CN102007651B - 用于减少插头/插孔连接内产生共模信号的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述一种通信连接器,其包括插头和将插头插入其中的插孔。插头端接有一段长度的双绞线电缆。该插孔包括分线器,该分线器支承用于连接到电缆内的导线的接口触点、连接到触点的刚性电路板、以及与插头接口触点接触的柔性电路板。该插孔还包括通过增加分线器、刚性电路板和/或柔性电路板内从导线对运载信号的迹线之间的电容值来补偿电缆的导线对之间串扰的电路,从而由插头在具有同相信号的导线对之间产生的串扰与由插头在异相信号之间产生的串扰抵消,且从而每根迹线之间增加的电容值大致相等。进行该补偿来降低差模至共模信号转换。

Description

用于减少插头/插孔连接内产生共模信号的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请以参见的方式在此包含2007年3月20日提交的美国临时专利申请第60/895,853号的全文。
技术领域
本发明总地涉及电连接器,且更具体地涉及具有串扰补偿的模块化通信插孔设计,该串扰补偿抑制插孔和/或插头内导体之间存在的串扰。
发明背景
在电通信系统中,有时有利的是在一对导线而不是单根导线上以差分信号的形式传输信息(视频、音频、数据),其中所传输的信号包括导线之间的电压差而与所呈现的绝对电压无关。导线对中的每根导线能够拾取来自外部源(例如相邻的数据线)的电噪声。使用差分信号是有利的,这是由于差分信号不易于受到这些外部源的影响。
使用差分信号时,已知需要避免产生共模信号。共模信号与传输线的平衡有关。平衡是导线对中在导线的各个导体与接地之间的阻抗对称性的度量。当一导体的对地阻抗与另一导体的对地阻抗不同时,差模信号不合要求地转化成共模信号。
关于差分信号的另一问题是由相邻差分导线对引起的电噪声,其中每对导线中的各个导体以不同方式耦合(电感耦合或电容耦合),这会对相邻导线对增加噪声。这称为串扰。串扰可发生在传输线的近端(NEXT)和远端(FEXT)。串扰还会内部地发生在通道内的差分导线对之间(称为内部NEXT和内部FEXT),或可耦合到相邻通道内的差分导线对(称为外部NEXT和外部FEXT)。一般来说,只要对导线对内的每根导线增加相同的噪声信号,则导线之间的电压差将保持大约相同,并使串扰最小。
在通信行业中,随着数据传输速率的稳步提高,由于插孔和/或插头内紧密间隔的平行导体之间不合要求的电容和电感耦合造成的串扰越来越成问题。已经设计了具有改进的串扰性能的模块化连接器,以满足日益提高的苛刻标准。例如,当前的连接器引入了预定量的串扰补偿,以消除不合意的NEXT。使用两级或多级补偿来解决来自因补偿区域与插头/插孔接口之间的距离产生的传播延迟的相移,这又使系统带宽增加。此外,在外部串扰领域尤其需要新的标准。已知共模信号比差分信号辐射更大,且因此是外部串扰的主要来源。因此,需要使任何种类的共模信号最小,且这使得需要新的连接器设计。
当前的传输速率,包括需要超过250MHz带宽的传输速率,已经超过了用于内部NEXT和外部NEXT的现有技术的能力。因此,需要改进的补偿技术。
发明内容
在以下揭示的各实施例中,描述一种通信连接器,其包括插头和将插头插入其中的插孔。插头端接有一长度的双绞线通信电缆。该插孔包括分线器,该分线器布置成支承用于连接到双绞线通信电缆内的导线的接口触点、连接到接口触点的刚性电路板、以及与插头接口触点接触的柔性电路板。
插头的结构形成然后由插孔补偿的串扰。此外,插头的不平衡结构可形成可能损害外部串扰性能的共模信号。可通过柔性电路板和刚性电路板增加串扰来补偿来自插头的串扰。该串扰可增加成使得该串扰允许内部NEXT和FEXT在超过500MHz的频率上通过,同时使共模信号的形成最少,这最终改进外部串扰性能。
通过阅读下面的具体实施方式并适当地参照附图,这些和其它方面对于熟悉本领域的技术人员来说将变得显而易见。此外,应当理解,本文所提到的实施例并不表示限制所要求保护的本发明的范围。
附图说明
图1示出用于在电缆上以电信号形式传输信息(视频、音频、数据)的传输通道的实例。
图2示出示例概念电缆,其包括以在插头中布置导线的方式示出的导线1-8。
图3是包括插头和可将插头插入其中的插孔的示例通信连接器的分解立体图。
图4示出包括接口触点和IDC的分线器和PCB刚性电路板构造的实例的侧视图。
图5示出示例插头的一部分与插孔的接口触点接触。
图6示出具有与PCB刚性电路板上导线编号引脚对应地编号的IDC的插孔的实例的后视图。
图7A示出沿导线对12和36传输的概念差分信号的实例。
图7B示出沿导线对36和78传输的概念差分信号的实例。
图8示出从插头/插孔连接产生的共模怎样形成通道内看到的外部串扰。
图9示出示例插片布置,该布置具有根据端接到插片的导线的编号来编号的插片。
图10示出示例示意图,示出插头/插孔的导线对36、12和78之间的电容,该插头/插孔设计成优化内部NEXT、FEXT,并降低对导线对组合36-12和36-78的共模形成。
图11示出示例示意图,示出在导线对组合45-36之间增加的电容。
图12示出插孔的柔性电路板的示例布置,其设计成优化内部NEXT并降低导线对12和48上的共模产生。
图13示出图3中刚性电路板的放大示例布置图。
图14示出刚性电路板的示例布置,示出顶层、第一内层、第二内层和底层。
图15A-F示出刚性电路板的不同层的示例图。
图16A-B示出进行的示例标准实验室测试,从而说明本申请的优点。
具体实施方式
本申请描述一种通信连接器,其包括插头和将插头插入其中的插孔。该插孔包括通过增加导线对的导线之间的电容和互感来补偿插头的导线对之间串扰的电路。
现参照附图,图1示出用于在导线上以电信号形式传输信息(视频、音频、数据)的传输通道100。示出该系统包括开关102,在该开关102处,接插线104连接到接插板110处的插头106/插孔108连接。在接插板110处,信息可通过接插线112路由到例如第二接插板118处的另一插头114/插孔116连接。从这里,信息可通过导线120路由较长距离,例如85m,到达例如存在于接插板内的插头122/插孔124连接。信息从该接插板经过接插线126路由到插头128/插孔130连接。图1中的插头/插孔连接可以是注册插孔(RJ)标准化物理接口,用于连接电信设备或计算机联网设备。例如,插头/插孔连接可以是模块化或穿孔连接器类型的RJ45连接。
