用于10吉比特以 太網(wǎng)和其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的電纜標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)與6類、5/5e類和3類電纜標(biāo)準(zhǔn)后向兼容。6A類 的特征是對串?dāng)_和系統(tǒng)噪聲有更嚴(yán)格的規(guī)范，這對于UTP方案尤其難以通過。該電纜標(biāo)準(zhǔn) 提供高達(dá)500MHz的性能，并適于10BASE-T/100BASE-TX、1000BASE-T (吉比特以太網(wǎng))、以及 IOGBASE-TdO-吉比特以太網(wǎng))。因此，圖1所示的電纜可各包括如在標(biāo)準(zhǔn)RJ45插頭內(nèi)布置的四對雙絞銅線對。圖 2示出電纜200，電纜200包括導(dǎo)線1-8。在圖2所示的構(gòu)造中，導(dǎo)線1和2是雙絞線，導(dǎo)線 4和5是雙絞線，導(dǎo)線3和6是雙絞線，且導(dǎo)線7和8是雙絞線。因此，在4-5雙絞線與3_6 雙絞線之間有交疊，這顯著增加對雙絞線組合45-36的串?dāng)_。導(dǎo)線1-8端接于插頭202，導(dǎo) 線在該點(diǎn)解開扭絞。電纜200包括雙絞線，用于使來自外部源的電磁干擾(EMI)、來自未受屏蔽的雙絞 線(UTP)電纜的電磁輻射、以及相鄰雙絞線之間的串?dāng)_最小。圖3是通信連接器300的分解立體圖，該通信連接器300包括插頭302和可將插 頭302插入其中的插孔304。插頭302端接有一段長度的雙絞線通信電纜(未示出)，而插 孔304可連接到另一雙絞線通信電纜(圖3中未示出)。如從左向右所示，插孔304包括主殼體306、以及布置成支承八個插頭接口觸點(diǎn) 312的底部前分線器308和頂部前分線器310。插頭接口觸點(diǎn)312通過PCB (印刷電路板)314 上的通孔從前部與PCB314配合。如圖所示，IDC(絕緣移位聯(lián)接)支承件315使八個IDC 316能夠通過PCB314上另外的通孔從后部與PCB314配合。具有用于IDC 316的通路的后 殼體318用于提供與雙絞線通信電纜的接口。圖4示出分線器310和PCB剛性電路板314構(gòu)造的側(cè)視圖，該構(gòu)造包括插頭接口 觸點(diǎn)312和IDC316。圖4示出分線器310還包括柔性電路板320，該柔性電路板320與接 口觸點(diǎn)312接觸并包含補(bǔ)償串?dāng)_的電路。柔性電路板320可以是包括電容和電感以補(bǔ)償串 擾的柔性PCB。圖5示出插頭302的一部分與接口觸點(diǎn)312接觸。圖6示出具有多個IDC 的插孔的后視圖(PCB剛性電路板314被隱藏而看不到)，IDC的編號對應(yīng)于PCB剛性電路 板314上的導(dǎo)線編號引腳。在圖1的傳輸系統(tǒng)100內(nèi)，可使用差分信令在導(dǎo)線上發(fā)送數(shù)據(jù)，差分信令是通過在 兩根分開導(dǎo)線上發(fā)送兩個互補(bǔ)信號來電傳輸信息的方法。使用圖2所示的電纜，在導(dǎo)線對 上發(fā)送兩個互補(bǔ)信號，例如在1至2導(dǎo)線對上(“12對”)。在導(dǎo)線連接的端部處，接收裝置 讀取兩互補(bǔ)信號之間的差。因此，由于兩導(dǎo)線具有類似量的電磁干擾，所以同等地影響兩導(dǎo) 線的任何噪聲將被消除。差模傳輸?shù)妮椛湫∮诠材鬏?。在典型的傳輸系統(tǒng)中，電纜更易于受到來自于其它電纜的共模串?dāng)_而不是差模串 擾的影響。共模信號是呈同相且在雙導(dǎo)線電纜的兩根線上相對于局部公共點(diǎn)或接地具有相 同幅值的信號。這種信號可例如由于等同地耦合到兩導(dǎo)線的輻射信號、驅(qū)動電路的偏差、傳 輸和接收部位之間的接地差分、或兩差分對之間的不平衡耦合而產(chǎn)生。
