使用正交補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一通信連接器，其包括補(bǔ)償電路，用于提供補(bǔ)償信號(hào)以大致地抵消一頻率范圍內(nèi)的違規(guī)信號(hào)，該補(bǔ)償電路包括在該頻率范圍內(nèi)以第一速率增長的第一量級(jí)的電容性耦合以及在該頻率范圍內(nèi)以第二速率增長的第二量級(jí)的互感耦合，所述第二速率大于第一速率(第二速率大約為第一速率的兩倍)。
【專利說明】使用正交補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及網(wǎng)絡(luò)通信，更具體地涉及旨在補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)連接器中所得到的串?dāng)_和/或改善回波損耗的方法、系統(tǒng)和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)通過連接器的阻抗(形成傳輸線的兩導(dǎo)體的阻抗)不時(shí)，連接器系統(tǒng)的回波損耗可能受到不利的影響連接器阻抗可能受到在插座中作用的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)影響，該補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)可能增加回波損耗。
[0003]插頭-插座連接器系統(tǒng)中的串?dāng)_可能本身表現(xiàn)為NEXT(近端串?dāng)_)和FEXT(遠(yuǎn)端串?dāng)_)。圖1A和圖1B示出連接硬件組件和通過硬件組件的通信信號(hào)路徑的示意性橫截面圖。具體地說，圖1A示出連接至插座105的插頭100，這兩者分別具有與之附連的通信電纜110、115。插座105包括帶絕緣位移觸頭(IDC) 125和插頭接口觸頭(PIC) 130的印刷電路板(PCB) 120。經(jīng)過連接硬件的通信信號(hào)在圖1B中示出為虛線135。
[0004]關(guān)聯(lián)于插頭100，在任何兩個(gè)線對(duì)之間存在已知數(shù)量的違規(guī)串?dāng)_(由ANSI/TIA (美國國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)/電信工業(yè)協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)制定)。這種違規(guī)串?dāng)_可通過插座105內(nèi)的補(bǔ)償信號(hào)抵消或減少。為了抵消或減少違規(guī)串?dāng)_，可能需要注入與違規(guī)插頭串?dāng)_相位相差大約180°的補(bǔ)償信號(hào)。由于插頭100的違規(guī)串?dāng)_信號(hào)和被注入到插座105的補(bǔ)償信號(hào)之間的傳播延遲，兩個(gè)信號(hào)在感興趣頻率范圍內(nèi)無法完全彼此抵消。會(huì)殘留有未經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)，這對(duì)于NEXT性能規(guī)范而言對(duì)系統(tǒng)的性能構(gòu)成限制。
[0005]圖2示出其中串?dāng)_140發(fā)生并實(shí)現(xiàn)單個(gè)補(bǔ)償級(jí)145的現(xiàn)有技術(shù)連接硬件系統(tǒng)的一般例子。連接器中(形成違規(guī)串?dāng)_和補(bǔ)償信號(hào)的)耦合起因于電容性和/或互感性耦合。耦合量級(jí)依賴于信號(hào)導(dǎo)體的物理結(jié)構(gòu)和尺寸、材料性質(zhì)以及信號(hào)的量級(jí)。這種耦合也與頻率成比例(大約20dB/十倍程)。圖2的連接硬件中的耦合的等效表示示出于圖3中。90° (違規(guī)串?dāng)_信號(hào)50)和-90° (補(bǔ)償信號(hào)55)耦合參照在源線對(duì)60上行進(jìn)的源信號(hào)而示出。
[0006]源信號(hào)能量從耦合位置A傳播至耦合位置B (傳播時(shí)間=T/2)，耦合至匯線對(duì)65 (形成補(bǔ)償信號(hào))，并隨后在匯線對(duì)上傳播回耦合位置A (具有T/2的另一傳播時(shí)間)，因此具有結(jié)果時(shí)延T。圖4示出在時(shí)軸上違規(guī)串?dāng)_向量A和補(bǔ)償向量B的量級(jí)和極性的集總近似值。