图1所示的连接可以是与6A类电缆兼容,通常称为Cat6A,这是用于10吉比特以太网和其它网络协议的电缆标准,该标准与6类、5/5e类和3类电缆标准后向兼容。6A类的特征是对串扰和系统噪声有更严格的规范,这对于UTP方案尤其难以通过。该电缆标准提供高达500MHz的性能,并适于10BASE-T/100BASE-TX、1000BASE-T(吉比特以太网)、以及10GBASE-T(10-吉比特以太网)。
因此,图1所示的电缆可各包括如在标准RJ45插头内布置的四对双绞铜线对。图2示出电缆200,电缆200包括导线1-8。在图2所示的构造中,导线1和2是双绞线,导线4和5是双绞线,导线3和6是双绞线,且导线7和8是双绞线。因此,在4-5双绞线与3-6双绞线之间有交叠,这显著增加对双绞线组合45-36的串扰。导线1-8端接于插头202,导线在该点解开扭绞。
电缆200包括双绞线,用于使来自外部源的电磁干扰(EMI)、来自未受屏蔽的双绞线(UTP)电缆的电磁辐射、以及相邻双绞线之间的串扰最小。
图3是通信连接器300的分解立体图,该通信连接器300包括插头302和可将插头302插入其中的插孔304。插头302端接有一段长度的双绞线通信电缆(未示出),而插孔304可连接到另一双绞线通信电缆(图3中未示出)。
如从左向右所示,插孔304包括主壳体306、以及布置成支承八个插头接口触点312的底部前分线器308和顶部前分线器310。插头接口触点312通过PCB(印刷电路板)314上的通孔从前部与PCB314配合。如图所示,IDC(绝缘移位联接)支承件315使八个IDC 316能够通过PCB314上另外的通孔从后部与PCB314配合。具有用于IDC 316的通路的后壳体318用于提供与双绞线通信电缆的接口。
图4示出分线器310和PCB刚性电路板314构造的侧视图,该构造包括插头接口触点312和IDC316。图4示出分线器310还包括柔性电路板320,该柔性电路板320与接口触点312接触并包含补偿串扰的电路。柔性电路板320可以是包括电容和电感以补偿串扰的柔性PCB。图5示出插头302的一部分与接口触点312接触。图6示出具有多个IDC的插孔的后视图(PCB刚性电路板314被隐藏而看不到),IDC的编号对应于PCB刚性电路板314上的导线编号引脚。
在图1的传输系统100内,可使用差分信令在导线上发送数据,差分信令是通过在两根分开导线上发送两个互补信号来电传输信息的方法。使用图2所示的电缆,在导线对上发送两个互补信号,例如在1至2导线对上(“12对”)。在导线连接的端部处,接收装置读取两互补信号之间的差。因此,由于两导线具有类似量的电磁干扰,所以同等地影响两导线的任何噪声将被消除。差模传输的辐射小于共模传输。
在典型的传输系统中,电缆更易于受到来自于其它电缆的共模串扰而不是差模串扰的影响。共模信号是呈同相且在双导线电缆的两根线上相对于局部公共点或接地具有相同幅值的信号。这种信号可例如由于等同地耦合到两导线的辐射信号、驱动电路的偏差、传输和接收部位之间的接地差分、或两差分对之间的不平衡耦合而产生。
使用本文讨论的电缆的构造,从一电缆内导线对到另一电缆内导线对的外部串扰(例如来自相邻通道的信号耦合)会使系统不符合CAT6A(EIA/TIA-568或ISO)的要求。相邻通道有可能具有显著的共模外部耦合,这会发生在位于插孔之间前端上的UTP电缆上。共模信号可通过插头-插孔组合形成。当前对插头或插孔的CAT 6A部件要求可能不足以降低在插头/插孔连接中可产生的共模信号。因此,符合CAT 6A标准的插头/插孔仍会形成将不符合外部串扰要求的通道或永久链路。
标准RJ45插头增加对信号的串扰,这需要由插孔补偿。在导线对36-12和36-78上,主要是由插头因导线2与导线3耦合、且导线6与导线7耦合而增加串扰信号。这是因为插头的布置使导线3靠着导线2,且导线6靠着导线7(例如见图2)。
图7A示出沿导线对12和36传输的概念差分信号。如图所示,使用差分信令,沿导线1发送的信号与沿信号2发送的信号异相180度。这种情况同样发生在跨导线3和6传输的信号上。由于电缆内导线的布置,插头在具有同相信号的每对导线(例如导线1和3,以及导线2和6)之间、以及在具有反相信号的每对导线(例如导线1和6,以及导线2和3)之间引起串扰。为了补偿由插头引起的串扰,增加补偿,该补偿具有与由插头引起的串扰相反的极性,从而由插头在具有同相信号的每对导线之间引起的串扰与由插头在具有异相信号的每对导线之间引起的串扰抵消。因此,要求形成这样的情况:对于导线对36-12,其中插头和插孔都具有:
X13+X26-X23-X16≈0       (方程1)
其中X13是在导线1与3之间增加的补偿串扰,X26是在导线2与6之间增加的补偿串扰,X23是由插头在导线2与3之间产生的串扰,且X16是在导线1与6之间的串扰。
此外,对导线对36-78是同样的情况,如图7B所示,且因此要求形成这样的情况:插头和插孔都具有:
X68+X37-X67-X38≈0          (方程2)
其中X68是在导线6与8之间增加的补偿串扰,X37是在导线3与7之间增加的补偿串扰,X67是在导线6与7之间的串扰,且X38是在导线3与8之间的串扰。注意,X可指电容和/或电感串扰。每个等式写成约等于零的原因是,尽管希望精确等于零,但由于测试设备的动态范围、组装过程中的不理想以及使用不同类型的插头,所以大部分时间在10MHz以下的频率实际值在-75dB以下的幅值附近。
在CAT6和CAT6A规范中,另外的串扰通常是相对于第一级补偿电容器(X13、X26以及X68、X37)有时间延迟的。串扰与插头(X23、X16和X67、X38)具有相同的极性。第二串扰通常致使增大系统带宽的空值的增加。对此仍然可以使用方程1和2。对于关于时间延迟信号补偿的更多信息,读者可参考美国专利第5,997,358号,其内容全部以参见的方式纳入本文,正如在本文中完整阐述一样。
