CN101142757A - 用于降低外来串扰的控制模转换连接器 - Google Patents

Abstract

电信连接器包括第一对和第二对电导体。第一对导体和第二对导体布置在电接器的一个区域内，使得第一对的一个导体(113)选择地定位为比第一对的另一个导体更靠近第二对的导体的两个(111、112)，且使得第一对的该一个导体将第一极性的共模信号耦合到第二对的导体上。在连接器的另一个区域内，第一对的该另一个导体(116)选择地定位为更靠近第二对的导体的两个以将第二极性的共模信号非对称地耦合到第二对的导体上。

Description

用于降低外来串扰的控制模转换连接器

相关申请

本申请要求了如下专利申请的优先权：2005年1月28日提交的名为“Controlled Mode Conversion Plug for Reduced AlienCrosstalk”的美国临时专利申请No 60/648,002；2005年2月4日提交的美国专利申请No 11/051,305；和2005年3月23日提交的美国专利申请No 11/044,088，它们中每个的披露在此通过参考完整地合并。

技术领域

本发明一般地涉及通信连接器，且更特定地涉及在通信连接器内近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)的补偿。

背景技术

在电信系统中，有时有利的是将信息信号(例如音频、视频、数据)在一对导线(后文中称为“导线对”或“差动对”)上传输而非在单一的导线上传输，其中传输的信号包括导线之间的电压差而不考虑绝对电压的存在。导线对内的每个导线易于从例如闪电、汽车火花塞和无线电台等的源处拾取电噪声。因为此类噪声对导线对内的两个导线是相同的，差动信号典型地不被干扰。这是将差动对紧靠布置的基本原因。

然而，更关心的是从附近的导线或导线对拾取的电噪声，此附近的导线或导线对可能在相同的总体方向延伸一段距离且在受扰的导线对上不能以差动来去除。这称为“串扰”。特别地，在涉及联网计算机的通信系统内，由级联插头、插座和电缆段形成通道。在这样的通道内，模块化插头(例如见图1中的插头10和进入电缆20)经常与模块化插座匹配，且插座和/或插头内的电导线(导体)的邻近性和布线和接触结构也可能产生生成了近端串扰(NEXT)(即对应于处于相同位置的源在输入位置处测量的串扰)以及远端串扰(FEXT)(即对应于处于输入位置的源在输出位置处测量的串扰)的容性和感性耦合。这样的串扰可能来自紧邻定位的导线。

使用“以太网”标准的通信系统基础结构基于在共同的电缆护套内分组在一起的多至四个双绞传输线(标识为对1至对4)上差动传输的数据。如上所述，传输线与物理连接器连接。为维持与传统系统的向后兼容性，对于连接器的物理要求通过工业标准(例如见TIA/EIA568-B.2-1，图6-2D.25)确定。这些要求对于高速数据传输不必是最优的。

由于历史原因，四个双绞传输线在连接器处布置，使得构成对3的两个导线分开且连接在对1的交替的侧上。剩余的对2和对4位于分开的对组合的任一侧(见图2中的导体20a至20h和片30a至30h)。电特性，特别是对之间的串扰程度受此物理布局影响。

为维持部件在不同销售商之间的兼容性，“额定”插头响应作为工业标准(例如见TIA/EIA 568-B.2-1)被限定和接受。也限定和接受了可允许的变化范围，这使得能匹配“插座”来完成双绞电缆的连接，使得作为结果的在双绞传输线之间的串扰水平降低到一些要求的值。此降低作为结果的串扰水平的过程通常在术语上称为“补偿”且基本上是有意地添加信号，该信号加和以具有与原来的冒犯串扰相等的幅值，但反号。

对于“额定插头”，特别是对于对1-对3组合，接受的串扰的水平是相当有限制性的。作为结果，为改进总体系统性能几乎未曾对插头结构进行改变，但是进行了在例如可制造性、成本和可变性领域的改进。直至近来，因为对于插头的限制性预先限定的串扰水平，在系统性能方面的改进主要是插座内补偿技术的结果。

因为数据传输率增加，涉及了多种系统性能要求。虽然通过系统发送的数据仍由四个双绞传输线发送，但尽管在信号处理技术和解码方法中的进步，在工作系统中在对之间的允许串扰水平(即干扰)已降低。在先前的要求中，对于单一四对电缆内的信号限定了干扰的水平。这是因为来自其他物理上靠近的电缆内的对的干扰的绝对水平与来自单一电缆内的其他对的水平相比可忽略。然而，当涉及到新标准和高数据传输率时这不再成立。在四对电缆上接收到的作为在其他电缆或连接器上的传输的结果的干扰在术语上称为“外来串扰”。

因为新近限定的外来串扰可能由任何不相关的数据传输生成，因此难于使用当前的信号处理技术来计算和减去它们在四对电缆连接(称为“端口”)内的影响。作为结果，外来串扰的绝对水平低于在电缆束内的对内允许存在的水平，因为不应用数字信号处理(DSP)修正。