使用本文討論的電纜的構(gòu)造，從一電纜內(nèi)導(dǎo)線對到另一電纜內(nèi)導(dǎo)線對的外部串?dāng)_ (例如來自相鄰?fù)ǖ赖男盘栺詈?會使系統(tǒng)不符合CAT6A(EIA/TIA-568或ISO)的要求。相 鄰?fù)ǖ烙锌赡芫哂酗@著的共模外部耦合，這會發(fā)生在位于插孔之間前端上的UTP電纜上。 共模信號可通過插頭-插孔組合形成。當(dāng)前對插頭或插孔的CAT 6A部件要求可能不足以 降低在插頭/插孔連接中可產(chǎn)生的共模信號。因此，符合CAT 6A標(biāo)準(zhǔn)的插頭/插孔仍會形 成將不符合外部串?dāng)_要求的通道或永久鏈路。標(biāo)準(zhǔn)RJ45插頭增加對信號的串?dāng)_，這需要由插孔補(bǔ)償。在導(dǎo)線對36-12和36_78 上，主要是由插頭因?qū)Ь€2與導(dǎo)線3耦合、且導(dǎo)線6與導(dǎo)線7耦合而增加串?dāng)_信號。這是因 為插頭的布置使導(dǎo)線3靠著導(dǎo)線2，且導(dǎo)線6靠著導(dǎo)線7 (例如見圖2)。圖7A示出沿導(dǎo)線對12和36傳輸?shù)母拍畈罘中盘?。如圖所示，使用差分信令，沿 導(dǎo)線1發(fā)送的信號與沿信號2發(fā)送的信號異相180度。這種情況同樣發(fā)生在跨導(dǎo)線3和6 傳輸?shù)男盘柹稀Ｓ捎陔娎|內(nèi)導(dǎo)線的布置，插頭在具有同相信號的每對導(dǎo)線(例如導(dǎo)線1和 3，以及導(dǎo)線2和6)之間、以及在具有反相信號的每對導(dǎo)線(例如導(dǎo)線1和6，以及導(dǎo)線2和 3)之間引起串?dāng)_。為了補(bǔ)償由插頭引起的串?dāng)_，增加補(bǔ)償，該補(bǔ)償具有與由插頭引起的串?dāng)_ 相反的極性，從而由插頭在具有同相信號的每對導(dǎo)線之間引起的串?dāng)_與由插頭在具有異相 信號的每對導(dǎo)線之間引起的串?dāng)_抵消。因此，要求形成這樣的情況對于導(dǎo)線對36-12，其 中插頭和插孔都具有X13+X26-X23-X16 ≈ 0(方程 1)其中X13是在導(dǎo)線1與3之間增加的補(bǔ)償串?dāng)_，X26是在導(dǎo)線2與6之間增加的補(bǔ) 償串?dāng)_，X23是由插頭在導(dǎo)線2與3之間產(chǎn)生的串?dāng)_，且X16是在導(dǎo)線1與6之間的串?dāng)_。此外，對導(dǎo)線對36-78是同樣的情況，如圖7B所示，且因此要求形成這樣的情況 插頭和插孔都具有X68+X37-X67-X38 ≈0(方程 2)其中X68是在導(dǎo)線6與8之間增加的補(bǔ)償串?dāng)_，X37是在導(dǎo)線3與7之間增加的補(bǔ) 償串?dāng)_，X67是在導(dǎo)線6與7之間的串?dāng)_，且&8是在導(dǎo)線3與8之間的串?dāng)_。注意，X可指 電容和/或電感串?dāng)_。每個等式寫成約等于零的原因是，盡管希望精確等于零，但由于測試 設(shè)備的動態(tài)范圍、組裝過程中的不理想以及使用不同類型的插頭，所以大部分時間在IOMHz 以下的頻率實(shí)際值在_75dB以下的幅值附近。在CAT6和CAT6A規(guī)范中，另外的串?dāng)_通常是相對于第一級補(bǔ)償電容器(X13、X26以 及X68, X37)有時間延遲的。串?dāng)_與插頭(x23、X16和x67、X38)具有相同的極性。第二串?dāng)_通 常致使增大系統(tǒng)帶寬的空值的增加。對此仍然可以使用方程1和2。對于關(guān)于時間延遲信 號補(bǔ)償?shù)母嘈畔ⅲx者可參考美國專利第5，997，358號，其內(nèi)容全部以參見的方式納入 本文，正如在本文中完整闡述一樣。另外的串?dāng)_源是外部串?dāng)_(例如來自相鄰?fù)ǖ赖男盘栺詈?。插頭/插孔接口是 最終引起外部串?dāng)_的信號源。例如，插片相對于導(dǎo)線對36-12和36-78的布置的不平衡產(chǎn) 生共模信號。導(dǎo)線3和2相互靠近，且導(dǎo)線6和7相互靠近，且因此導(dǎo)線對36上的差分信 號在導(dǎo)線對12和78上產(chǎn)生強(qiáng)共模信號。導(dǎo)線對12和78上的共模信號在相鄰?fù)ǖ郎系南?鄰電纜之間耦合。相鄰?fù)ǖ郎蠈?dǎo)線對12和78上的這些共模信號隨后轉(zhuǎn)換回導(dǎo)線對36上 作為外部串?dāng)_的差分信號。