另外的串扰源是外部串扰(例如来自相邻通道的信号耦合)。插头/插孔接口是最终引起外部串扰的信号源。例如,插片相对于导线对36-12和36-78的布置的不平衡产生共模信号。导线3和2相互靠近,且导线6和7相互靠近,且因此导线对36上的差分信号在导线对12和78上产生强共模信号。导线对12和78上的共模信号在相邻通道上的相邻电缆之间耦合。相邻通道上导线对12和78上的这些共模信号随后转换回导线对36上作为外部串扰的差分信号。
为了符合电信行业协会(TIA)/电子工业联盟(EIA)CAT6A规范和ISO标准,插头应当对每对组合具有在特定范围内的解嵌入串扰值。例如,对于导线对组合12-36和36-78,该值为:
46.5-20log(f/100)dB≥TotalXtalk≥49.5-20log(f/100)dB     (方程3)
其中TotalXtalk是对于导线对组合12-36和36-78的以dB为单位的解嵌入串扰,且f是以MHz为单位的频率。
形成定义为方程3中TotalXtalk的解嵌入值的对导线对12-36和36-78的总串扰可以看作以上方程1-2中的串扰。由于用于2和3的插片紧靠彼此且用于6和7的插片紧靠彼此的插头布置,
X23>>X16      (方程4)
以及
X67>>X38      (方程5)
正是在X12-36和X36-78上的不平衡产生了导线对12和78上的强共模信号。
图8示出插头/插孔连接处形成的共模信号是怎样形成外部串扰的。首先将差分信号注入通道A(例如第一电缆)。通道A上的插头/插孔组合将差分信号转换成共模信号。主要由于插头上插片的构造和/或在插孔内进行的对插头的补偿方式而发生该“模式转换”(例如从差分信号转换成共模信号或从共模信号转换成差分信号)。
共模信号还作为外部串扰信号耦合在通道B的接插线上。电缆上共模信号的耦合并未被CAT6A标准所覆盖,且因此通常是比差分耦合更强的程度。在通道B上,插头-插孔组合将共模信号转换回在通道B上引起外部串扰的差分信号。
因此,存在两个问题:由于插头/插孔连接产生共模信号以及电缆内这些信号的耦合。因此,影响由插头/插孔模式转换引起的外部串扰的总量的因素包括从差模到共模的转换和从共模回到差模的转换,以及共模信号在相邻电缆之间的耦合程度。要求降低插头/插孔连接中模式转换的量。
在一实施例中,除了符合以上方程1和2的要求之外,还需要符合新的要求来降低模式转换。因此,插头/插孔组合内增加的串扰的值(电容值和电感值)通常如下所示:
C13≈C26≈C23≈C16    (方程6)
C68≈C37≈C67≈C38    (方程7)
M13≈M26≈M23≈M16    (方程8)
以及
M68≈M37≈M67≈M38    (方程9)
其中C是指总电容耦合,且M是指匹配的插头/插孔组合的总互感耦合。如果符合方程6-9,从36差分信号形成12/78共模信号的模式转换总量会最小。由于插孔本身的结构增加了难以量化的电感和电容分量,很难形成非常符合方程6、7、8和9的插孔。注意,尽管这些方程显示了对导线对组合36-12和36-78所需的平衡耦合,但对所有导线对(45-36、45-12、45-78以及12-78)都需要这些平衡要求。
参照图3-5,在本申请中,可对插孔304的柔性电路板320和PCB刚性电路板314两者增加电容串扰。为了优化模式转换,在导线1和3以及导线2和6之间增加电容补偿来补偿导线对组合12-36上的插头串扰,并可对导线3-7和6-8之间增加补偿来补偿导线对组合36-78上的插头串扰,从而使插头/插孔符合内部NEXT规范。例如,可在导线1-3和2-6之间以及导线3-7和6-8之间增加相等的电容来满足方程6-7。图9示出插片布置,该布置具有根据端接到插片的导线的编号来编号的插片。
为了同时调谐插孔内的内部NEXT和模式转换,使电容C13、C26、C68、以及C37的电容量大致相等。同样,使电容C68和C37的电容量大致相等。增加C16和C38形式的电容,它们与相对于以上电容有时间延迟的来自插头的串扰极性相同。
因此,对导线对组合36-12和36-78的模式转换和内部NEXT的调谐的插头/插孔补偿可以是如图10所示那样。如图所示,该插头由于其几何形状主要设有等值的电容C23和C67。该插头还设有等值的电容C13和C68。注意,插头还示出包括等值的电容C37、C38、C26、和C16;但是这些电容是并未实际增加到插头的理论值,只是显示用来说明由于插头的设计可以具有这些电容。
插孔的鼻部(例如底部前分线器308、顶部前分线器310和接口触点312全部)由于其几何形状而设有电容C13和C68,以及电容C67和C23。电容C26、C37、C16、和C38理论上存在于该鼻部内,并为了完整而示出。柔性电路板增加等值的电容C26和C37。刚性电路板增加电容C16和C38以及电容C68和C13。电容C67、C37、C26、和C23是为了完整而示出的理论电容。图10中所示刚性电路板的右侧,在IDC内增加电容C67、C68、C13、和C23。图10示出每个电容的示例值,但也可使用其它值。此外,图10所示的值在约0.1pF内满足方程6和7。
图11示出用于导线对34、35、46和56的导线对电容。使用上述相同的方法,需要形成这样的情况:
X34+X56-X46-X35≈0    (方程10)
其中X34是在导线3与4之间增加的补偿串扰,X56是在导线5与6之间增加的补偿串扰,X46是在导线4与6之间的串扰,且X35是在导线3与5之间的串扰。
如图11所示,插头具有电容C34、C56、C35、和C46。插孔的鼻部具有增加的电容C34、C56、C35、和C46来补偿由插头引起的净串扰。柔性电路板具有增加的电容C35和C46来补偿串扰。刚性电路板具有增加的电容C34、C56、C35、和C46来补偿串扰。因此,也使相对于导线对组合45和36的模式转换最小。
图12示出柔性电路板320的示例布置,具有用于编号为1-8的导线的触点。柔性电路板320可以是双层电路板,在这两层之间有1密耳芯件。示出柔性电路板320包括电容C26、C35、C46和C37。这些电容在物理上是两层金属,且C26和C37的顶层的尺寸可为28×33密耳,且C26和C37的底层的尺寸可为28×43密耳。此外,C35和C46的顶层的尺寸可为30×44密耳,且C35和C46底层的尺寸可为40×54密耳。不同尺寸的电容用于防止制造工艺造成的层与层之间的变化影响柔性电路板的总电容值。