[0007]往返時(shí)延T歸于耦合位置A和耦合位置B之間的距離以及信號(hào)的速度。盡管該時(shí)延是固定的，然而補(bǔ)償信號(hào)(在非常低的頻率下)180°的相位差在較高頻率下增加。每個(gè)耦合的量級(jí)一般也隨頻率而增加(例如20dB/十倍程斜率)。兩信號(hào)A和B的復(fù)向量和形成未經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)，該未經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)導(dǎo)致NEXT信號(hào)。圖5是違規(guī)串?dāng)_向量A、補(bǔ)償向量B以及用于典型連接硬件的結(jié)果信號(hào)(即NEXT向量)的極坐標(biāo)形式的向量圖，在違規(guī)插頭串?dāng)_和補(bǔ)償耦合位置之間具有典型的距離和材料。為了能夠在同一圖上與大耦合信號(hào)同時(shí)地給出小耦合信號(hào)，將耦合的量級(jí)相對(duì)于源信號(hào)以對(duì)數(shù)(dB)標(biāo)度給出。五個(gè)點(diǎn)表示在下列頻率下的向量的量級(jí):1, 10，100，250和500MHzO
[0008]通過選擇具有相反極性(即相位相差大約180° )的相等量級(jí)的向量A、B,向量A、B組合串?dāng)_將接近零或至少相對(duì)可忽略的，僅在低頻下如此。這是因?yàn)樵谶@些低頻率下，A和B向量之間的相位差接近180°。然而，在較高頻率下，相位差增長，由此導(dǎo)致較大的組合NEXT量級(jí)。因此，插頭中的違規(guī)串?dāng)_和補(bǔ)償之間的物理距離可能是重要的。對(duì)于固定信號(hào)速度，插頭耦合串?dāng)_位置(A)越接近補(bǔ)償耦合位置(B)，連接器設(shè)計(jì)將具有更高的可能帶寬(由于較小的相位差)。
[0009]通過使用這種基本單級(jí)方法(使用傳統(tǒng)材料和尺寸)，串?dāng)_可被維持在高達(dá)大約IOOMHz的可接受水平，這導(dǎo)致適應(yīng)NEXT的類5e (ANSI/TIA-568-C.2)需求的連接器。對(duì)于已有單級(jí)補(bǔ)償系統(tǒng)的因變于頻率的典型NEXT信號(hào)(結(jié)果信號(hào))示出于圖6中。
[0010]為了在較高頻率下獲得校好的NEXT性能水平，業(yè)內(nèi)已引入多補(bǔ)償級(jí)方法。這種多補(bǔ)償級(jí)技術(shù)的一個(gè)例子示出于圖7，圖7示出增設(shè)在第一補(bǔ)償級(jí)145之后(相對(duì)于距離或時(shí)間)的一個(gè)附加補(bǔ)償級(jí)150。在這種情形下，第一補(bǔ)償耦合145的量級(jí)需要被調(diào)整以使附加補(bǔ)償級(jí)150偏移。
[0011]圖7的連接硬件中的耦合的一個(gè)等效圖示出于圖8中，并且違規(guī)串?dāng)_向量A、第一級(jí)補(bǔ)償向量B以及附加補(bǔ)償向量C在時(shí)軸上的信號(hào)量級(jí)和極性的集總近似示出于圖9中。這些向量相對(duì)于彼此的量級(jí)和相位示出于圖10的極軸圖上。耦合的量級(jí)相對(duì)于源信號(hào)以對(duì)數(shù)(dB)標(biāo)度表示。五個(gè)點(diǎn)同樣表示在下列頻率下的向量的量級(jí):1，10, 100, 250和500MHz ο
[0012]將向量A的位置作為基準(zhǔn)，隨著頻率增加，向量B的相移將順時(shí)針朝向向量A增長，并且向量C的相移將與向量A相反地更迅速地順時(shí)針增長(由于其位置更遠(yuǎn)離A)。在給定頻率下選擇|b|使其等于Ia+c|，在該給定頻率之下要求|b|〈|a+c|。為了更清楚地展示該事件，圖1i通過二級(jí)補(bǔ)償插座的頻率示出典型組合串?dāng)_表現(xiàn)。該方法很大程度地依賴于在連接器感興趣的整個(gè)頻譜上等于或非常接近耦合的B的相位的A+C的相位。
[0013]在頻率帶寬的下端，|A+C|的量級(jí)大于IbI的量級(jí)。在某一(預(yù)定)頻率下，I a+c I的量級(jí)將等于|b|的量級(jí)(創(chuàng)建如圖1i所示的最小值)。在連接器的頻率帶寬的較高端，|A+C|的量級(jí)將小于量級(jí)|b|，由此導(dǎo)致增加的結(jié)果量級(jí)。該現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)通過減少相位延遲對(duì)第一級(jí)補(bǔ)償向量的影響而提高連接器的頻率帶寬。