為了符合電信行業(yè)協(xié)會(TIA)/電子工業(yè)聯(lián)盟(EIA) CAT6A規(guī)范和ISO標(biāo)準(zhǔn)，插 頭應(yīng)當(dāng)對每對組合具有在特定范圍內(nèi)的解嵌入串?dāng)_值。例如，對于導(dǎo)線對組合12-36和 36-78，該值為 46. 5-201og (f/100) dB 彡 TotalXtalk 彡 49. 5_201og (f/100) dB (方程 3)其中TotalXtalk是對于導(dǎo)線對組合12-36和36_78的以dB為單位的解嵌入串?dāng)_， 且f是以MHz為單位的頻率。形成定義為方程3中TotalXtalk的解嵌入值的對導(dǎo)線對12-36和36_78的總串 擾可以看作以上方程1-2中的串?dāng)_。由于用于2和3的插片緊靠彼此且用于6和7的插片 緊靠彼此的插頭布置，X23 >> X16(方程 4)以及X67 >> X38(方程 5)正是在X12_36和X36_78上的不平衡產(chǎn)生了導(dǎo)線對12和78上的強(qiáng)共模信號。圖8示出插頭/插孔連接處形成的共模信號是怎樣形成外部串?dāng)_的。首先將差分 信號注入通道A(例如第一電纜)。通道A上的插頭/插孔組合將差分信號轉(zhuǎn)換成共模信 號。主要由于插頭上插片的構(gòu)造和/或在插孔內(nèi)進(jìn)行的對插頭的補(bǔ)償方式而發(fā)生該“模式 轉(zhuǎn)換”(例如從差分信號轉(zhuǎn)換成共模信號或從共模信號轉(zhuǎn)換成差分信號)。共模信號還作為外部串?dāng)_信號耦合在通道B的接插線上。電纜上共模信號的耦合 并未被CAT6A標(biāo)準(zhǔn)所覆蓋，且因此通常是比差分耦合更強(qiáng)的程度。在通道B上，插頭-插孔 組合將共模信號轉(zhuǎn)換回在通道B上引起外部串?dāng)_的差分信號。因此，存在兩個問題由于插頭/插孔連接產(chǎn)生共模信號以及電纜內(nèi)這些信號的 耦合。因此，影響由插頭/插孔模式轉(zhuǎn)換引起的外部串?dāng)_的總量的因素包括從差模到共模 的轉(zhuǎn)換和從共?；氐讲钅５霓D(zhuǎn)換，以及共模信號在相鄰電纜之間的耦合程度。要求降低插 頭/插孔連接中模式轉(zhuǎn)換的量。在一實(shí)施例中，除了符合以上方程1和2的要求之外，還需要符合新的要求來降低 模式轉(zhuǎn)換。因此，插頭/插孔組合內(nèi)增加的串?dāng)_的值(電容值和電感值)通常如下所示C13 C26 "”C16(方程6)
C68 C37 "”C38(方程7)
M13 M26 ^=iM23 ^-M16(方程8)
以及
M68 ^M37 ^二 M67 ^=iM38(方程9)其中C是指總電容耦合，且M是指匹配的插頭/插孔組合的總互感耦合。如果符合 方程6-9，從36差分信號形成12/78共模信號的模式轉(zhuǎn)換總量會最小。由于插孔本身的結(jié) 構(gòu)增加了難以量化的電感和電容分量，很難形成非常符合方程6、7、8和9的插孔。注意，盡 管這些方程顯示了對導(dǎo)線對組合36-12和36-78所需的平衡耦合，但對所有導(dǎo)線對(45-36、 45-12,45-78以及12-78)都需要這些平衡要求。參照圖3-5，在本申請中，可對插孔304的柔性電路板320和PCB剛性電路板314 兩者增加電容串?dāng)_。為了優(yōu)化模式轉(zhuǎn)換，在導(dǎo)線1和3以及導(dǎo)線2和6之間增加電容補(bǔ)償 來補(bǔ)償導(dǎo)線對組合12-36上的插頭串?dāng)_，并可對導(dǎo)線3-7和6-8之間增加補(bǔ)償來補(bǔ)償導(dǎo)線對組合36-78上的插頭串?dāng)_，從而使插頭/插孔符合內(nèi)部NEXT規(guī)范。例如，可在導(dǎo)線1_3 和2-6之間以及導(dǎo)線3-7和6-8之間增加相等的電容來滿足方程6-7。圖9示出插片布置， 該布置具有根據(jù)端接到插片的導(dǎo)線的編號來編號的插片。為了同時調(diào)諧插孔內(nèi)的內(nèi)部NEXT和模式轉(zhuǎn)換，使電容C13、C26, C68,以及C37的電容 量大致相等。