在本申请中,柔性电路板仅增加导线26、37、35和46之间的补偿电容串扰,该串扰与插头区域内增加的串扰极性相反。柔性电路板不增加任何故意的电感串扰。通过在柔性电路板上放置与柔性电路板上插头内的耦合有相反极性的电容,这些电容靠近插头放置,从而具有更好的内部NEXT性能。
图12中所示的柔性电路板设计试图使从导线触点322和324到电容C35的距离最小,并使从导线触点326和328到电容C46的距离最小,从而通过时间延迟模型得到更好的内部NEXT性能。该柔性电路板还通过省略柔性电路板上导线对13和68之间的电容来帮助平衡36-12和36-78导线对而改进在通道内测得的外部串扰。
图13示出图3中刚性电路板314的放大图,且图14示出刚性电路板的示例布置。如图13所示,刚性电路板314包括顶层、第一内层、第二内层和底层。图14示出显示所有四层上导电迹线的俯视图。这里示出IDC触点(如图6中所示)标以附图标记322-336。每个IDC触点322-336从接口触点312连接到刚性电路板314上相应导线的引脚(编号为1-8)。因此,示出IDC触点编号为1-8,与导线1、2、4和5对应的号码在刚性电路板的一端,号码3、6、7和8在刚性电路板的另一端。示出接口触点的引脚在刚性电路板的中部。图14中还示出显著的电容C38和C16
图15A-F示出刚性电路板314的不同导电迹线层。例如,图15A示出刚性电路板314的顶层。如图所示,顶层包括将导线1、2和6的引脚连接到用于相应导线的IDC触点的迹线。图15B示出刚性电路板314的底层。如图所示,底层包括将导线3、4、5、7和8的引脚连接到用于相应导线的IDC触点的迹线。图15C示出顶层和底层的示例视图,以示出引脚和IDC触点之间的所有连接。
图15D示出刚性电路板314的第一内层的示例视图,且图15E示出刚性电路板314的第二内层的示例视图。第一和第二内层包括包含电容C56、C38、C46、C16、C35、和C34的板。例如,第一内层包括用于电容C56、C38、C46、C16、C35、和C34中每个的第一板,且第二内层包括用于电容C56、C38、C46、C16、C35、和C34中每个的第二板,从而它们共同形成所述电容,如图15F所示。
图16A-B示出进行的示例模拟,从而说明本申请的优点。运行该模拟来说明6-绕-1功率和外部NEXT测试。该测试示出由于六个周围的电缆而在电缆上观测到的串扰。在图16A内,使用本文讨论的插头/插孔组合来进行模拟,具有的构造满足以上方程1和2,不满足以上方程6-9。如图所示,使用该构造(例如,不平衡结构),该系统在约450MHz下不符合外部串扰的标准容差。图16B是用本文讨论的具有满足方程1-2和6-9的构造的上述插头/插孔组合进行的示例模拟(具有图10所示的示例电容值)。如图所示,使用该构造(例如,平衡结构),该系统在直至500MHz下符合串扰的标准容差。
使用本文所述的方法,用标准8根导线成双绞线电缆和RJ45插头/插孔连接,可减少电缆之间的外部串扰和插孔内产生的共模信号。为了补偿由插头产生的串扰,插孔的净串扰的极性与插头的相反,从而插头和插孔的串扰相互抵消(例如以上方程1和2)。此外,增加的串扰值(电容和电感值)大致相等,从而可以抵消串扰。
此外,尽管本申请的实例关注使用电容来补偿串扰,但也可或替代地也用平衡电感值来补偿串扰。
当然,可对上述实施例进行多种更改和改型(包括但不限于尺寸、大小、形状、定向等)。重要的是要注意,尽管以上对于插头/插孔连接的具体构造和设计描述了各实施例,但用于消除串扰的本申请的根本方法和技术也可应用于其它设计。例如,用于消除串扰的根本方法可用于设计成用于不采用RJ-45插头和插孔的其它电信网络的其它类型的电缆和插头/插孔连接。
应当理解,本文所述的布置仅用于示例目的。这样,本领域的技术人员会理解,也可使用其它布置和其它元件来代替,且可根据所要求的结果完全省去某些元件。此外,所描述的许多元件是能够以任何适当组合和定位实施为分离部件或分散部件或与其它部件结合的功能实体。
前述详细说明旨在认为是说明性而非限制性的,且旨在应当理解所附权利要求包括限定本发明范围的所有等同物。

Claims (26)

1.一种通信连接器,包括:
插头,所述插头端接有一段长度的双绞线通信电缆;以及
插孔,所述插头插入所述插孔内,所述插孔支承用于连接到所述双绞线通信电缆内导线的接口触点,并包括使所述双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路,并包括使匹配的插头/插孔组合内差模向共模和共模向差模的信号转换最少的电路,
所述双绞线通信电缆包括编号为1-8的八根导线,并布置成编号为导线对12、45、36和78的四对双绞线,从而在双绞线构造中,编号为1和2的导线扭绞,导线4和5扭绞,导线3和6扭绞且导线7和8扭绞,且在所述插头中的端接点,所述导线解扭绞并以从导线1到导线8的次序彼此相邻定位,
在运载导线1和3的信号的迹线之间增加的电容、在运载导线2和6的信号的迹线之间增加的电容、在运载导线2和3的信号的迹线之间增加的电容、以及在运载导线1和6的信号的迹线之间增加的电容都彼此大致相等。
2.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述插孔包括布置成支承用于连接到所述双绞线通信电缆内所述导线的所述接口触点的分线器。
3.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述插孔包括连接到所述接口触点的刚性电路板和与所述接口触点接触的柔性电路板。
4.如权利要求3所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路、或所述使匹配的插头/插孔组合内差模向共模和共模向差模的信号转换最少的电路包括在所述刚性电路板内。
5.如权利要求3所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路、或所述使匹配的插头/插孔组合内差模向共模和共模向差模的信号转换最少的电路包括在所述柔性电路板和所述刚性电路板内。