[0014]多級(jí)補(bǔ)償?shù)牧硪焕邮境鲇趫D12。補(bǔ)償耦合的順序如下:提供補(bǔ)償耦合的第一補(bǔ)償級(jí)145 ;提供串?dāng)_耦合的第二補(bǔ)償級(jí)150 ;然后是提供補(bǔ)償耦合的第三補(bǔ)償級(jí)155。串?dāng)_耦合(違規(guī)串?dāng)_和補(bǔ)償串?dāng)_)和補(bǔ)償耦合的數(shù)值量級(jí)之和需要彼此接近。連接硬件中的三級(jí)補(bǔ)償耦合的等效圖示出于圖13中，并且出現(xiàn)的向量的量級(jí)和極性的集總近似示出于圖14，沿時(shí)軸給出。具體地說，圖14示出表征來自違規(guī)串?dāng)_耦合的向量A，表征從第一補(bǔ)償級(jí)耦合的向量B、表征從第二補(bǔ)償級(jí)耦合的向量C以及表征從第三補(bǔ)償級(jí)耦合的向量D。
[0015]為使三級(jí)補(bǔ)償技術(shù)工作，應(yīng)當(dāng)使下列條件有效:(i)違規(guī)串?dāng)_耦合A的量級(jí)接近補(bǔ)償耦合D的量級(jí)；(ii)補(bǔ)償串?dāng)_耦合C的量級(jí)接近補(bǔ)償耦合B的量級(jí)；(iii)耦合B、C的組合量級(jí)大于耦合A、D的組合量級(jí)；以及(iv)耦合A和耦合C的數(shù)值和大約等于耦合B和耦合D的數(shù)值和。
[0016]圖15示出對(duì)于三級(jí)補(bǔ)償技術(shù)在極軸中彼此相對(duì)的向量量級(jí)和相位。I禹合的量級(jí)相對(duì)于源信號(hào)以對(duì)數(shù)(dB)標(biāo)度表示。這五個(gè)點(diǎn)代表在1，10, 100, 250和500MHz下的向量位置。該三級(jí)補(bǔ)償技術(shù)在某一頻率范圍內(nèi)的向量之和進(jìn)一步示出于圖16。在一個(gè)頻率下，向量(A+C)和(B+D)的相移將獲得適當(dāng)?shù)南喾礃O性(具有180°相位差)，這將驅(qū)使所有向量之和(即|A| + |B| + |c| + |D|)的量級(jí)下沉。
[0017]前述各種多級(jí)補(bǔ)償方法一般需要具有更多總耦合的附加耦合級(jí)。這可使利用這些補(bǔ)償技術(shù)的連接器對(duì)制造工藝中的公差更為敏感。另外，由于補(bǔ)償向量的高耦合量級(jí)，線對(duì)的阻抗可能受到影響，由此導(dǎo)致與電纜的阻抗失配和低劣的回波損耗。用于網(wǎng)絡(luò)連接器的改善補(bǔ)償技術(shù)是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明一般涉及與改善的網(wǎng)絡(luò)連接器關(guān)聯(lián)的裝置、系統(tǒng)和方法。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一通信連接器，其包括補(bǔ)償電路，用于提供補(bǔ)償信號(hào)以大致地抵消一頻率范圍內(nèi)的違規(guī)信號(hào)，該補(bǔ)償電路包括在該頻率范圍內(nèi)以第一速率增長的第一量級(jí)的電容性耦合以及在該頻率范圍內(nèi)以第二速率增長的第二量級(jí)的互感耦合，所述第二速率大約為第一速率的兩倍。
[0020]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明是一通信連接器，其包括導(dǎo)體的第一差分對(duì)和導(dǎo)體的第二差分對(duì)，其中導(dǎo)體的第一差分對(duì)電容性地且互感地耦合至導(dǎo)體的第二差分對(duì)。
[0021]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明是在一頻率范圍內(nèi)補(bǔ)償通信連接器的違規(guī)信號(hào)的方法，該方法包括步驟:提供電容性耦合；以及大約同時(shí)地將互感耦合與電容性耦合連接，其中互感耦合大約與電容性耦合正交。
[0022]本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)勢(shì)參照下面的附圖、說明以及之后的任何權(quán)利要求將變得更容易理解。
附圖簡(jiǎn)述
[0023]圖1A和圖1B示出與通信插座匹配的通信插頭的一般結(jié)構(gòu)。
[0024]圖2示出已知單級(jí)補(bǔ)償系統(tǒng)的一般例子。
[0025]圖3示出在圖2的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合。
[0026]圖4示出圖2的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的量級(jí)和極性的集總近似。
[0027]圖5示出在圖2的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的極坐標(biāo)表征。