外来串扰的另一个问题来自外来串扰水平基于多个随机因素变化的事实，随机因素例如邻近电缆如何捆束在一起、在给定的系统内插头和插座的物理接近性、相互邻近的电缆的个数等。所有这些因素不能对补偿网络的设计的先验已知。作为这些因素的结果，外来串扰可以被“修正”的程度是有限的，且外来串扰可能最终控制最后的系统性能水平。

在电缆对内接收到的外来串扰是因为此电缆对位于由其他电缆或连接器生成的电磁场内。这些场的固有结构确定了最终感应的串扰信号的强度。作为结果，在导体对之间增加的物理分离通常导致串扰水平的降低，因为在场强度和距源的距离之间存在反关系。

传输线的场结构主要由其截面结构确定。对于两导体传输线，增加导体之间的分离通常导致场的样式变得更扩展，这可导致对于电缆之间固定的物理分离的增加的串扰水平。

如前文所解释，额定插头的物理结构由关于内部串扰参数的约束限制。此物理结构不维持电缆内的四个对之间的对称性。作为结果，在对3上传输的差动信号将不同的绝对电压水平耦合到对2和对4上。对3上的差动信号被称为将“共模”电压耦合到对2和对4上。然而，两个耦合到外侧对上的“共模”信号导致新的差动信号，它使用对2作为单一有效导体且使用对4作为另一个单一有效导体；它有效地是电缆束内的另一个传输线。然而，因为两个对比单一的双绞线物理上分开更远的距离，所以作为结果的场结构被更少限制且因此可能导致在附近的电缆对上比来自内部对3信号的直接串扰更多的外来串扰。

给定电缆内的导体对个数、系统内的电缆个数、系统内的连接器个数等，清楚的是对于外来串扰可以存在数个机制(直接和间接)，使得先前的例子是至少一些电缆系统内的主导机制。一个可能的对外来串扰问题的解决方案是使用屏蔽传输线电缆和连接器，一般地称为“箔双绞线”(FTP)。虽然屏蔽对于外来串扰可能是有效的解决方案，但它与未屏蔽的双绞线安装基部不一致且典型地在制造和安装中更昂贵。

发明内容

在第一方面中，本发明的实施例针对电信连接器。连接器包括第一对电导体和第二队电导体。第一对导体和第二对导体布置在连接器的一个区域内，使得第一对的一个导体选择地定位为比第一对的另一个导体更靠近第二对导体的两个，且使得第一对的一个导体将第一极性的共模信号耦合到第二对的导体上。在连接器的另一个区域内，第一对的另一个导体选择地定位为更靠近第二对的两个导体，以将第二极性的共模信号耦合到第二对的导体上。在此构造中，连接器(在一些实施例中为通信插头)可以降低外来串扰。

作为第二方面，本发明的实施例针对通信插头。插头包括多个传导触点，触点的每个在插头的接触区域内大体上相互对齐且平行，还包括其上安装了触点的印刷电路板。印刷电路板包括至少一个介电基片和沉积在其上的迹线。迹线的每个电连接到各触点，且迹线的每个适合于与进入电缆的各导体连接。迹线在介电基片上的布置选择为控制至少两对迹线的迹线之间的差模到共模耦合。

作为第三方面，本发明的实施例针对控制通过通信插头输出的信号的方法。方法包括相对于介电基片定位第一对导体和相对于介电基片定位第二对导体。第一对导体和第二对导体布置在插头的一个区域内，使得第一对的一个导体选择地定位为比第一对的另一个导体更靠近第二对导体的两个，且使得第一对的一个导体将第一极性的共模信号耦合到第二对导体上。在插头的另一个区域内，第一对的另一个导体选择地定位为更靠近第二对导体的两个以不对称地将第二极性的共模信号耦合到第二对导体上。

作为第四方面，本发明的实施例针对电信插头，包括：在插头的接触区域内相互邻近的且一起形成了第二对导体的第一导体和第二导体；在插头的接触区域内相互邻近的且一起形成了第一对导体的第四导体和第五导体；在插头的接触区域上设置在第二导体和第四导体之间的第三导体；和邻近第五导体的第六导体，第三和第六导体一起形成了将第一对导体夹入中间的第三对导体。第三导体和第六导体布置为将大体上相等的信号能量的量耦合到第一导体和第二导体的每个上，且第三导体和第六导体布置为将不同的信号能量的量耦合到第四和第五导体的每个上。

作为第五方面，本发明的实施例针对当施加平衡信号时控制由通信插头输出的信号的方法，包括：将第一对导体相对于介电基片定位；将第二对导体相对于介电基片定位；将第三对导体相对于介电基片定位；和将第四对导体相对于介电基片定位。第一、第二、第三和第四对导体的位置选择为控制在导体之间差模到共模耦合以抵消否则将在导体之间存在的跨模耦合的效果。