6.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述双绞线通信电缆与6A类电缆兼容。
7.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述双绞线通信电缆与6类或5E类电缆兼容。
8.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在所述双绞线通信电缆内的导线对之间的平衡电容和平衡互感耦合。
9.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在运载所述导线对的信号的迹线之间的电容,从而导线1和3之间以及导线2和6之间的串扰约等于导线2和3以及导线1和6之间的串扰。
10.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在运载导线1和3的信号的迹线之间增加的互感、在运载导线2和6的信号的迹线之间增加的互感、在运载导线2和3的信号的迹线之间增加的互感、以及在运载导线1和6的信号的迹线之间增加的互感,所述互感全部彼此大致相等。
11.如权利要求9所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在运载所述导线对的信号的迹线之间的电容,从而导线6和8之间以及导线3和7之间的串扰约等于导线6和7以及导线3和8之间的串扰。
12.如权利要求9所述的通信连接器,其特征在于,在运载导线6和8的信号的迹线之间增加的电容、在运载导线3和7的信号的迹线之间增加的电容、在运载导线6和7的信号的迹线之间增加的电容、以及在运载导线3和8的信号的迹线之间增加的电容都彼此大致相等。
13.如权利要求9所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在运载导线6和8的信号的迹线之间增加的互感、在运载导线3和7的信号的迹线之间增加的互感、在运载导线6和7的信号的迹线之间增加的互感、以及在运载导线3和8的信号的迹线之间增加的互感,所述互感全部彼此大致相等。
14.如权利要求1所述的通信连接器,其特征在于,所述使双绞线通信电缆内导线之间的内部近端串扰和内部远端串扰最小的电路包括在运载导线对的信号的迹线之间的电容,从而导线3和4以及导线5和6之间的串扰约等于导线4和6以及导线3和5之间的串扰。
15.如权利要求3所述的通信连接器,其特征在于,所述柔性电路板包括在运载导线2和6的信号的迹线之间、在运载导线3和7的信号的迹线之间、在运载导线3和5的信号的迹线之间、以及在运载导线4和6的信号的迹线之间增加的电容。
16.如权利要求3所述的通信连接器,其特征在于,所述刚性电路板包括在运载导线1和6的信号的迹线之间、在运载导线3和8的信号的迹线之间、在运载导线6和8的信号的迹线之间、在运载导线1和3的信号的迹线之间、在运载导线3和4的信号的迹线之间、在运载导线5和6的信号的迹线之间、在运载导线3和5的信号的迹线之间、以及在运载导线4和6的信号的迹线之间增加的电容。
17.一种匹配的插头/插孔组合,包括用于连接到双绞线通信电缆内导线的触点,其中所述双绞线通信电缆包括编号为1-8的八根导线,并布置成编号为导线对12、45、36和78的四对双绞线,从而在双绞线构造中,编号为1和2的导线扭绞,导线4和5扭绞,导线3和6扭绞且导线7和8扭绞,且在所述插头中的端接点,所述导线解扭绞并以从导线1到导线8的次序彼此相邻定位,以及其中所述匹配的插头/插孔组合包括导线1和3的触点之间的电容C13、导线2和6的触点之间的电容C26、导线2和3的触点之间的电容C23、以及导线1和6的触点之间的电容C16,其中所有所述电容是大致相同的。
18.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,导线2和3的触点之间的电容包括在所述插头内。
19.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,导线1和3的触点之间和导线2和6的触点之间的电容包括在所述插孔内。
20.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,所述电容以C23、C13、C26和C16的次序包括在导线的触点之间。
21.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,所述电容以C23、C16、C13和C26的次序包括在导线的触点之间。
22.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,导线6和8的触点之间、导线3和7的触点之间、导线6和7的触点之间以及导线3和8的触点之间的电容全部大致相同。
23.如权利要求17所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,还包括导线1和3的触点之间的互感M13、导线2和6的触点之间的互感M26、导线2和3的触点之间的互感M23以及导线1和6的触点之间的互感M16,其中所有所述互感大致相等。
24.如权利要求23所述的匹配的插头/插孔组合,其特征在于,导线6和8的触点之间、导线3和7的触点之间、导线6和7的触点之间以及导线3和8的触点之间的所述互感全部大致相等。
25.如权利要求23所述的匹配插头/插孔组合,其特征在于,所述互感包括在导线的触点之间,使得导线6和7的触点之间的互感M67包括在所述插头内,导线6和8的触点之间的互感M68和导线3和7的触点之间的互感M37包括在所述插孔内,导线3和8的触点之间的互感M38相对于M68和M37是有时间延迟的。
26.如权利要求23所述的匹配插头/插孔组合,其特征在于,所述互感包括在导线的触点之间,使得导线6和7的触点之间的互感M67包括在所述插头内,导线3和8的触点之间的互感M38在导线6和8的触点之间的互感M68和导线3和7的触点之间的互感M37之前包括在所述插孔内。