[0028]圖6示出由圖2的系統(tǒng)得到的總NEXT。
[0029]圖7示出已知雙級(jí)補(bǔ)償系統(tǒng)的一般例子。
[0030]圖8不出在圖7的系統(tǒng)中發(fā)生的f禹合。
[0031]圖9示出圖7的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的量級(jí)和極性的集總近似。
[0032]圖10示出在圖7的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的極坐標(biāo)表征。
[0033]圖11示出在一頻率范圍內(nèi)圖7的系統(tǒng)中發(fā)生的多種耦合的量級(jí)。
[0034]圖12示出已知三級(jí)補(bǔ)償系統(tǒng)的一般例子。
[0035]圖13示出在圖12的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合。
[0036]圖14示出圖12的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的量級(jí)和極性的集總近似。
[0037]圖15示出在圖12的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合的極坐標(biāo)表征。
[0038]圖16示出由圖12的系統(tǒng)得到的總NEXT。[0039]圖17不出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的極坐標(biāo)表征。
[0040]圖18示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)中發(fā)生的耦合。
[0041]圖19A示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的補(bǔ)償電路。
[0042]圖19B示出表示在一頻率范圍內(nèi)由本發(fā)明電路的一個(gè)實(shí)施例提供的f禹合的量級(jí)和相位的表格。
[0043]圖20A和20B示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差分電路。
[0044]圖21和22示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差分電路。
[0045]圖23示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的差分電路。
[0046]圖24示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有差分電路的插頭/插座系統(tǒng)。
[0047]圖25示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有差分電路的插頭/插座系統(tǒng)。
[0048]圖26示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)中的耦合的極坐標(biāo)表征。
[0049]圖27示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的補(bǔ)償電路的實(shí)施例。
[0050]圖28示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的補(bǔ)償電路的實(shí)施例。
[0051]圖29A示出與采用某種補(bǔ)償?shù)耐ㄐ挪遄ヅ涞耐ㄐ挪孱^的一般表征。
[0052]圖29B示出已知補(bǔ)償技術(shù)的一個(gè)例子。
[0053]圖29C示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的補(bǔ)償；
[0054]圖30示出圖29C中發(fā)生的補(bǔ)償?shù)母敿?xì)的示圖。
[0055]圖31示出插頭/插座系統(tǒng)中的NEXT和FEXT的一般表征。
[0056]圖32示出本發(fā)明具有附加電感性補(bǔ)償元件的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0057]通過更仔細(xì)觀察圖5所示的圖表，所得的NEXT向量似乎相對(duì)于補(bǔ)償向量B在較高的頻率范圍內(nèi)具有大約+90°的相移。在低頻中，所得的NEXT向量的量級(jí)是無足輕重的。為了使所得的NEXT向量偏移，可添加一附加耦合信號(hào)，該附加耦合信號(hào)相對(duì)于補(bǔ)償向量B具有大約-90°相移。該添加的耦合信號(hào)應(yīng)當(dāng)在較低頻率下具有無足輕重的量級(jí)，而在較高頻率下具有較大的量級(jí)。圖17示出該附加向量民相對(duì)于結(jié)果向量(A+BJ在不同頻率下的量級(jí)和相位。附加的補(bǔ)償向量被表示為B2，并且主要補(bǔ)償向量被表示為