作为第六方面，本发明的实施例针对电信连接组件，电信连接组件包括插头和接收插头的插座。插头包括布置在插头的第一插头区域内的第一对和第二对电导体，使得第一对的第一导体选择地定位为比第一对的第二导体更靠近第二对的导体的两个，且在插头的第二插头区域内，第一对的第二导体选择地定位为比第一对的第一导体更靠近第二对导体的两个。插座包括布置在插座的第一插座区域内的第一对电导体和第二对电导体，使得第一对的第一导体选择地定位为比第一对的第二导体更靠近第二对导体的两个，且在插座的第二插座区域内，第一对的第二导体选择地定位为比第一对的第一导体更靠近第二对导体的两个。插头和插座的每个包括接触区域，当插头和插座处于匹配状态时，插头和插座接触区域相互接触，其中插头的导体与插座的导体电连接。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的通信插头的透视图。

图2是现有技术插头的导线和接触片组的透视图。

图3是代表了存在于额定插头内的感性和容性串扰的印刷电路板(PCB)的透视图。

图4A是根据本发明的实施例的可以与图1的插头一起使用的PCB的前透视图。

图4B是根据本发明的实施例的可以与图1的插头一起使用的PCB的后透视图。

图5A是图4A和图4B的PCB的顶视图。

图5B是图4A和图4B的PCB的放大的后透视图。

图6是绘出了对于常规插头和根据本发明的实施例的插头的作为频率函数的外来串扰的曲线图。

图7是根据本发明的实施例的通信组件的透视图。

图7A是图7中示出的通信插座的接线板的放大的透视图。

具体实施方式

在后文中将参考伴随的附图更特定地描述本发明。本发明不意图于限制于图示的实施例，而是这些实施例意图于完全地和完整地为本领域技术人员披露本发明。在所有附图中，类似的数字指类似的元件。为清晰起见，一些部件的厚度和尺寸被夸大。

另外，与空间相关的术语，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等在此为易于描述可用于描述一个元件或特征与图中图示的另一个元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。将理解的是，与空间相关的术语意图于包括除图中描绘的定向外在使用或运行中的设备的不同的定向。例如，如果在图中的设备翻转，则描述为在其他元件或特征“下面”或“底下”的元件将定向为在其他元件或特征“上方”。因此，典型的术语“下面”可以包括上方和下面的定向。设备可以另外地定向(旋转90度或处于其他的定向)且在此使用的与空间相关的描述法被相应的解释。

为简洁和/或清晰起见，已熟知的功能或构造可能不详细描述。

如在此所使用，表达“和/或”包括相关的列出项目的一个或多个的任何和全部组合。

在此使用的术语仅为描述特定的实施例的目的且不意图于限制本发明。如在此所使用，单数形式“a”、“an”和“the”意图于也包括复数形式，除非上下文中另外清晰地指出。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在此说明书中使用时指明了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除另外的一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。

除非另外地限定，所有在此使用的术语(包括技术术语和科学术语)具有由本发明所隶属的领域的一般技术人员所通常理解的相同意义。将进一步理解的是，例如在通常使用的词典中定义的那些术语应解释为具有与其在相关领域的上下文内的意义相一致的意义，而不应解释为理想的或过分形式的含义，除非明确地在此限定。

本发明的实施例针对通信连接器，其主要例子是通信插头。如在此所使用，术语“向前”、“向前地”和“前”及其派生词指由从插头中心向输出片延伸的矢量所限定的方向。相反，术语“向后”、“向后地”及其派生词指与向前方向直接地相对的方向；向后方向由从片向插头的剩余部分延伸的矢量所限定。向前和向后方向一起限定了插头的“纵向”尺度。术语“外侧”、“向外”及其派生词指一般地法向于将插头在中心对切且与片平行的平面的方向。术语“内侧”、“向内”、“向里”及其派生词指与外侧方向相逆的方向，即法向于前述对切平面且从插头外周向对切平面延伸的方向。外侧方向和向内方向一起限定了插头的“横向”尺度。法向于纵向和横向尺度的线限定了插头的“垂直”尺度。

术语“接附”、“连接”、“互连”、“接触”、“安装”等当使用时可以意味着元件之间的直接或间接的接附或接触，除非另外地陈述。术语“耦合”、“感应”等当使用时可以意味着在元件之间或在相同元件的不同部分之间的直接或间接的非传导的相互作用，除非另外地陈述。

不希望的模转换是可以导致差模对差模串扰的间接机制。已确认额定插头的物理结构在对之间感应了共模转换，这可能增加外来串扰问题。该结构通过感应不希望的传输线模而增加外来串扰问题，该不希望的传输线模比希望的双绞线信号更不受限制，且因此更有助于外来串扰生成。

假定场结构的复杂属性，可能存在数个不同的有助于总外来串扰问题的模转换路径。虽然这些路径将典型地对于不同的物理结构不同，它们可以根据其中能量在导体之间传输的方式而分为两个一般类别-感性串扰和容性串扰。

