CN102292880B - 具有可调串扰补偿的电信插孔 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于对电信插孔中的串扰进行补偿的方法和系统。一个方法包含：制造在第一电线对和第二电线对之间具有串扰补偿区的电路板，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合。所述方法进一步包含：确定由包含所制造的所述电路板的所述插孔产生的串扰值。所述方法还包含：一旦确定所述串扰值位于串扰通带之外，则在制成所述电路板之后，通过改变所述第二电容耦合和所述电容耦合之间的电气连接来调整所述串扰补偿区。

Description

具有可调串扰补偿的电信插孔
相关申请的交叉引用
本申请是2009年11月25日作为PCT国际专利申请提出的，指定除美国之外所有国家的申请人是ADC有限责任公司(德国公司)，指定美国的申请人是Bernard Harold Hammond，Jr.(美国公民)、David Patrick Murray(英国公民)、Gordon John White(英国公民)和Ian Robert George(英国公民)，并且要求享有2008年11月25日提交的美国临时专利申请No.61/117,869和2009年11月24日提交的美国实用专利申请No.12/625,224的优先权。
技术领域
概括而言，本申请涉及电信系统。具体地说，本申请涉及具有可调串扰补偿的电信插孔。
背景技术
在数据通信领域中，通信网络通常利用设计用于维持或者提高经由网络来发送的信号(“传输信号”)的完整性的技术。为了保护信号完整性，通信网络应当至少满足由诸如电气和电子工程师协会(IEEE)等标准委员会所建立的相符标准。这些相符标准有助于网络设计人员提供至少达到最低水平的信号完整性以及某种兼容性标准的通信网络。
一种常见类型的通信系统使用双绞线来发送信号。在双绞线系统中，以平衡信号的形式在一对电线上发送诸如视频、音频和数据之类的信息。所发送的信号由电线之间的电压差来定义。
在双绞线系统中，串扰(crosstalk)对信号完整性有不良影响。串扰是由电线和双绞线系统之间的电容耦合和/或电感耦合所引起的不平衡噪声。串扰可以存在包含近端串扰、远端串扰和外来串扰在内的多种变体。近端串扰指的是在电线对的相同端检测到的、由电感/电容引起的串扰，而远端串扰指的是由电线对远端处的电感/电容产生的串扰。外来串扰指的是在线束中的不同电缆(即，不同通道)之间发生的串扰，而不是在单个电缆内的个别电线或电路之间发生的串扰。随着信号频率范围的不断增加，所有串扰的影响也变得更加难以解决。
传输信号彼此之间更接近时，串扰的影响也会增加。因此，由于传输信号的接近性，通信网络包含对串扰特别敏感的区域。特别地，通信网络包含使得传输信号之间相互靠近的连接器。举例而言，用于在双绞线电信系统中提供互连的传统连接器(例如，插孔和插头)的触点对串扰干扰特别敏感。
图1示出了用于与双绞线电信系统一起使用的现有技术面板20。面板20包含彼此之间相互靠近放置的多个插孔22。每个插孔22包含适合接纳标准电信插头26的端口24。每个插孔22适合于端接到四对双绞线传输线。如图2所示，每个插孔22包含标记为具有位置1-8的8个接触簧片。在使用中，接触簧片4和5被连接到第一对电线，接触簧片1和2被连接到第二对电线，接触簧片3和6被连接到第三对电线，并且接触簧片7和8被连接到第四对电线。如图3所示，典型的插头26也具有八个触点(标记为1-8)，当插头插入端口24时，这八个触点适于与插孔22的相应的八个触点互连。
为了提高电路密度，要求将插孔和插头的触点放置在彼此之间相当靠近的位置。因此，插孔和插头的接触区域对串扰特别敏感。此外，与其他触点对相比，某些对触点对串扰更为敏感。举例而言，在RJ-45连接器中，插头和插孔中的第一对和第三对触点(即，4-5对和3-6对)通常对串扰更为敏感。