[0058]添加的補(bǔ)償分量形成與第一補(bǔ)償向量B1正交耦合的向量B2 (具有大約-90°相位差)。添加的分量的量級(jí)隨著頻率以更高的速率增加(例如得到比20dB/十倍程更高速率的二次或更高次)，在這種增加足以滿足在較低頻率下具有無足輕重的量級(jí)而在適當(dāng)?shù)妮^高頻率范圍下具有重大量級(jí)的要求。在現(xiàn)實(shí)中，該附加的B2耦合向量在構(gòu)成補(bǔ)償向量B1的位置具有與違規(guī)的源信號(hào)的相位相同的相位。相對(duì)于時(shí)間，或?qū)嶋H上相對(duì)于位置，該附加的補(bǔ)償向量B2處于與第一補(bǔ)償向量B1相同的級(jí)，由此得到執(zhí)行單級(jí)補(bǔ)償?shù)男碌姆绞健Ａ硗?，不再引入具?90°耦合或+90°耦合的附加補(bǔ)償向量，而是使所引入的耦合在該耦合位置相對(duì)于違規(guī)的源信號(hào)具有0°的大致的相移。該新的單級(jí)耦合系統(tǒng)的示意圖示出于圖18中。點(diǎn)B’是其中分量B1和分量B2的集總耦合發(fā)生的點(diǎn)。在連接器內(nèi)包括新的單補(bǔ)償級(jí)的網(wǎng)絡(luò)是由向量B1和B2構(gòu)成的。這些耦合向量彼此正交并因此該網(wǎng)絡(luò)將被稱為正交補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(OCN)。
[0059]下面的討論開始于OCN的概念性實(shí)現(xiàn)(如圖19A所示)，并將該概念性實(shí)現(xiàn)發(fā)展成可實(shí)現(xiàn)的電路圖(如圖25所示)。
[0060]OCN產(chǎn)生兩個(gè)補(bǔ)償信號(hào)；即具有預(yù)定量級(jí)并且相位與違規(guī)的串?dāng)_信號(hào)的相位相差大約180°的第一補(bǔ)償信號(hào)以及具有下列屬性的第二補(bǔ)償信號(hào):
與源信號(hào)同相(大約0°相移)的相位；
在低頻下可忽略的量級(jí)；
較高頻率量級(jí)，使得當(dāng)兩個(gè)補(bǔ)償信號(hào)的量級(jí)被加至違規(guī)的串?dāng)_信號(hào)時(shí)使其在具體有利的頻率處形成零值(最小值)；以及
隨著頻率以比第一補(bǔ)償信號(hào)更高的速率(例如40dB/十倍程)而增加的量級(jí)。
[0061]實(shí)現(xiàn)該第二補(bǔ)償信號(hào)的示例性電路拓?fù)涞囊粋€(gè)實(shí)施例示出于圖19A。傳遞函數(shù)的量級(jí)和相位(即H(j ω) = Vout/Vin, j = V -1, ω = 2 π f, f =頻率)可經(jīng)由電路分析來確定，從而導(dǎo)致了:
H(j ω) = CoMZl/ V [ (ZlZ0 - ω2 (L-M)2 - 2 (L-M) M ω 2+L/C)2+ ( ω L (ZL+Z0) - Z0/(?C))2]，并且相位[H(jco)] =90° - tan-HOC) - ω L (ZL+Z。) ] / [ZLZ。- ω2 (L-M)2-2(L-M)Mco2+L/C])。
[0062]如果我們假設(shè)\ = ZL0ad?Z0并且Ζ_〈〈1/ ( ω C)，則傳遞函數(shù)的量級(jí)和相位也可被簡(jiǎn)化:
H(jco) I = CoMZl/ V [(ZlZ0+L/C)2+(Zo/(?C))2] = ^2WZjl0,并且相位降低至相位[H (j ω) ] = 90。- tan—1 (Z0/ (ω (CZlZ0+L))。
[0063]因此，對(duì)于前面聲稱的條件(即m以及Ζ?Μ(1〈〈1/ ( ω C)以及ω L比Ζ。小)，對(duì)于感興趣的給定頻率，轉(zhuǎn)移函數(shù)的相位范圍接近于O (注意在轉(zhuǎn)移函數(shù)對(duì)相位的簡(jiǎn)化表達(dá)中，反正切函數(shù)的自變量對(duì)于典型連接器分量值是很大的正值)。這暗示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相并且轉(zhuǎn)移函數(shù)量級(jí)以大約40dB/十倍程的速率增加(注意簡(jiǎn)化的傳遞函數(shù)的量級(jí)表達(dá)中的ω2項(xiàng)產(chǎn)生40dB/十倍程速率的增加)。如圖17所示，該附加第二補(bǔ)償向量信號(hào)由向量B2表征。圖19B所示的表格示出在感興趣范圍的若干頻率下得到的向量B2的向量量級(jí)和相位，并利用表示在每個(gè)子表(即(A)，(B), (C)和(D))的頂部的典型分量值構(gòu)建。因此，每個(gè)子表之間的耦合的差異經(jīng)由箭頭表示。例如，電容性耦合從子表(A)至子表(C)地增加。類似地，自感和互感從子表(C)至子表⑶地增加。如可從中看到的那樣，向量量級(jí)以大約40dB/十倍層的速率增加并且相位在低頻下接近零。