同樣，使電容C68和C37的電容量大致相等。增加C16和C38形式的電容，它們 與相對于以上電容有時間延遲的來自插頭的串?dāng)_極性相同。因此，對導(dǎo)線對組合36-12和36-78的模式轉(zhuǎn)換和內(nèi)部NEXT的調(diào)諧的插頭/插孔 補(bǔ)償可以是如圖10所示那樣。如圖所示，該插頭由于其幾何形狀主要設(shè)有等值的電容C23 和c67。該插頭還設(shè)有等值的電容C13和c68。注意，插頭還示出包括等值的電容c37、c38、c26、 和C16 ；但是這些電容是并未實(shí)際增加到插頭的理論值，只是顯示用來說明由于插頭的設(shè)計 可以具有這些電容。插孔的鼻部(例如底部前分線器308、頂部前分線器310和接口觸點(diǎn)312全部)由 于其幾何形狀而設(shè)有電容C13和C68，以及電容C67和C23。電容C26、C37、C16、和C38理論上存在 于該鼻部內(nèi)，并為了完整而示出。柔性電路板增加等值的電容C26和c37。剛性電路板增加 電容C16和C38以及電容C68和C13。電容C67、C37> C26、和C23是為了完整而示出的理論電容。 圖10中所示剛性電路板的右側(cè)，在IDC內(nèi)增加電容c67、c68、c13、和C23。圖10示出每個電容 的示例值，但也可使用其它值。此外，圖10所示的值在約0. IpF內(nèi)滿足方程6和7。圖11示出用于導(dǎo)線對34、35、46和56的導(dǎo)線對電容。使用上述相同的方法，需要 形成這樣的情況X34+X56-X46-X35 ^ 0 (方程 10)其中X34是在導(dǎo)線3與4之間增加的補(bǔ)償串?dāng)_，X56是在導(dǎo)線5與6之間增加的補(bǔ) 償串?dāng)_，X46是在導(dǎo)線4與6之間的串?dāng)_，且X35是在導(dǎo)線3與5之間的串?dāng)_。如圖11所示，插頭具有電容C34、C56, C35、和C46。插孔的鼻部具有增加的電容C34、 C56、C35、和C46來補(bǔ)償由插頭引起的凈串?dāng)_。柔性電路板具有增加的電容C35和C46來補(bǔ)償串 擾。剛性電路板具有增加的電容C34、C56、C35、和C46來補(bǔ)償串?dāng)_。因此，也使相對于導(dǎo)線對 組合45和36的模式轉(zhuǎn)換最小。圖12示出柔性電路板320的示例布置，具有用于編號為1_8的導(dǎo)線的觸點(diǎn)。柔性 電路板320可以是雙層電路板，在這兩層之間有1密耳芯件。示出柔性電路板320包括電容 C26、C35、C46和C37。這些電容在物理上是兩層金屬，且C26和C37的頂層的尺寸可為28X 33密 耳，且C26和C37的底層的尺寸可為28X43密耳。此外，C35和C46的頂層的尺寸可為30X44 密耳，且C35和C46底層的尺寸可為40 X 54密耳。不同尺寸的電容用于防止制造工藝造成的 層與層之間的變化影響柔性電路板的總電容值。在本申請中，柔性電路板僅增加導(dǎo)線26、37、35和46之間的補(bǔ)償電容串?dāng)_，該串?dāng)_ 與插頭區(qū)域內(nèi)增加的串?dāng)_極性相反。柔性電路板不增加任何故意的電感串?dāng)_。通過在柔性 電路板上放置與柔性電路板上插頭內(nèi)的耦合有相反極性的電容，這些電容靠近插頭放置， 從而具有更好的內(nèi)部NEXT性能。圖12中所示的柔性電路板設(shè)計試圖使從導(dǎo)線觸點(diǎn)322和324到電容C35的距離最 小，并使從導(dǎo)線觸點(diǎn)326和328到電容C46的距離最小，從而通過時間延遲模型得到更好的 內(nèi)部NEXT性能。該柔性電路板還通過省略柔性電路板上導(dǎo)線對13和68之間的電容來幫助平衡36-12和36-78導(dǎo)線對而改進(jìn)在通道內(nèi)測得的外部串?dāng)_。圖13示出圖3中剛性電路板314的放大圖，且圖14示出剛性電路板的示例布置。 如圖13所示，剛性電路板314包括頂層、第一內(nèi)層、第二內(nèi)層和底層。圖14示出顯示所有 四層上導(dǎo)電跡線的俯視圖。這里示出IDC觸點(diǎn)(如圖6中所示)標(biāo)以附圖標(biāo)記322-336。 