为了解决串扰问题，插孔被设计成具有适合于降低接触簧片之间产生的电容耦合的接触簧片配置，以使得串扰最小化。一种替代方法包括有意地生成一种串扰，该串扰具有设计用于补偿或纠正在插头或插孔处引起的串扰的幅度和相位。典型地，可以通过操控插孔的触点或导线的位置来提供串扰补偿，或者可以在用于将插孔的接触簧片电气地连接到插孔的绝缘置换连接器的电路板上提供串扰补偿。这种串扰补偿通常基于在没有任何串扰补偿的情况下由插孔产生的串扰量。
当制造了多个插孔时，在不同的插孔间，所产生的串扰是可以改变的。通常而言，同一批次生产的插孔具有相似的串扰特性，但是由不同的生产批次所制造的插孔产生的串扰中可能存在明显差异。这种情况的产生至少部分归因于不同生产批次的电路板间的制造差异。因此，当选择了某种串扰补偿类型并且应用到每个插孔时，由于不同批次之间的差异，所以这种补偿没有达到预期效果。在某些情况下，整批插孔都可能超出给定的规格，这是因为所选择的串扰补偿没有充分地对该批插孔所产生的串扰进行补偿。如果在制造后不进行明显调整(例如，手动地向电路板增加补偿元件或从电路板移除补偿元件)，那么将不能按照预期的方式来使用这些电路板。因此，需要在串扰修复的灵活性方面做进一步改进。
发明内容
根据本申请，通过以下手段来解决上述问题以及其他问题：
在第一方面，公开了一种用于对由电信插孔中的多个电线对中的一个或多个产生的串扰进行补偿的方法。所述方法包含：制造在第一电线对和第二电线对之间具有串扰补偿区的电路板，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合。所述方法进一步包含：确定由包含所制造的所述电路板的所述插孔产生的串扰值。所述方法还包含：一旦确定所述串扰值位于串扰通带之外，则在制成所述电路板之后，通过改变所述第二电容耦合和所述电容耦合之间的电气连接来调整所述串扰补偿区。
在第二方面，公开了一种用于电信插孔的串扰补偿布置。所述布置包含电路板、安装在所述电路板上的多个接触簧片、安装在所述电路板上的多个电线端子触点、位于所述电路板上的多个走线；其中，所述多个走线将所述接触簧片分别电气地连接到所述电线端子触点。所述布置进一步包含串扰补偿布置，所述串扰补偿布置包含第一电线对和第二电线对之间的串扰补偿区，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合，其中，所述第二电容耦合是通过改变电气地连接到所述电容耦合的过孔和电气地连接到所述第二电容耦合的过孔之间的连接而可选择性地与所述电容耦合并联的。
在第三个方面，公开了一种用于在双绞线系统中使用的电信插孔。所述插孔包括：界定用于接纳插头的端口的外壳、适于在将所述插头插入所述外壳的所述端口时与所述插头电气接触的多个接触簧片、用于将电线端接到所述插孔的多个电线端子触点。所述电信插孔还包含电路板，所述电路板包含将所述接触簧片电气地连接到所述电线端子触点的导电走线。所述电信插孔进一步包含串扰补偿布置，所述串扰补偿布置包含第一电线对和第二电线对之间的串扰补偿区，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合，其中，所述第二电容耦合是通过改变电气地连接到所述电容耦合的过孔和电气地连接到所述第二电容耦合的过孔之间的连接而可选择性地与所述电容耦合并联的。
附图说明
图1是现有技术电信面板的透视图；
图2是现有技术插孔的示意图；
图3是现有技术电信插头的图示；
图4是具有各种特征的电信插孔的前透视图，这些特征是根据本申请的原理的创造性方面的示例；
图5是图4中的插孔的分解图；