[0064]為了對(duì)以太網(wǎng)連接性中使用的差分電路利用圖19A的概念電路，需要對(duì)電路進(jìn)行修正。圖19A中的概念性單端電路可等同地被修正成如下面圖20A所示的不同概念電路。使用電路簡(jiǎn)化法則，該法則導(dǎo)致概念性差分電路，該差分電路具有如圖19A的單端電路那樣得到的相同特征。圖20A也可以如圖20B所示等同地再繪出，其中連接至負(fù)載的輔助電路是翻轉(zhuǎn)的。
[0065]為了在實(shí)踐中將該概念性差分電路用于差分線對(duì)之間的耦合應(yīng)用，必須以差分線對(duì)連接至電路的形式表達(dá)電路。因此，概念性差分電路(如圖20B所示)可等同地再繪成圖21所示的示例性實(shí)施例。在重新繪制的電路中，外“環(huán)”160承載要被耦合至要被補(bǔ)償?shù)木€對(duì)(內(nèi)“環(huán)” 165)的信號(hào)。
[0066] 圖21的內(nèi)“環(huán)”電路165可如圖22所示地再配置。這種再配置對(duì)于更清楚地示出差分線對(duì)如何連接至電路可能是理想的。圖21和圖22的電路是彼此等同的。[0067]為使電路等同，如圖22所示的內(nèi)“環(huán)”電路165內(nèi)的Vwt的極性相對(duì)圖21中的電路是翻轉(zhuǎn)的。圖23示出與圖22的電路等同的另一電路，該電路具有多個(gè)差分線對(duì)170、175。
[0068]在插頭插座組合中采用的OCN電路的實(shí)施例的更詳細(xì)表征示出于圖24和圖25。注意，RJ45插座中的兩個(gè)補(bǔ)償向量出現(xiàn)在同一物理位置(更清楚地表示在圖25中)。在實(shí)踐中，互感耦合M1和仏固有地也包括一些電容性耦合。電容性耦合可優(yōu)先采用或利用作為第一補(bǔ)償向量的電容或第一補(bǔ)償向量電容的一部分。圖25示出作為單個(gè)組合元件的互感耦合W、M2和寄生電容Cp C2。該元件可被稱為電容性互感耦合器180。
[0069]如早前在圖17和圖18中描述的，我們假設(shè)理想添加的第二補(bǔ)償向量B2相對(duì)于第一補(bǔ)償向量B1具有正好-90°的相位。在現(xiàn)實(shí)中，互感耦合在較低頻率下(例如1-1OMHz)將具有少量的相移?？赏ㄟ^將耦合向量B1的量級(jí)選擇為略小于違規(guī)串?dāng)_耦合向量A而使互感耦合相移偏移。向量B2和B1的結(jié)果組合產(chǎn)生結(jié)果向量B’ (即BfB1)，其相位在低頻下由向量A主導(dǎo)。隨著頻率增加(由于B2的較快增長及其增加的相移)，向量B’的量級(jí)相對(duì)于向量A更大地增長，并主導(dǎo)總的結(jié)果向量(即B’ +A)相位。在一個(gè)頻率點(diǎn)，向量A的量級(jí)正好等于或大致等于B’的量級(jí)，由此導(dǎo)致量級(jí)表現(xiàn)出下沉(即最小值)的總結(jié)果向量。這在圖26中展示出時(shí)延(A和B’之間)和分量值的給定組合。圖26中的極軸圖示出向量A、B’和(A+B’ )相對(duì)于彼此的量級(jí)和相位。稱合的量級(jí)相對(duì)于源信號(hào)以對(duì)數(shù)(dB)標(biāo)度表示。五個(gè)點(diǎn)表示在1，10，100，250和500MHz頻率下的向量位置。圖26的量級(jí)圖示出A和B’的組合量級(jí),并且起因于向量A的量級(jí)的組合量級(jí)的下沉(或最小值)正好等于或大致等于B’的量級(jí)。
[0070]控制RJ45插座的性能(由結(jié)果向量B’ +A的總量級(jí)表示的性能)的參數(shù)可包括:⑴從違規(guī)的插頭串?dāng)_至補(bǔ)償級(jí)的傳播延遲；以及(ii)0CN分量值(g卩Cl，C2，Ml，M2和C3)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，總結(jié)果向量的“零”或最小量級(jí)可形成在感興趣的頻率范圍內(nèi)，并用來幫助滿足連接器NEXT規(guī)范。
[0071]下面的討論嘗試通過列出兩個(gè)示例性實(shí)施例提供對(duì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的要素和方法的一些預(yù)期。