感性串扰是因为对于在导体对上的不同模的磁场线的耦合。这一般通过法拉第定律描述，这意味着感应信号将与源反号。作为结果，感性耦合的信号可以在属性上具有方向性(即向前行进的信号将在感应的导体上耦合相反地行进的信号)。这可能导致在向前或“远端”串扰(FEXT)水平和相反的或“近端”串扰(NEXT)水平中的非对称性。在额定插头结构内，在八个导体上的信号全部相互平行地在插头输入和片接触点之间行进一段距离，所以可能在此区内发生水平显著的感性模转换。

容性串扰是在附近导体上电荷吸引和排斥的结果。因为在一个导体上的净负电荷将导致吸引邻近导体上的正电荷，所以在感应信号上不存在方向依赖性。容性感应的机制导致NEXT和FEXT的水平在幅值上类似。

除一些外部物理尺寸和连接要求外，应回忆起额定插头的电气性能由TI A/EI A 568-B.2-1限定，而不是由其内部物理结构限定。本发明认可额定插头可以以这样的方式修改，使得维持或优化要求的内部串扰参数同时降低和控制有助于外来串扰的不希望的模(单独或一旦与其他部件匹配)。这可以例如通过以降低系统内的净外来串扰的方式控制一个或多个模转换的源来实现，如与在串扰发生后修正串扰相反。

因为电缆、插头和插座组件形成了复杂的物理结构，存在许多不同的发生串扰的路径。为实现低水平的不希望的模转换，应补偿感性和容性串扰模转换机制。

虽然本发明的一般构思可以以多种方式实施，但一个特殊的例子将包括PCB结构，PCB结构提供了额定插头的电气参数同时降低了能量到增加了外来串扰的不希望的模的不希望的耦合。为实现希望的模转换降低，这样的结构可以补偿来自感性和容性串扰的模转换。

作为开始点，在图3中示出了用于额定插头的PCB等价电路50。平行的金属迹线60a至60h再现了额定插头内的感性耦合，而片70a至70h造成了在典型的插头结构中的自然电容。如从图3中可见，作为构成了对3的迹线之一的迹线60c比对4的迹线60g和60h更靠近对2的迹线60a和60b。作为结果，从对3的迹线60c感性地感应到对2的“共模”信号比感应到对4上的强得多，对偶情形对于对3的相对的迹线60f是成立的。作为结果的在对2和对4之间建立的差动信号具有因信号对的分离的非常扩张的场结构，且因此可能显著地贡献于外来串扰。也显见的是，对3的片之间的容性耦合具有类似的不均衡且将导致类似的模转换。

现在参考图4A和图4B，图中图示了用于包含在额定插头内的PCB100。使用此构造的插头，可以降低从对3的差模到对2和对4的共模的转换，理解到也可以降低其他的模转换。

PCB 100包括介电安装基片102，在此特定的实施例中介电安装基片102包括五个重叠的层105至109，它们形成在四个介电板上。导电迹线沉积在层105至109上以形成导体111至118，这将在下文中更详细地描述。片131至138以大体上对齐地大体上平行关系定位地安装在基片102内以接触匹配插座；安装通过贯穿基片102的层延伸的柱141至148实现。

现在参考图5A，导体111至118再分为单独的迹线和过孔，其使得导体能沉积在层105至109的不同的层上。在一个端部处或靠近一个端部，每个导体111至118适合于与电缆的导体的一个电连接，且在另一个端部处，导体的每个与片131至138的相应的一个电连接。在下文中更详细地描述这些导体。

形成了对2的部分的导体111包括迹线111a，迹线111a在层105上从与电缆导体的接触点向后延伸到过孔111b。交叉迹线111c一般地在层106上从过孔111b向内延伸到过孔111d。三部分迹线111e在层105上在过孔111d和过孔111f之间向后延伸然后向外延伸然后向后延伸。交叉迹线111g一般地在层106上在过孔111f和过孔111h之间向内延伸。迹线111i在层105上从过孔111h向后且略微向外延伸到片132。

也形成了对2的部分的导体112包括三部分迹线112a，三部分迹线112a在层105上从与电缆导体的接触点向后延伸然后向外延伸然后向后延伸到过孔112b。这样，迹线112a在交叉点211a处在导体111的迹线111c上方越过。交叉迹线112c一般地在层106上在过孔112b和过孔112d之间向内延伸；这样，交叉迹线112c在交叉点211b处在迹线111e下方通过。三部分迹线112e在层105上在过孔112d和片131之间向后延伸然后向外延伸然后向后且略微向外延伸，且在交叉点211c处在迹线111g上方通过。

形成了对3的部分的导体113包括一般地在层105上从与电缆导体的接触点向后延伸到过孔113b的迹线113a。交叉迹线113c当从过孔113b布线到过孔113d时一般地在层106上横向延伸。迹线113e在层105上在过孔113d和过孔113f之间略微向外延伸然后向后延伸。交叉迹线113g在层106上在过孔113f和过孔113h之间向后延伸然后横向延伸然后略微向后延伸。迹线113i在层105上向后延伸到过孔113j。交叉迹线113k在层106上在过孔113j和过孔1131之间略微向后延伸然后横向延伸。迹线113m在层105上在过孔1131和片136之间一般地向后延伸。