图6是图4中的电信插孔的电路板、绝缘置换连接器和接触簧片的透视图；
图7是图6中的电路板、接触簧片和绝缘置换连接器的侧视图；
图8是图6中的电路板和接触簧片的顶视图；
图9是示出了并入图4中的电信插孔的串扰补偿方案的原理图；
图9A是示出了根据本申请的可能实施例的、图9中的串扰补偿方案的一部分的原理图；
图9B是示出了根据本申请的进一步可能实施例的、图9中的串扰补偿方案的一部分的原理图；
图9C是示出了根据本申请的进一步可能实施例的、图9中的串扰补偿方案的一部分的原理图；
图9D是示出了根据本申请的进一步可能实施例的、图9中的串扰补偿方案的一部分的原理图；
图10A是示出了用于在图4中的电信插孔的4-5对和3-6对之间提供串扰补偿的补偿布置的原理矢量图；
图10B是示出了可用于在图4中的电信插孔的4-5对和3-6对之间提供串扰补偿的进一步示例性补偿布置的原理矢量图；
图11是可在图4中的电信插孔中使用的电路板中的金属层的透视图；
图12是图11中的电路板的一部分的透视图；
图13是在图4中的电信插孔中使用的电路板的走线叠加图；
图14示出了图11中的电路板的第一导电层；
图15示出了图11中的电路板的第二导电层；
图16示出了图11中的电路板的第三导电层；
图17示出了图11中的电路板的第四导电层；
图18示出了针对图11中的电路板中的4-5对和3-6对的补偿和电容；
图19是图18中的补偿和电容布线的一部分的特写视图。
具体实施方式
本文将参照附图对本申请的各实施例进行详细地描述，其中，贯穿若干个附图，相同的附图标记表示相同的部件和组件。此外，说明书中所给出的任何示例并非旨在进行限定，而只是给出如何实践本申请的各个方面的多种可能实施例中的几个实施例。
概括地说，本申请涉及用于改善通信插孔内的串扰补偿的可调性的方法和系统。本申请概括地描述了一些串扰补偿方案，在这些方案中通过连接暴露在电路板(其包含在电信插孔中)上的过孔，可以很容易对串扰补偿进行调整。在某些方面，串扰补偿是在制造之后，通过对制造后的电路板进行测试并且对电路板的串扰补偿进行调整来实现的。本文所公开的可调串扰补偿方案提供了一种可以对制造差异进行补偿的方法。这种方法对于串扰通带很窄的情况是有用的，否则制造差异将会导致较高的故障率。
本申请涉及选择性的包含可以在一个或多个串扰补偿区中使用的易于连接/断开的电容串扰补偿元件。在某些方面，本申请涉及对串扰补偿进行微调，其中，串扰补偿的各部分直接位于电信插孔的接触簧片之间。
图4和图5示出了具有多个特征的电信插孔120(即，电信连接器)，这些特征是根据本申请的原理的电信插孔的各个方面的示例。插孔120包含绝缘外壳122，绝缘外壳122包含前部124和后部126。前部124定义了前端口128，前端口128的大小和形状可以接纳传统电信插头(例如，如RJ 45插头之类的RJ型插头)。后部126定义了绝缘置换连接器接口，并且包含适合容纳绝缘置换连接器叶片/触点的多个塔130。插孔120进一步包含电路板132，电路板132装配在外壳122的前部124和后部126之间。在前侧，将多个接触簧片CS1-CS8端接到电路板132的前沿。将多个绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8端接到电路板132的前侧。接触簧片CS1-CS8延伸到前端口128中，并且在将插头插入前端口128时，接触簧片CS1-CS8适于电气地连接到插头上所提供的相应触点。绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8安装在外壳122的后部126的塔130内。电路板132具有走线T1-T8(例如，走线，参见图9-图19)，走线T1-T8分别将接触簧片CS1-CS8电气地连接到绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8。