[0072]實(shí)現(xiàn)OCN電路的一個(gè)這種實(shí)施例示出于圖27。電容器Q、C2185、190形成OCN的補(bǔ)償組件并被實(shí)現(xiàn)為印刷電路板(PCB)的兩個(gè)層(例如頂層195和內(nèi)層200)之間的墊電容器?；ジ旭詈螹1、M2205、210形成0CN的附加補(bǔ)償組件，并被實(shí)現(xiàn)為在兩個(gè)層(例如在頂層和內(nèi)層195、200中)之間彼此相鄰的平行PCB跡線。并且電容C3215在PCB層之一(例如內(nèi)層200)中被實(shí)現(xiàn)為指狀電容器。
[0073]實(shí)現(xiàn)OCN電路的另一實(shí)施例被示出在圖28中。電容性耦合C1和互感耦合MP20以及電容性耦合C2和互感耦合M2225 —起構(gòu)成由OCN的該實(shí)施例提供的補(bǔ)償。電容被實(shí)現(xiàn)為“跡線到跡線”電容器，該“跡線到跡線”電容器作為透過各層的平行PCB跡線行進(jìn)(也稱分布式電容)。電容C3215同樣被實(shí)現(xiàn)為內(nèi)層中的指電容器。
[0074]前面的討論側(cè)重于對(duì)雙差分對(duì)系統(tǒng)的單級(jí)OCN的實(shí)現(xiàn)。然而，OCN可擴(kuò)展成實(shí)現(xiàn)在多對(duì)連接器(例如 RJ45連接器系統(tǒng))中。圖29A-29C示出多對(duì)連接器系統(tǒng)，它一般示出傳統(tǒng)多級(jí)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和基于OCN的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)兩者。圖29A示出具有插頭230和插座235的插頭-插座連接器系統(tǒng)。插頭230和插座235兩者均連接至相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)電纜，所述網(wǎng)絡(luò)電纜各自具有四個(gè)差分線對(duì)240。由于發(fā)生在插頭布線245、插頭觸點(diǎn)250和插座彈性觸點(diǎn)255的總面積中的耦合，違規(guī)串?dāng)_發(fā)生。該違規(guī)串?dāng)_可通過在位于插座235內(nèi)的PCB260上執(zhí)行多種補(bǔ)償技術(shù)來補(bǔ)償。圖29B示出已知補(bǔ)償技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)的一般表征。圖29C示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OCN的實(shí)現(xiàn)的一般表征。如圖29B和29C中所示，基于OCN的設(shè)計(jì)可能沒有傳統(tǒng)多級(jí)設(shè)計(jì)那么復(fù)雜。較簡(jiǎn)單的單級(jí)OCN補(bǔ)償設(shè)計(jì)可提供額外的益處，例如但不限于:補(bǔ)償耦合元件的較小量級(jí)，它使得對(duì)線對(duì)阻抗的影響最小化(導(dǎo)致更佳的回波損耗)；對(duì)制造公差的較低敏感性(由于較小的分量量級(jí))；改善的總連接器系統(tǒng)平衡以及對(duì)違規(guī)串?dāng)_位置和補(bǔ)償元件之間的距離的較低敏感性。
[0075]圖30示出圖29A和圖29C的更詳細(xì)示意圖。這里，造成插頭-插座系統(tǒng)中的結(jié)果的違規(guī)串?dāng)_的電容性耦合和電感性耦合經(jīng)由三個(gè)獨(dú)立OCN網(wǎng)絡(luò)265、270、275予以補(bǔ)償。出現(xiàn)在左側(cè)的第一 0CN265是線對(duì)4、5和3、6的補(bǔ)償電路。出現(xiàn)在中間的第二 0CN270是線對(duì)
7、8和3、6的補(bǔ)償電路。而出現(xiàn)在右側(cè)的第三0CN275是線對(duì)1、2和3、6的補(bǔ)償電路。重要的是注意，圖30是示意圖并且不應(yīng)當(dāng)被解讀成對(duì)任何具體OCN的位置構(gòu)成限制。此外，每個(gè)OCN可獨(dú)立地工作，由此允許在任一線對(duì)上使用OCN或在多個(gè)線對(duì)上提供多個(gè)0CN。
[0076]參見圖31，違規(guī)NEXT起因于總電容性和電感性耦合之和(在圖31中表示為“X”)，這些總電容性和電感性耦合主要位于插頭230上。對(duì)于NEXT，OCN耦合器280可對(duì)電容性串?dāng)_和電感性串?dāng)_兩者提供改善的補(bǔ)償。