每個IDC觸點(diǎn)322-336從接口觸點(diǎn)312連接到剛性電路板314上相應(yīng)導(dǎo)線的引腳(編號為 1-8)。因此，示出IDC觸點(diǎn)編號為1-8，與導(dǎo)線1、2、4和5對應(yīng)的號碼在剛性電路板的一端， 號碼3、6、7和8在剛性電路板的另一端。示出接口觸點(diǎn)的引腳在剛性電路板的中部。圖14 中還示出顯著的電容C38和C16。圖15A-F示出剛性電路板314的不同導(dǎo)電跡線層。例如，圖15A示出剛性電路板 314的頂層。如圖所示，頂層包括將導(dǎo)線1、2和6的引腳連接到用于相應(yīng)導(dǎo)線的IDC觸點(diǎn)的 跡線。圖15B示出剛性電路板314的底層。如圖所示，底層包括將導(dǎo)線3、4、5、7和8的引 腳連接到用于相應(yīng)導(dǎo)線的IDC觸點(diǎn)的跡線。圖15C示出頂層和底層的示例視圖，以示出引 腳和IDC觸點(diǎn)之間的所有連接。圖15D示出剛性電路板314的第一內(nèi)層的示例視圖，且圖15E示出剛性電路板314 的第二內(nèi)層的示例視圖。第一和第二內(nèi)層包括包含電容C56、C38、C46、C16、C35、和C34的板。例 如，第一內(nèi)層包括用于電容C56、C38、C46、C16、C35、和C34中每個的第一板，且第二內(nèi)層包括用于 電容C56、C38> C46, C16, C35、和C34中每個的第二板，從而它們共同形成所述電容，如圖15F所示ο圖16A-B示出進(jìn)行的示例模擬，從而說明本申請的優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行該模擬來說明 6_繞-1功率和外部NEXT測試。該測試示出由于六個周圍的電纜而在電纜上觀測到的串 擾。在圖16A內(nèi)，使用本文討論的插頭/插孔組合來進(jìn)行模擬，具有的構(gòu)造滿足以上方程1 和2，不滿足以上方程6-9。如圖所示，使用該構(gòu)造(例如，不平衡結(jié)構(gòu))，該系統(tǒng)在約450MHz 下不符合外部串?dāng)_的標(biāo)準(zhǔn)容差。圖16B是用本文討論的具有滿足方程1-2和6-9的構(gòu)造的 上述插頭/插孔組合進(jìn)行的示例模擬(具有圖10所示的示例電容值)。如圖所示，使用該 構(gòu)造(例如，平衡結(jié)構(gòu))，該系統(tǒng)在直至500MHz下符合串?dāng)_的標(biāo)準(zhǔn)容差。使用本文所述的方法，用標(biāo)準(zhǔn)8根導(dǎo)線成雙絞線電纜和RJ45插頭/插孔連接，可 減少電纜之間的外部串?dāng)_和插孔內(nèi)產(chǎn)生的共模信號。為了補(bǔ)償由插頭產(chǎn)生的串?dāng)_，插孔的 凈串?dāng)_的極性與插頭的相反，從而插頭和插孔的串?dāng)_相互抵消(例如以上方程1和2)。此 外，增加的串?dāng)_值(電容和電感值)大致相等，從而可以抵消串?dāng)_。此外，盡管本申請的實(shí)例關(guān)注使用電容來補(bǔ)償串?dāng)_，但也可或替代地也用平衡電 感值來補(bǔ)償串?dāng)_。當(dāng)然，可對上述實(shí)施例進(jìn)行多種更改和改型(包括但不限于尺寸、大小、形狀、定 向等)。重要的是要注意，盡管以上對于插頭/插孔連接的具體構(gòu)造和設(shè)計描述了各實(shí)施 例，但用于消除串?dāng)_的本申請的根本方法和技術(shù)也可應(yīng)用于其它設(shè)計。例如，用于消除串?dāng)_ 的根本方法可用于設(shè)計成用于不采用RJ-45插頭和插孔的其它電信網(wǎng)絡(luò)的其它類型的電 纜和插頭/插孔連接。應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的布置僅用于示例目的。這樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，也 可使用其它布置和其它元件來代替，且可根據(jù)所要求的結(jié)果完全省去某些元件。此外，所描 述的許多元件是能夠以任何適當(dāng)組合和定位實(shí)施為分離部件或分散部件或與其它部件結(jié)合的功能實(shí)體。 前述詳細(xì)說明旨在認(rèn)為是說明性而非限制性的，且旨在應(yīng)當(dāng)理解所附權(quán)利要求包 括限定本發(fā)明范圍的所有等同物。