在使用中，通过将电线插入到绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8的各个对之间来将电线电气地连接到接触簧片CS1-CS8。当电线被插入到绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8的各个对之间时，叶片刺穿电线的电介质层并且与电线的中心导体电气接触。这样，通过电路板上的走线电气地连接到接触簧片CS1-CS8的绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8提供了用于将电线双绞线电气地连接到插孔120的接触簧片CS1-CS8的有效手段。
通常而言，在接触簧片CS1-CS8处携带的插孔信号中产生插孔的全部串扰中的绝大部分。在本文所公开的串扰补偿方案的某些实施例中，可以在接触簧片CS1-CS8之间直接应用第一电容串扰补偿区，以确保第一串扰补偿区被置于离串扰产生的位置尽可能近的位置。
图6-图8更清楚地示出了接触簧片CS1-CS8。优选地，接触簧片CS1-CS8的相对位置、形状和曲率适合在插孔120处提供某些初始串扰补偿。
优选地，插孔120的电路板132是多层电路板。电路板132可以包含由交替的电介质层隔开的多个导电层。导电层可以包含在电路板的每一侧上的最外层以及由电介质层隔开的内层。接触簧片CS1-CS8通常装配在电路板的中央，而绝缘置换连接器叶片IDC1-IDC8装配在电路板的相反端。过孔延伸通过电介质层以在导电层之间提供电气连接。走线沿着导电层并且至少部分地定义导电层。
在某些实施例中，优选地，电路板包含用于对插孔/插头接口处发生的串扰进行补偿的结构。在某些实施例中，用于对串扰进行补偿的结构包含提供在导电层之间的电容耦合。在某些实施例中，电容耦合是由放置在同一导电层的叉指(interdigitated finger)来提供的。在另一个实施例中，电路板的邻近导电层中可以包含对立的板。在这些实施例中，可以通过在电路板的导电层之间使用薄电介质层的方式来增加在电容板之间提供的电容耦合的幅度。下文描述了示例性的具体串扰补偿配置。
在某些实施例中，一个或多个电介质层可以由具有相对低的介电常数的材料制成。如本文中所使用的，介电常数是相对于空气的介电常数。在某些实施例中，电路板132中的某些电介质层的介电常数可以等于或者小于大约5。在其它实施例中，介质常数可以小于或者等于大约4或者小于或者等于大约3。用于制造电介质层的示例性材料是耐火4型(FR-4)电路板材料。FR-4电路板材料是加固有网格玻璃纤维垫的环氧树脂的合成物。
在本申请的某些进一步的实施例中，电路板132的电介质层可以包含不同厚度的电介质层。举例而言，在某些实施例中，电介质层可以具有小于大约0.01英寸的厚度，或者小于大约0.0075英寸的厚度，或者小于大约0.005英寸的厚度，或者小于大约0.003英寸的厚度。在其他实施例中，厚度可以在0.001到0.003英寸的范围内或者在0.001英寸到0.005英寸的范围内。在优选实施例中，一个或多个电介质层的厚度大约是0.002英寸。在这些实施例中，另一电介质层可以至少是2.5倍厚，或者至少是5倍厚。在另一些实施例中，其中一个电介质层比另一电介质层厚至少10倍或至少20倍。在一个示例性的实施例中，这样的一个层的厚度在0.050英寸到0.055英寸的范围内。在另一个示例性的实施例中，这样的一个层的厚度在0.040英寸到0.050英寸的范围内。
此外，各个电介质层可以由具有不同属性的不同材料来制造。举例而言，各个电介质层可以具有不同的介电常数，这些层中的其中一个层具有比第二层大得多的介电常数(例如，至少大1.5倍或至少大2倍)。