[0077]除了違規(guī)NEXT耦合，存在所產(chǎn)生的遠(yuǎn)端串?dāng)_分量，它被稱為FEXT。FEXT起因于主要發(fā)生在插頭內(nèi)的違規(guī)電容性和電感性耦合之間的差異。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，OCN可與附加電感性補(bǔ)償元件285組合，如圖32所示，以改善FEXT性能。注意，為了滿足FEXT需求，附加的電感性補(bǔ)償組件可能是不需要的。
[0078]注意盡管已就一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，然而這些實(shí)施例是非限定性的，并且可以有落在本發(fā)明范圍內(nèi)的許多替代、置換和等同。應(yīng)當(dāng)注意，存在許多替代方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法和裝置。因此旨在使下面的權(quán)利要求書被解釋成包括所有這些替代、置換和等同，只要它們落在本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種通信連接器，包括: 補(bǔ)償電路，用于提供補(bǔ)償信號(hào)以大致地抵消一頻率范圍內(nèi)的違規(guī)信號(hào)，所述補(bǔ)償電路包括:電容性耦合，其具有在所述頻率范圍內(nèi)以第一速率增長的第一量級(jí)；以及互感耦合，其具有在所述頻率范圍內(nèi)以第二速率增長的第二量級(jí)，所述第二速率大約為所述第一速率的兩倍。
2.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述互感耦合與所述電容性耦合的相位相差大約90°。
3.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述第一速率為大約20dB/十倍程，而所述第二速率為大約40dB/十倍程。
4.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，還包括:第二電容性耦合，所述第二電容性耦合促發(fā)所述互感耦合。
5.如權(quán)利要求4所述的通信連接器，其特征在于，所述補(bǔ)償電路包括導(dǎo)體的第一差分對(duì)和導(dǎo)體的第二差分對(duì)，所述第二電容性耦合被連接在所述第一對(duì)和所述第二對(duì)之一的所述導(dǎo)體之間。
6.如權(quán)利要求1所述的通信連接器，其特征在于，所述通信連接器是通信插座。
7.一種通信連接器，包括: 導(dǎo)體的第一差分對(duì)和導(dǎo)體的第二差分對(duì)，其中所述導(dǎo)體的第一差分對(duì)電容性地并互感地耦合至所述導(dǎo)體的第二差分對(duì)。
8.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，所述電容性耦合和所述互感耦合發(fā)生在大致相同的物理位置。
9.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，所述電容性耦合由于分立元件和分布式耦合中的至少一者而發(fā)生。
10.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，所述互感耦合由于分立元件和分布式耦合中的至少一者而發(fā)生。
11.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，所述互感耦合產(chǎn)生互感耦合信號(hào)，所述互感耦合信號(hào)大致正交于由所述電容性耦合所產(chǎn)生的電容性耦合信號(hào)。
12.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，所述電容性耦合在給定頻率范圍內(nèi)以第一速率增加，而所述互感耦合在所述給定頻率范圍內(nèi)以第二速率增加，所述第二速率大于所述第一速率。
13.如權(quán)利要求7所述的通信連接器，其特征在于，還包括連接在所述第一對(duì)和所述第二對(duì)之一的所述導(dǎo)體之間的第二電容性耦合。
14.一種補(bǔ)償一頻率范圍內(nèi)的通信連接器中的違規(guī)信號(hào)的方法，所述方法包括如下步驟: 提供電容性耦合；以及 與所述電容性耦合大致同時(shí)地連接互感耦合，其中所述互感耦合大致與所述電容性耦合正交。
【文檔編號(hào)】H01R13/66GK103947055SQ201280057379
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月23日
【發(fā)明者】M·鮑洛瑞-撒蘭薩, R·A·諾丁 申請(qǐng)人:泛達(dá)公司