也形成了对3的部分的导体116包括迹线116a，迹线116a在层105上在与电缆导体的接触点到过孔116b之间向后延伸。交叉迹线116c在层106上在过孔116b和过孔116d之间向后延伸然后横向延伸然后略微向后延伸(在交叉点213a处在迹线113e下面通过)。迹线116e在板105上在过孔116d和过孔116f之间向后延伸。交叉迹线116g在层106上在过孔116f和过孔116h之间略微向后延伸然后横向延伸。迹线116i在层105上在过孔116h和过孔116j之间略微向外延伸然后当它在交叉点213b处在迹线113g上方越过时向后延伸。交叉迹线116k在层106上(在交叉点213c处在迹线113m下方通过)在过孔116k和过孔1161之间向后延伸然后横向延伸然后略微向后延伸。迹线116m在层105上在过孔1161和片133之间向后延伸且略微向外延伸。

形成了对1的部分的导体114包括在层105上在与电缆导体的接触点和过孔1144b之间向后延伸然后横向延伸然后进一步向后延伸的三部分迹线1144a。迹线1144a在导体113和116的(a)迹线113c、116c和(b)迹线113g、迹线116g上方通过。交叉迹线114c在层106上在过孔114b和过孔1144d之间向后延伸且横向延伸。三部分迹线11444e在层105上在过孔1144d和片135之间向后延伸然后横向延伸然后进一步向后延伸。迹线114e在导体113和导体116的迹线113k和116k上方通过。

也形成了对1的部分的导体115包括在层105上在与电缆导体的接触点和过孔115b之间向后延伸的迹线115a；迹线115a也在迹线113c、116c上方通过。交叉迹线115c在层106上在过孔115b和过孔115d之间向后延伸且横向延伸；这样，交叉迹线115c在交叉点2144a处在迹线1144a下面通过。三部分迹线115e在层105上在过孔115d和过孔115f之间向后延伸然后横向且向后延伸然后进一步向后延伸。迹线115e在导体113、116的(a)迹线113g、116g，(b)迹线114c(在交叉点214b处)和(c)迹线113k、116k上方通过。迹线115g在层106上在过孔115f和过孔115h之间向后且横向延伸且在交叉点214c处在迹线114e下面通过。短的迹线115i在层105上在过孔115h和片114之间向后延伸。

形成了对4的部分的导体118包括迹线118a，迹线118a在层105上从与电缆导体的接触点向后延伸到过孔118b。交叉迹线118c在层106上从过孔118b一般地内延伸到过孔118d。三部分迹线118e在层105上在过孔118d和过孔118f之间向后延伸然后向外延伸然后向后延伸。交叉迹线118g在层106上在过孔118f和过孔118h之间一般地向内延伸。迹线118i在层105上从过孔118h向后且略微向外延伸到片137。

也形成了对4的部分的导体117包括三部分迹线117a，三部分迹线117a在层105上从与电缆导体的接触点向后延伸然后向外延伸然后向后延伸到过孔117b。这样，迹线117a在交叉点217a处在导体118的迹线118c上方越过。交叉迹线117c在层106上在过孔117b和过孔117d之间一般地向内延伸；这样，交叉迹线117c在交叉点217b处在迹线118e下方通过。三部分迹线117e在层105上在过孔117d和片138之间向后然后向外然后向后且略微向外延伸且在交叉点217c处在迹线118g上方通过。

现在参考图5B，PCB 100也包括多个电容器以提供补偿容性耦合。在一个情形中，对2的导体111、112通过电容器121、122容性耦合到对3的导体113。电容器121、122的每个包括安装在层107上的各板121a、122a和安装在层109上的各板121b、122b。这些板的每个电连接到其相应的柱141、142。与柱146连接的迹线123安装在层108上且横向地向对2布线。指123a在板121a、121b之间延伸且指123b在板122a、122b之间延伸。因此，导体113容性地耦合到对2的导体111、112。

在另一个情形中，对4的导体117、118通过电容器127、128容性地耦合到对3的导体116。电容器127、128的每个包括安装在层107上的各板127a、128a和安装在层109上的各板127b、128b。这些板的每个电连接到其相应的柱147、148。与柱143连接的迹线126安装在层108上且横向地向对4布线。指126a在板127a和128b之间延伸，且指126b在板127a和128b之间延伸。因此导体116容性地耦合到对2的导体117、118。

为防止或大体上降低由导体的非对称耦合导致的感性串扰模转换，应在对3的单独的导体和对2和分开的对4的导体对之间发生近似地相等但相反的磁耦合水平(即在对3的导体的每个到对2和对4之间的近似地相等的共模信号耦合)。因为在对3上的信号在本质上是差动信号，如果对3的单独的导体交叉(例如在交叉点213a、213b、213c处)使得它们相对于对2和对4交换位置，则在交叉点之间大体上平行的段的长度可以调整为使得不存在净耦合。可以在一个或多个部分遵循此技术使得可以实现希望的带宽。