權(quán)利要求
1.一種通信連接器，包括插頭，所述插頭端接有一段長度的雙絞線通信電纜；以及插孔，所述插頭插入所述插孔內(nèi)，所述插孔支承用于連接到所述雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo) 線的接口觸點(diǎn)，并包括使所述雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_ 最小的電路，并包括使匹配的插頭/插孔組合內(nèi)差模向共模和共模向差模的信號轉(zhuǎn)換最少 的電路。
2.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述插孔包括布置成支承用于連接 到所述雙絞線通信電纜內(nèi)所述導(dǎo)線的所述接口觸點(diǎn)的分線器。
3.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述插孔包括連接到所述接口觸點(diǎn) 的剛性電路板和與所述接口觸點(diǎn)接觸的柔性電路板。
4.如權(quán)利要求3所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路、或所述使匹配的插頭/插孔組合內(nèi)差模向共 模和共模向差模的信號轉(zhuǎn)換最少的電路包括在所述剛性電路板內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路、或所述使匹配的插頭/插孔組合內(nèi)差模向共 模和共模向差模的信號轉(zhuǎn)換最少的電路包括在所述柔性電路板和所述剛性電路板內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述雙絞線通信電纜與6A類電纜兼容。
7.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述雙絞線通信電纜與6類或5E類電纜兼容。
8.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在所述雙絞線通信電纜內(nèi)的導(dǎo)線對之間 的平衡電容和平衡互感耦合。
9.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述雙絞線通信電纜包括編號為1-8 的八根導(dǎo)線，并布置成編號為導(dǎo)線對12、45、36和78的四對雙絞線，從而在雙絞線構(gòu)造中， 編號為1和2的導(dǎo)線扭絞，導(dǎo)線4和5扭絞，導(dǎo)線3和6扭絞且導(dǎo)線7和8扭絞，且在所述 插頭中的端接點(diǎn)，所述導(dǎo)線解扭絞并以從導(dǎo)線1到導(dǎo)線8的次序彼此相鄰定位。
10.如權(quán)利要求9所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在運(yùn)載所述導(dǎo)線對的信號的跡線之間的 電容，從而導(dǎo)線1和3之間以及導(dǎo)線2和6之間的串?dāng)_約等于導(dǎo)線2和3以及導(dǎo)線1和6 之間的串?dāng)_。
11.如權(quán)利要求10所述的通信連接器，其特征在于，在運(yùn)載導(dǎo)線1和3的信號的跡線之 間增加的電容、在運(yùn)載導(dǎo)線2和6的信號的跡線之間增加的電容、在運(yùn)載導(dǎo)線2和3的信號 的跡線之間增加的電容、以及在運(yùn)載導(dǎo)線1和6的信號的跡線之間增加的電容都彼此大致相等。
12.如權(quán)利要求9所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在運(yùn)載導(dǎo)線1和3的信號的跡線之間增加 的互感、在運(yùn)載導(dǎo)線2和6的信號的跡線之間增加的互感、在運(yùn)載導(dǎo)線2和3的信號的跡線 之間增加的互感、以及在運(yùn)載導(dǎo)線1和6的信號的跡線之間增加的互感，所述互感全部彼此大致相等。