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7736195B1 (en) 2009-03-10 2010-06-15 Leviton Manufacturing Co., Inc. Circuits, systems and methods for implementing high speed data communications connectors that provide for reduced modal alien crosstalk in communications systems
US7967645B2 (en) * 2007-09-19 2011-06-28 Leviton Manufacturing Co., Inc. High speed data communications connector circuits, systems, and methods for reducing crosstalk in communications systems
CA2699970C (en) * 2007-09-19 2015-12-29 Leviton Manufacturing Co., Inc. Internal crosstalk compensation circuit formed on a flexible printed circuit board positioned within a communications outlet, and methods and systems relating to same
US7955139B2 (en) * 2007-12-19 2011-06-07 Panduit Corp. Method and system for reducing internal crosstalk and common mode signal generation within a plug/jack combination
EP2319138B1 (en) * 2008-08-13 2016-11-30 Panduit Corp. Communications connector with multi-stage compensation
JP5599795B2 (ja) * 2008-08-20 2014-10-01 パンドウィット・コーポレーション 多段補償付き高速コネクタ
US8167661B2 (en) * 2008-12-02 2012-05-01 Panduit Corp. Method and system for improving crosstalk attenuation within a plug/jack connection and between nearby plug/jack combinations
WO2011005972A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Panduit Corp. Communications connector with a short conductive path to compensation
US8435082B2 (en) * 2010-08-03 2013-05-07 Tyco Electronics Corporation Electrical connectors and printed circuits having broadside-coupling regions
US7850492B1 (en) 2009-11-03 2010-12-14 Panduit Corp. Communication connector with improved crosstalk compensation
EP2333911A1 (fr) * 2009-12-09 2011-06-15 Nexans Connecteur mâle pour câble de communication de données
JP5819007B2 (ja) 2011-11-23 2015-11-18 パンドウィット・コーポレーション 直交補償ネットワークを用いた補償ネットワーク
US9136647B2 (en) 2012-06-01 2015-09-15 Panduit Corp. Communication connector with crosstalk compensation
US10211881B2 (en) * 2012-08-09 2019-02-19 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Systems and methods for implementing energy-efficient ethernet communications
US8951072B2 (en) 2012-09-07 2015-02-10 Commscope, Inc. Of North Carolina Communication jacks having longitudinally staggered jackwire contacts
TWI493808B (zh) * 2012-11-16 2015-07-21 Frank Ma Transmission connector
US8764476B1 (en) * 2012-12-06 2014-07-01 Frank Ma Transmission connector
US9246463B2 (en) 2013-03-07 2016-01-26 Panduit Corp. Compensation networks and communication connectors using said compensation networks
US9375200B2 (en) * 2013-03-12 2016-06-28 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Ultrasound transducer with differential mode signaling