作为特定的例子，相对于对2的导体111、112观察导体113，导体113的迹线113a比导体116的迹线116a更靠近迹线111a(且因此更紧密地与它耦合)和迹线112a的初始段。迹线113a的更靠近的耦合将带有其极性的信号(例如正信号)耦合到导体111、112的这些段上。然而，在交叉点213a后此相对接近性改变，其中迹线116e比迹线113e更靠近迹线111e的最前段和迹线112a的最后段，且因此可以通过将相反的信号(例如负信号)耦合在导体111、112的这些段上而对以上所述的在迹线113a和迹线111a、112a之间的耦合抵消或补偿。导体113和116在交叉点213b后再次交换位置，使得迹线113i比迹线116i的后段更靠近迹线111e的最后段和迹线112e的最前段(其结果是将正信号耦合到导体111、112上)。最后，导体113、116在交叉点213c后再次交换位置，使得迹线116m比迹线113m更靠近迹线111i和迹线112e的最前段；在交叉点213c后通过相对于导体111、112的迹线交换位置，迹线116m又能通过将负信号耦合到导体111、112上而补偿在交叉点213c前在迹线113i和导体111、112之间发生的耦合。

相对于对4的导体117、118和对3的导体113、116可以观察到相反的效果。最初地，迹线116a比导体113的迹线113a更靠近迹线118a(且因此紧密地与它耦合)和迹线117a的初始段。迹线116a的更靠近的耦合将带有其极性的信号(作为以上的例子的继续则为负信号)耦合到导体117、118的这些段上。在交叉点213a后，此相对接近性改变，其中迹线113e的最后段比迹线116e更靠近迹线118e的最前段和迹线117a的最后段，且因此可以通过将正信号耦合在导体111、112上而对以上所述的在迹线116a和迹线117a、118a之间的耦合抵消或补偿。导体113和116在交叉点213b后再次交换位置，使得迹线116i比迹线113i的后段更靠近迹线118e的最后段和迹线117e的最前段(其结果是将负信号耦合到导体117、118上)。最后，导体113、116在交叉点213c后再次交换位置，使得迹线113m比迹线116m更靠近迹线113i和迹线117e的最前段；通过在交叉点213c后相对于导体117、118的迹线交换位置，迹线113m又能通过将正信号耦合到导体117、118上而补偿在交叉点213c前在迹线116i和导体117、118之间发生的耦合。

为符合任何修改仍将允许“额定插头”响应的标准，对1的导体114、115可以相对于对3的导体113、116的交叉点213a、213b、213c交叉(例如在交叉点214a、214b、214c)，使得维持了符合标准的感性串扰。

在一些实施例中，各种导体对的交叉点之间的距离可以符合以下的表1。

表1
					之间的长度(英寸)	对1	对2	对3	对4
电缆到第1交叉点	0.110″	0.070″	0.070″	0.070″
					电缆到第2交叉点	0.250″	0.210″	0.210″	0.210″
电缆到第3交叉点	0.390″	0.350″	0.350″	0.350″

另外，任何导致不希望的模转换的容性耦合可以通过在电路设计中添加附加电容器而补偿。通过从对3到对2和对4的相对迹线添加值合适的电容器(见图5B)，在对3上的信号的差动属性可以又导致很小的净信号耦合或无净信号耦合。作为例子，电容器121、122、127、128可以形成大约0.04至0.35皮法的电容。

可见，通过选择连接了进入电缆和接触匹配插座的插头的离开片的插头的部件，在一个对(例如对3)的单独的导体和另一个对(例如对2或对4)的两个导体之间的耦合可以控制为使得降低或抵消不希望的差模到共模的转换，同时维持对于额定插头所要求的输出串扰(例如在TIA/EIA 568-B.2-1，附录E，表E.3和E.4中所提出，在此通过参考将其合并)。

在一些实施例中，即使对于更可预测的串扰性能也可以选择输出串扰来优化对于特定插座的匹配的响应。典型的插头-插座组件200在图7和图7A中图示，其中示出了插座201(此插座在美国专利申请No.XXX中描述，在此通过以上的参考将其合并)。插座201包括具有插头孔214、覆盖件216和端子壳体218的插座框212。接线板220包括安装在其上的IDC 242a至248b。接触导线222a至228b安装到接线板220。在其自由端部，接触导线222a至228b配合在位于接线板220的前端的槽229a至229h内，且定位为与插入到插头孔214内的插头的片匹配。除去在下文中将更详细地描述的交叉点区域226c外，接触导线222a至228b一般地遵循相同的外形直至它们向下弯曲到它们各自的在接线板220内的安装孔内。接线板220上的传导迹线提供了在接触导线222a至228b和IDC 242a至248b之间的信号路径。