现参照图9，电路板132包含多个电容耦合，这些电容耦合具有适于对远端串扰和近端串扰进行补偿的幅度和位置。在4-5对和3-6对之间，这些形式的串扰问题特别突出。为了对4-5对和3-6对之间的近端串扰进行补偿，在走线T4-5和走线T3-6之间使用相互依存的补偿区。第一补偿区(称为ZA1)直接位于接触簧片上，由于ZA1不出现在电路板上，因此这里没有示出ZA1。如图9所示，包含了两个附加的串扰补偿区，并且示出为第二补偿区ZA2和第三补偿区ZA3。第一补偿区ZA1(未示出)可以包含走线T3和走线T5之间的电容耦合和/或走线T4和走线T6之间的电容耦合。第二补偿区ZA2包含走线T3和走线T4之间的电容耦合C1，以及走线T5和走线T6之间的电容耦合C2。第三补偿区ZA3包含走线T3和走线T5之间的电容耦合C7。
其他的对中也存在附加的串扰补偿区。区ZB1包含走线T4和走线T7之间的电容器C3，从而在4-5对和7-8对之间提供补偿。区ZC1包含走线T2和走线T5之间的电容器C4，从而在1-2对和4-5对之间提供补偿。区ZD1包含走线T6和走线T8之间的电容器C5，从而在3-6对和7-8对之间提供补偿。区ZE1包含走线T1和走线T6之间的电容器C6，从而在1-2对和3-6对之间提供补偿。最后，ZF1包含走线T1和走线T7之间的电容器C8，从而在1-2对和7-8对之间提供补偿。根据所期望达到的电路板上所有对的串扰补偿水平的需要，也可以并入附加的串扰区。
回到4-5对和3-6对之间的电容耦合，在所示出的实施例中，在制成电路板之后，可以向补偿区ZA2中形成的电路添加附加的电容耦合C1′和C2′。如下文详细地描述，电容耦合C1′可以与电容耦合C1并联，而电容耦合C2′可以与电容耦合C2并联。制造完成时，电容耦合C1′或C2′可以与电容耦合C1和C2分别保持断开，但是可以使用制造在电路板中的、相互之间非常靠近的过孔(示出在图11-图19中，并且在下文中进行了描述)来提供焊料连接、跳线连接或其他导电连接，以接通包含附加的电容耦合(分别为C1′或C2′)在内的电路。在所示出的实施例中，电容耦合C1′和C2′通常提供比C1和C2小的电容耦合，并且电容耦合C1′和C2′的值通常相似或相等。但是，在其他的实施例中，也可以使用具有不同电容值的电容耦合C1′和C2′。
现参考图9A-图9D，其示出了针对图9中的补偿区ZA2的某些可能的电容补偿的布置。图9A示出了一种布置，其中，放置了与主电容耦合C1和C2并行的两个可选择性包含的电容器(示出为耦合C1′和C2′)。在图9A中，其中一个电容耦合(示出为耦合C1′)是最初制成的，以使得该电容耦合最初是作为区ZA2的电容补偿的一部分来连接的，从而使得在制造之后，如果需要较少的电容补偿，那么可以断开电容元件，或者在需要附加电容补偿的情况下，可以连接第二电容耦合。
图9B示出了第二种可能布置，其中，在制造过程中，对第一和第二附加电容耦合C1′和C2′都不进行连接以形成补偿区ZA2的一部分。在这种布置中，制造的补偿方案可以说是故意未达到串扰补偿的预期目标值(这一目标值能将全部串扰置于可接受值的通带内)。在制造之后，技术人员随后可以选择对整体电路布置的串扰进行测试，并且随后对之前未连接的附加电容串扰补偿元件C1′和C2′中的一个或者两者进行连接，以在补偿区ZA2中达到所期望的串扰补偿水平。
图9C示出了第三种可能布置，其中，在制造过程中，对第一和第二附加电容耦合C1′和C2′都进行了连接，以形成补偿区ZA2的一部分。在这种布置中，制造的补偿方案可以说是故意超过位于可接受串扰值的通带内的串扰补偿的预期目标值。在制造了这种超调布置之后，技术人员可以选择对整体电路布置的串扰进行测试，并且随后断开之前连接的电容串扰补偿元件C1′和C2′中的一个或两者，以达到所期望的串扰补偿水平。