US8894447B2 (en) * 2013-03-14 2014-11-25 Commscope, Inc. Of North Carolina Communication plug having a plurality of coupled conductive paths
US9257792B2 (en) 2013-03-14 2016-02-09 Panduit Corp. Connectors and systems having improved crosstalk performance
US8858267B2 (en) 2013-03-14 2014-10-14 Commscope, Inc. Of North Carolina Communications plugs and patch cords with mode conversion control circuitry
US8858268B2 (en) * 2013-03-14 2014-10-14 Commscope, Inc. Of North Carolina Communications plugs and patch cords with mode conversion control circuitry
US9246274B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-26 Panduit Corp. Communication connectors having crosstalk compensation networks
US8864532B2 (en) 2013-03-15 2014-10-21 Commscope, Inc. Of North Carolina Communications jacks having low crosstalk and/or solder-less wire connection assemblies
US9088106B2 (en) 2013-05-14 2015-07-21 Commscope, Inc. Of North Carolina Communications jacks having flexible printed circuit boards with common mode crosstalk compensation
US9161133B2 (en) 2013-06-24 2015-10-13 Sony Corporation Crosstalk reduction in a headset
TWM488118U (zh) * 2014-03-19 2014-10-11 Bing Xu Prec Co Ltd 線纜連接器
US9735509B2 (en) * 2014-07-15 2017-08-15 Commscope Technologies Llc Capacitive compensation
RU2017114931A (ru) * 2014-10-01 2018-11-02 Сентинл Коннектор Системз, Инк. Разъем для высокоскоростной связи
US9966703B2 (en) 2014-10-17 2018-05-08 Panduit Corp. Communication connector
CN105789930B (zh) * 2014-12-16 2019-01-11 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 线缆连接器组件及其制造方法
JP6477307B2 (ja) * 2015-07-07 2019-03-06 日立金属株式会社 クロストーク調整方法
US10637196B2 (en) * 2015-11-11 2020-04-28 Bel Fuse (Macao Commercial Offshore) Limited Modular jack contact assembly having controlled capacitive coupling positioned within a jack housing
US10734765B2 (en) 2016-10-31 2020-08-04 Commscope Technologies Llc Connector with capacitive crosstalk compensation
KR101869539B1 (ko) * 2017-05-23 2018-06-20 주식회사 경신 정션박스용 커넥터 쉴드 접속장치
KR101879867B1 (ko) * 2018-05-30 2018-07-18 주식회사 경신 정션박스용 커넥터 쉴드 접속장치
CN109888574A (zh) * 2019-03-25 2019-06-14 上海梓丞信息科技发展有限公司 综合布线rj45插座模块与数据通信电缆连结簧片排列方法
CN110456270B (zh) * 2019-08-09 2020-06-16 清华大学 一种电机绝缘在线监测方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902785A (zh) * 2003-11-21 2007-01-24 莱维顿制造有限公司 串扰减少的插线面板系统和方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6333934A (ja) * 1986-07-28 1988-02-13 Matsushita Electric Works Ltd 信号漏洩防止装置
GB2271678B (en) * 1993-12-03 1994-10-12 Itt Ind Ltd Electrical connector
JPH08293365A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Matsushita Electric Works Ltd 中継モジュラジャック
GB9509886D0 (en) * 1995-05-16 1995-07-12 Amp Holland Modular plug for high speed data transmission