现在参考图7A，接触导线226a、226b借助于支承件227a、227b形成了交叉点226c。接触导线226a、226b的每个包括横向地延伸的交叉段231，交叉段在接触导线222a、222b的上方(在接触导线226a的情况下)或下方(在接触导线226b的情况下)行进。接触导线226a、226b的每个也包括支承指，它从交叉段231向后延伸以搁置在各支承件227a、227b顶上。

在此构造中，组件200可以通过解决插头(即在插头和插座的接触区域前)和插座(在接触区域后)内的差模到共模串扰来提供改进的性能。如此，插头和插座可以相互调谐以提供提高的串扰性能。

本领域技术人员将认识到，插头的构造可以变换且仍由本发明包括。例如，以上描述和图示的迹线的长度和/和形状可以变化。可以省略电容器，或者如希望可以添加其他电容器。迹线和/或电容器可以沉积在基片的不同的层上。迹线可以由其他部件替换，例如具有可以生成感性耦合的平行的段和/或可以生成容性耦合的段的引线框等。在一些实施例中，可以使用仅容性元件或仅感性元件。其他变化可以由本领域技术人员认识到。

此外，在其他实施例中，可以使用用于导体自身的其他结构，特别地如果连接器是插座而非插头。例如，导体可以由引线框或传导导线形成。它们可以包括“眼”以连接到PWB和包括接触区域以接触另一个连接器。导体自身可以构造为使得与沉积在PWB上的接触盘或导体的其他部分形成接触。本领域技术人员也将认识到其他变化适合于与本发明一起使用。

本发明现在将在如下的非限制性例子中详细描述。

例子

使用可从Ansoft Corporation获得的HFSS有限元软件建模对“常规”的额定插头。另外，也对以上的图4A至图5B中图示的构造的“平衡”的插头建模。然后在常规的和平衡的插头上进行混合模分析。

来自混合模分析的结果在图6中示出(对于常规插头，对3-2和对3-4的曲线相同；因此在图6中仅可见一个曲线；它代表了两个对组合)。如从图6的曲线可见，与常规插头相比，在平衡的插头内包含补偿感性和容性串扰显著地降低了对于两对组合的模转换的水平，特别是在高频时。因此，此构造的插头应产生对匹配的插座的更小的串扰，这可以降低在插座内对于希望的性能所需的补偿的程度。

前述是本发明的例示且不解释为对本发明的限制。虽然本发明的典型的实施例已经描述，但本领域技术人员将容易地认识到可以进行典型实施例内的许多修改而不本质上偏离本发明的新颖的教示和优点。因此，所有这些修改意图于包括于在权利要求书中限定的本发明的范围内。本发明通过如下的包括其等价物在内的权利要求书限定。

Claims (30)

1.一种电信连接器，其包括：

第一对电导体和第二对电导体；

第一对导体和第二对导体布置在连接器的一个区域内，使得第一对的一个导体选择地定位为比第一对的另一个导体更靠近第二对的导体的两个；

且使得第一对的该一个导体将第一极性的共模信号耦合到第二对的导体上；和

其中在导体的另一个区域内，第一对的该另一个导体选择地定位为比第一对的该一个导体更靠近第二对的导体的两个以将第二极性的共模信号耦合到第二对的导体上，该导体的位置进一步选择为降低外来串扰。