图9D示出了以一种配置，其中，补偿区ZA2中的每个电线对不止包含单个附加串扰元件。在这种布置中，两个可选择性连接的电容元件可以与主电容元件C1和C2并联。电容元件C1′和C1″可以与第一电容元件C1并联，而元件C2′和C2″与电容元件C2并联。虽然只示出了有两个附加电容元件与每个主电容元件并联，但是还可以包含附加的电容元件。此外，如图9A-图9C的布置所示，可以将这些附加的电容元件制造成使得在制造过程中可以最初对这些元件的任意组合进行连接。制造之后，技术人员可以对插孔产生的串扰进行测试，并且随后，可以连接或断开某些元件以提供所期望的串扰水平。
在图9D的电容补偿布置的另一实施例中，可以添加与电容耦合C1和C2并联的附加辅助电容补偿，或者在3-6对和4-5对之间添加附加辅助电容补偿。在上面结合图9D所描述的示例性配置中，包含附加的过孔对，其将第三电容耦合(例如，叉指或分立电容器)C1″与电容耦合C1和C1′并联，并且类似的电容耦合C2″可以与电容耦合C2和C2′并联。但是，在其他实施例中，也可以包含附加的并行电容耦合。在这些布置中，根据下面所描述的方法，可以包含偶数或奇数个电容耦合以选择性地耦合3-6对和4-5对。在各个实施例中，这些附加的电容耦合可以包含比电容器C1、C1′、C2和C2′的电容量大或者小的电容量，从而允许对串扰补偿进行较大粒度或较细粒度的调整。
还应当理解的是，结合补偿区ZA2所描述的技术可以同等地应用于其他补偿区或其他电容串扰补偿布置。
图10A-B提供了代表4-5对和3-6对之间的可能补偿布置的原理图。图10A是表示用于提供上述图9和图9A-9D中所示出的4-5对和3-6对之间的串扰补偿的二阶段补偿布置的原理图。如图10A所示，补偿布置包含第一矢量100、第二矢量102和第三矢量104。第一矢量100和第三矢量104具有正极性，而第四矢量106具有负极性。第一矢量100具有幅度M并且对应于插头处引入的串扰。第二向量102具有约为2M的幅度并且对应于提供在电路板上的可调补偿元件所提供的第一串扰补偿区ZA1处所引入的全部串扰。第二向量102提供在第二补偿区ZA1(例如，由C1、C2以及可选的C1′和/或C2′形成)处引入的可调水平的全部串扰。第三向量104具有约为M的幅度并且对应于在第二补偿区ZA2(例如，由C7形成)处引入的全部串扰。应当理解的是，每个向量是每个对应的补偿区处所提供的总串扰或串扰补偿的总和，其中，这些向量被置于补偿区的中心或中点。
在设计图10A中的补偿方案时，确定补偿区的位置时要考虑很多因素。一个因素包括允许信号通过电路板上的走线在两个方向(即，正向和反向)上进行传播。为了允许通过电路板的正向和反向传输，优选地，补偿方案具有正向和反向对称的配置。还期望补偿方案在相对宽的传输频率范围上提供最优化的补偿。举例而言，在一个实施例中，针对从1MHz到500MHz范围内的频率对性能进行最优化。还期望补偿布置顾及到由于信号在补偿区之间进行传播而产生的时间延迟所导致的相位偏移。
为了使补偿布置中的相位偏移的影响最小化，优选地，将第二向量102放置得离第一向量100尽可能近。通过将补偿区ZA1放置在串扰源附近，相位偏移效应被最小化，从而允许在后续串扰补偿阶段中使用较少的电容耦合。因此，尽管图10A示出了某些相对串扰值，但是也可以使用提供更少耦合的其他电容耦合等级，同时在目标频率范围内仍保持足够的串扰补偿。
图10B示出了在3-6对和4-5对之间使用三个串扰补偿区的第二种可能的补偿布置。在这种布置中，补偿布置包含第一向量110、第二向量112、第三向量114和第四向量116。第一向量110具有幅度M并且对应于插头处所引入的串扰。第二向量112具有约为3M的幅度并且对应于由应用到电路板的或接触簧片上的补偿元件所提供的第一串扰补偿区处所引入的全部串扰(例如，如上文所述的，将这些元件置于离补偿源较近的位置)。第三向量114具有约为3M的幅度并且对应于由如下文所述的置于电路板上的可调补偿元件提供的第二补偿区处所引入的全部串扰。第四向量116具有约为M的幅度并且对应于置于电路板上的另外一个补偿区。