13.如權(quán)利要求10所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之 間的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在運(yùn)載所述導(dǎo)線對的信號的跡線之間 的電容，從而導(dǎo)線6和8之間以及導(dǎo)線3和7之間的串?dāng)_約等于導(dǎo)線6和7以及導(dǎo)線3和 8之間的串?dāng)_。
14.如權(quán)利要求10所述的通信連接器，其特征在于，在運(yùn)載導(dǎo)線6和8的信號的跡線之 間增加的電容、在運(yùn)載導(dǎo)線3和7的信號的跡線之間增加的電容、在運(yùn)載導(dǎo)線6和7的信號 的跡線之間增加的電容、以及在運(yùn)載導(dǎo)線3和8的信號的跡線之間增加的電容都彼此大致相等。
15.如權(quán)利要求10所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之 間的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在運(yùn)載導(dǎo)線6和8的信號的跡線之間增 加的互感、在運(yùn)載導(dǎo)線3和7的信號的跡線之間增加的互感、在運(yùn)載導(dǎo)線6和7的信號的跡 線之間增加的互感、以及在運(yùn)載導(dǎo)線3和8的信號的跡線之間增加的互感，所述互感全部彼 此大致相等。
16.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述使雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線之間 的內(nèi)部近端串?dāng)_和內(nèi)部遠(yuǎn)端串?dāng)_最小的電路包括在運(yùn)載導(dǎo)線對的信號的跡線之間的電容， 從而導(dǎo)線3和4以及導(dǎo)線5和6之間的串?dāng)_約等于導(dǎo)線4和6以及導(dǎo)線3和5之間的串?dāng)_。
17.如權(quán)利要求9所述的通信連接器，其特征在于，所述柔性電路板包括在運(yùn)載導(dǎo)線2 和6的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線3和7的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線3和5的信號的 跡線之間、以及在運(yùn)載導(dǎo)線4和6的信號的跡線之間增加的電容。
18.如權(quán)利要求9所述的通信連接器，其特征在于，所述剛性電路板包括在運(yùn)載導(dǎo)線1 和6的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線3和8的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線6和8的信號的 跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線1和3的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線3和4的信號的跡線之間、在 運(yùn)載導(dǎo)線5和6的信號的跡線之間、在運(yùn)載導(dǎo)線3和5的信號的跡線之間、以及在運(yùn)載導(dǎo)線 4和6的信號的跡線之間增加的電容。
19. 一種匹配的插頭/插孔組合，包括用于連接到雙絞線通信電纜內(nèi)導(dǎo)線的觸點(diǎn)，其中 所述雙絞線通信電纜包括編號為1-8的八根導(dǎo)線，并布置成編號為導(dǎo)線對12、45、36和78 的四對雙絞線，從而在雙絞線構(gòu)造中，編號為1和2的導(dǎo)線扭絞，導(dǎo)線4和5扭絞，導(dǎo)線3和 6扭絞且導(dǎo)線7和8扭絞，且在所述插頭中的端接點(diǎn)，所述導(dǎo)線解扭絞并以從導(dǎo)線1到導(dǎo)線 8的次序彼此相鄰定位，以及其中所述匹配的插頭/插孔組合包括導(dǎo)線1和3的觸點(diǎn)之間的 電容(C13)、導(dǎo)線2和6的觸點(diǎn)之間的電容(C26)、導(dǎo)線2和3的觸點(diǎn)之間的電容(C23)、以及 導(dǎo)線1和6的觸點(diǎn)之間的電容(C16)，其中所有所述電容是大致相同的。