2.根据权利要求1所述的电信连接器，其中连接器是通信插头。

3.根据权利要求2所述的电信连接器，其中连接器包括第三对导体，且其中第一对导体将第三对导体夹入中间，且其中第二对导体位于邻近第一对导体的导体的一个。

4.根据权利要求3所述的电信连接器，其中连接器包括第四对导体，且其中第四对导体位于邻近第一对导体的导体的另一个。

5.根据权利要求4所述的电信连接器，其中第一、第二、第三和第四导体包括沉积在至少一个介电安装基片上的传导迹线。

6.根据权利要求5所述的电信连接器，其中第二对导体和第四对导体的导体容性地将信号能量耦合到第一对导体的导体的相应一个。

7.根据权利要求4所述的电信连接器，其中第一对、第二对和第四对导体每个包括三个交叉点。

8.根据权利要求7所述的电信连接器，其中第三对导体包括三个交叉点。

9.根据权利要求2所述的电信连接器，其中第一极性和第二极性的共模信号在幅值上近似相等。

10.根据权利要求1所述的电信连接器，其中导体的布置选择为控制至少两对导体的导体之间的差模到共模耦合。

11.根据权利要求10所述的电信连接器，其中在介电基片上的迹线的布置进一步选择为控制至少两对迹线的迹线之间的差模到共模耦合。

12.根据权利要求11所述的电信连接器，其中在介电基片上的迹线的布置选择为控制(a)在第二对和第三对迹线之间以及(b)在第三对和第四对迹线之间的差模到共模耦合。

13.一种通信插头，其包括：

多个传导触点，触点的每个在插头的接触区域内大体上相互对齐和平行；和

印刷电路板，触点安装在印刷电路板上，印刷电路板包括至少一个介电基片和布置在其上的迹线，迹线的每个电连接到各触点，迹线的每个适合于与进入电缆的各导体连接；

其中迹线在介电基片上的布置选择为控制在至少两对迹线的迹线之间的差模到共模耦合。

14.根据权利要求13所述的通信插头，其中触点是片。

15.根据权利要求14所述的通信插头，其中接触片成对布置，使得第一对、第二对和第四对接触片的接触片的每个邻近该对的相应的片，且其中第三对接触片将第一对夹入中间，第四对邻近第三对的片的一个，且第二对邻近第三对的片的另一个；且其中传导迹线与相应的对内的片电连接。

16.根据权利要求13所述的通信插头，其中第二对、第三对和第四对迹线的每个包括三个交叉点。

17.根据权利要求15所述的通信插头，其中第一对迹线包括三个交叉点。

18.根据权利要求13所述的通信插头，其中迹线在介电基片上的布置进一步选择为控制至少两对迹线的迹线之间的差模到共模耦合。

19.根据权利要求18所述的通信插头，其中在介电基片上的迹线的布置选择为控制(a)在第二对和第三对迹线之间以及(b)在第三对和第四对迹线之间的差模到共模耦合。

20.一种控制当施加平衡信号时由通信插头输出的信号的方法，其包括：

将第一对导体相对于介电基片定位；和

将第二对导体相对于介电基片定位；

其中第一对导体和第二对导体布置在插头的一个区域内，使得第一对的一个导体选择地定位为比第一对的另一个导体更靠近第二对的导体的两个，

且使得第一对的该一个导体将第一极性的共模信号耦合到第二对的导体上；和

其中在插头的另一个区域内，第一对的该另一个导体选择地定位为更靠近第二对的导体的两个以将第二极性的共模信号耦合到第二对的导体上，因此提高了模转换性能。

21.一种用于与电信插座匹配的电信插头，该插头包括：

在插头的接触区域内相互邻近且一起形成了第二对导体的第一导体和第二导体；

在插头的接触区域内相互邻近且一起形成了第一对导体的第四导体和第五导体；

在插头的接触区域上布置在第二导体和第四导体之间的第三导体；和

邻近第五导体的第六导体，第三导体和第六导体一起形成了将第一对导体夹入中间的第三对导体；

其中第三导体和第六导体布置为将大体上相等的信号能量的量耦合到第一导体和第二导体的每个上。

22.根据权利要求21所述的电信插头，进一步包括在接触区域内相互邻近且形成了第四对导体的第七导体和第八导体，在接触区域内第七导体邻近第六导体。

23.根据权利要求22所述的电信插头，其中第一对、第二对、第三对和第四对的每个包括三个交叉点。

24.根据权利要求21所述的电信插头，其中第四对包括三个交叉点。

25.根据权利要求23所述的电信插头，其中交叉点在PCB上实施。

26.根据权利要求21所述的电信插头，其中第三导体和第六导体布置为将不同的信号能量的量耦合到第四导体和第五导体的每个上。

27.一种控制当施加平衡信号时由通信插头输出的信号的方法，其包括：

将第一对导体相对于介电基片定位；

将第二对导体相对于介电基片定位；

将第三对导体相对于介电基片定位；和

将第四对导体相对于介电基片定位；

其中第一对、第二对、第三对和第四对导体的位置选择为控制在导体之间的差模到共模耦合，以抵消否则将在导体之间存在的跨模耦合的效果。

28.一种电信连接组件，该组件包括插头和接收插头的插座，其中插头包括：

第一对电导体和第二对电导体；

第一对导体和第二对导体布置在插头的第一插头区域内，使得第一对的第一导体选择地定位为比第一对的第二导体更靠近第二对的导体的两个；

其中在插头的第二插头区域内，第一对的第二导体选择地定位为比第一对的第一导体更靠近第二对的导体的两个；

且其中插座包括：

第一对电导体和第二对电导体，

第一对导体和第二对导体布置在插座的第一插座区域内，使得第一对的第一导体选择地定位为比第一对的第二导体更靠近第二对的导体的两个，

其中在插座的第二插座区域内，第一对的第二导体选择地定位为比第一对的第一导体更靠近第二对的导体的两个；

其中插头和插座的每个包括接触区域，当插头和插座处于匹配状态时，插头和插座接触区域相互接触，其中插头的导体与插座的导体电连接。

29.根据权利要求28所述的组件，其中插头第一对的第一导体与插座第一对的第一导体电连接，且插头第一对的第二导体与插座第一对的第二导体电连接。

30.根据权利要求29所述的组件，其中插头包括第三对导体，插头第三对导体被插头第一对导体夹入中间，且其中插座包括第三对导体，插座第三对导体被插座第一对导体夹入中间，且其中插头第三对的导体的每个与插座第三对的导体的相应一个电连接。

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