应当理解的是，每个向量是每个对应的补偿区处所提供的总串扰或串扰补偿的总和，其中，这些向量被置于补偿区的中心或中点。
需要注意的是，可调串扰补偿元件也可以被放置在不同的串扰补偿区，并且可以在包含更多或更少的串扰补偿阶段的串扰补偿布置中使用。
图11-图19示出了用于实现图9中的补偿布置的示例性电路板布局。图11-图12提供了电路板132内的传导路径的三维透视图，而图13示出了显示通过本申请的可能实施例中的电路板132的四个导电层中的每一个导电层的传导路径的布线的电路板设计。如图所示，走线T1-T8以电路板的相邻导电层上的耦合对的形式从接触簧片布线到绝缘置换连接器。特别地，走线T1和T2分别置于第一和第二导电层，并且沿着相似的路径进行布线。类似地，走线T3和T6一起从CS3和CS6布线到IDC3和IDC6；走线T4和T5一起从CS4和CS5布线到IDC4和IDC5；并且走线T7和T8一起从CS7和CS8布线到IDC7和IDC8。
在所示出的实施例中，电容耦合C1、C1′、C2和C2′中的每一个电容耦合都位于第三导电层。电容耦合C1连接到过孔V1，过孔V1通过电路板的所有层并且暴露在电路板的顶部和底部。电容耦合C1′连接到过孔V2，过孔V2通过电路板的所有层并且在接近过孔V1的位置处暴露在电路板的顶部和底部。通过电气地连接过孔V1和V2(这导致电容耦合C1和C1′并联)，可以将电容耦合C1′包含在形成补偿区ZA2的电路中。在制成电路板之后，通过将过孔V1和V2暴露在电路板132的外部，区ZA2中所包含的全部电容耦合可以改变。
电容耦合C2和C2′分别连接到过孔V3和V4，过孔V3和V4也位于电路板上相互靠近的位置，并且暴露在电路板的外侧。因此，在制成电路板132之后，通过电气地连接过孔V3和V4，也可以将电容耦合C2′添加到串扰补偿布置。
过孔V5和V6允许将分立电子元件(例如，附加的分立电容补偿)连接到电路板。在所示出的实施例中，过孔V5允许将CS3(通过走线T3)连接到电容器C1和C1′，从而协助完成3-6对和4-5对之间的电容耦合，过孔V6允许将走线T5连接到电容器C4，从而提供4-5对和1-2对之间的电容耦合。
图14-图17示出了显示在图13中的电路板的四个单独导电层的每个导电层中的导电路径。图14示出了存在于电路板132的顶层处的导电路径。图15示出了存在于电路板的第二层处的导电路径，该导电路径通过电介质层与电路板的顶层隔开。图16示出了存在于电路板132的第三层处的导电路径，该导电路径位于图15所示的层下方并且由第二电介质层隔开。图17示出了存在于电路板132的底层处的导电路径，该导电路径位于图16所示的层下方并且由第三电介质层隔开。
图18-图19示出了存在于图13中的电路板的第三和第四导电层(即，图16-图17)中的补偿电容，其中定位了在3-6对和4-5对之间提供电容补偿的组件的大部分布线。
可以实施各种制造和布线技术来布置本文所述的走线、过孔以及电容器。关于布线和电路元件的布置的其他细节，在2006年4月11提交的、申请号为11/402,544的美国专利申请对其进行了描述，该专利申请之前以全文引用方式并入了本申请。
此外，在本申请的实施例中，将电容耦合C1-C8中的某些电容耦合表示为叉指，这些叉指被安排成提供通信插孔中的走线之间的电线到电线电容耦合。其他电容耦合(例如，C3、C7以及C8)由很接近的电线延长线表示，再次提供电线到电线电容耦合。还有些电容耦合是通过使用安装在电路板上的分立电容器(例如，C4、C5以及C6)来完成的。在预期的其他实施例中，电容耦合可以采用其他的形式。举例而言，叉指可以由分立电容元件替代以实现类似的效果。此外，分立电容器可以由电线到电线电容耦合来替代。其他布置也是可能的。