20.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，導(dǎo)線2和3的觸點(diǎn)之間 的電容包括在所述插頭內(nèi)。
21.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，導(dǎo)線1和3的觸點(diǎn)之間 和導(dǎo)線2和6的觸點(diǎn)之間的電容包括在所述插孔內(nèi)。
22.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，所述電容以(C23)、 (C13)、(C26)和(C16)的次序包括在導(dǎo)線的觸點(diǎn)之間。
23.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，所述電容以(C23)、(C16)、(C13)和(C26)的次序包括在導(dǎo)線的觸點(diǎn)之間。
24.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，導(dǎo)線6和8的觸點(diǎn)之 間、導(dǎo)線3和7的觸點(diǎn)之間、導(dǎo)線6和7的觸點(diǎn)之間以及導(dǎo)線3和8的觸點(diǎn)之間的電容全部 大致相同。
25.如權(quán)利要求19所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，還包括導(dǎo)線1和3的 觸點(diǎn)之間的互感(M13)、導(dǎo)線2和6的觸點(diǎn)之間的互感(M26)、導(dǎo)線2和3的觸點(diǎn)之間的互感 (M23)以及導(dǎo)線1和6的觸點(diǎn)之間的互感(M16)，其中所有所述互感大致相等。
26.如權(quán)利要求25所述的匹配的插頭/插孔組合，其特征在于，導(dǎo)線6和8的觸點(diǎn)之 間、導(dǎo)線3和7的觸點(diǎn)之間、導(dǎo)線6和7的觸點(diǎn)之間以及導(dǎo)線3和8的觸點(diǎn)之間的所述互感 全部大致相等。
27.如權(quán)利要求25所述的匹配插頭/插孔組合，其特征在于，所述互感包括在導(dǎo)線的觸 點(diǎn)之間，使得M67包括在所述插頭內(nèi)，M68和M37包括在所述插孔內(nèi)，M38相對于M68和M37是有 時間延遲的。
28.如權(quán)利要求25所述的匹配插頭/插孔組合，其特征在于，所述互感包括在導(dǎo)線的觸 點(diǎn)之間，使得M67包括在所述插頭內(nèi)，M38在M68和M37之前包括在所述插孔內(nèi)。
全文摘要
描述一種通信連接器，其包括插頭和將插頭插入其中的插孔。插頭端接有一段長度的雙絞線電纜。該插孔包括分線器，該分線器支承用于連接到電纜內(nèi)的導(dǎo)線的接口觸點(diǎn)、連接到觸點(diǎn)的剛性電路板、以及與插頭接口觸點(diǎn)接觸的柔性電路板。該插孔還包括通過增加分線器、剛性電路板和/或柔性電路板內(nèi)從導(dǎo)線對運(yùn)載信號的跡線之間的電容值來補(bǔ)償電纜的導(dǎo)線對之間串?dāng)_的電路，從而由插頭在具有同相信號的導(dǎo)線對之間產(chǎn)生的串?dāng)_與由插頭在異相信號之間產(chǎn)生的串?dāng)_抵消，且從而每根跡線之間增加的電容值大致相等。進(jìn)行該補(bǔ)償來降低差模至共模信號轉(zhuǎn)換。
文檔編號H01R13/66GK102007651SQ200880122221
公開日2011年4月6日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者F·M·斯特拉卡, M·鮑洛瑞-撒蘭薩 申請人:泛達(dá)公司