US5736910A (en) * 1995-11-22 1998-04-07 Stewart Connector Systems, Inc. Modular jack connector with a flexible laminate capacitor mounted on a circuit board
JPH09274972A (ja) * 1996-02-05 1997-10-21 Cable Tec Japan:Kk ビデオ信号伝送用接続器、並びに該接続器を備えたビデオ信号伝送装置及びビデオ信号伝送システム
US5997358A (en) * 1997-09-02 1999-12-07 Lucent Technologies Inc. Electrical connector having time-delayed signal compensation
US5967801A (en) * 1997-11-26 1999-10-19 The Whitaker Corporation Modular plug having compensating insert
US6231397B1 (en) * 1998-04-16 2001-05-15 Thomas & Betts International, Inc. Crosstalk reducing electrical jack and plug connector
US6186834B1 (en) * 1999-06-08 2001-02-13 Avaya Technology Corp. Enhanced communication connector assembly with crosstalk compensation
US6379157B1 (en) * 2000-08-18 2002-04-30 Leviton Manufacturing Co., Inc. Communication connector with inductive compensation
US7153168B2 (en) * 2004-04-06 2006-12-26 Panduit Corp. Electrical connector with improved crosstalk compensation
CA2464834A1 (en) 2004-04-19 2005-10-19 Nordx/Cdt Inc. Connector
US7038554B2 (en) * 2004-05-17 2006-05-02 Leviton Manufacturing Co., Inc. Crosstalk compensation with balancing capacitance system and method
US7186148B2 (en) * 2004-12-07 2007-03-06 Commscope Solutions Properties, Llc Communications connector for imparting crosstalk compensation between conductors
EP1842296A1 (en) * 2005-01-28 2007-10-10 Commscope Inc. of North Carolina Controlled mode conversion connector for reduced alien crosstalk
DE102006012518A1 (de) * 2006-03-18 2007-09-20 Adc Gmbh Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik
US7530854B2 (en) * 2006-06-15 2009-05-12 Ortronics, Inc. Low noise multiport connector
EP2082458B1 (en) * 2006-10-13 2015-06-03 Tyco Electronics Services GmbH Connecting hardware with multi-stage inductive and capacitive crosstalk compensation
US7967645B2 (en) * 2007-09-19 2011-06-28 Leviton Manufacturing Co., Inc. High speed data communications connector circuits, systems, and methods for reducing crosstalk in communications systems
US7736195B1 (en) * 2009-03-10 2010-06-15 Leviton Manufacturing Co., Inc. Circuits, systems and methods for implementing high speed data communications connectors that provide for reduced modal alien crosstalk in communications systems
US7955139B2 (en) * 2007-12-19 2011-06-07 Panduit Corp. Method and system for reducing internal crosstalk and common mode signal generation within a plug/jack combination

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902785A (zh) * 2003-11-21 2007-01-24 莱维顿制造有限公司 串扰减少的插线面板系统和方法

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