现概括地参考图9-图19，对电路板132进行调整以用于串扰补偿的方法有多种可能。需要注意的是，结合电路板的制造，通常在不同的批次之间，插孔处产生的串扰以及插孔处产生的串扰补偿可以改变。举例而言，同一批次制造的电路板将具有第一组类似的串扰和串扰补偿值，以使得该批次会产生类似的串扰值。但是，由于制造差异，后续批次将会产生不同的串扰值。因此，在一个可能的实施例(例如，如图9A所示)中，电路板132被制造为使得各对过孔中的一对过孔(V1-V2或V3-V4)是电气地连接的，并且两对过孔中的另一对过孔保持断开。举例而言，过孔V1和V2可以是电气地连接的，而过孔V3和V4是断开的，因此由电容器C1、C1′和C2形成补偿区ZA2。或者，过孔V3和V4可以是电气地连接的，而过孔V1和V2是断开的，因此由电容器C1、C2和C2′形成补偿区ZA2。
在选择了这个实施例的情况下，随后，对电路板132进行测试(例如，由技术人员进行)以确定串扰补偿是否在整个指定的频率范围内使插孔工作在指定的容限内。如果是这样，那么电路板(并且可能是该批次电路板)被认为是可接受的。如果需要附加的串扰补偿，那么可以电气地连接另外一对过孔，从而提供跨越3-6对和4-5对的附加串扰补偿。如果应用了过多的串扰补偿，技术人员可以移除在两个连接的过孔之间制造的电气连接。
在另一个实施例中，制造电路板132被制造为使得过孔V1和V2是断开的，并且过孔V3和V4同样也是断开的。这对应于其中厂商故意试图“未达到”电路中所需要的串扰补偿的情况(例如，如图9B所示)。随后，对所制造的电路板进行测试以确定电路板的串扰补偿(未包含电容器C1′和C2′)是否足够保证在整个指定的频率范围内插孔工作在指定的容限内。如果提供了不充足的串扰补偿，那么技术人员可以将过孔V1电气地连接到V2，以将电容器C1′添加到串扰补偿布置。或者，技术人员可以将过孔V3连接到V4，以将电容器C2′添加到串扰补偿布置。如果有需要，可以连接两对过孔，以将电容器C1′和C2′都添加到串扰补偿布置。
在另一实施例中，电路板132被制造为使得过孔V1和V2是连接的，并且过孔V3和V4也是连接的。这对应于其中厂商试图“超过”电路中所需要的串扰补偿的情况(如上面图9C中所描述的)。在这个实施例中，在对电路板进行测试并且确定应用了过多的补偿之后，技术人员可以根据需要来移除过孔之间的电气连接，以对3-6对和4-5对提供工作在所期望的容限内的串扰补偿布置。
在示例性的实施例中，串扰值在25dB-26dB的范围内是理想的。因此，设置电容器C1′和C2′的值，以使得串扰值的变化少于1dB。对于那些具有刚好位于可接受范围之外的串扰值的电路板而言，这保证了通过连接或断开过孔V1和V2或过孔V3和V4的电路板调整提供了适量的电容补偿调整。在其中有1dB的串扰窗口可供电路板使用的示例性实施例中，电容器C1′和C2′中的一个或两者都提供约0.8dB的串扰变化，因此理论上可提供约24.2dB到约26.8dB的可调串扰范围。如果没有电路板的可调特性，则只有在25dB-26dB范围内的电路板是可用的，这导致较高的电路板故障率。
在包含可以选择性地连接在3-6对和4-5对之间的附加串扰补偿组件(例如，上面结合图9D所描述的电容器C1″和C2″)的实施例中，可以包含额外数量的电容耦合，并且可以包含多种值的电容补偿。在这样的布置中，可以制造任意数量的附加串扰补偿组件与电容器C1和C2一起进行连接，以使得可以选择性地电气地连接或断开这些附加串扰补偿组件，以允许在制造完成之后对串扰电容进行微调。在必须要考虑串扰值的额外变化的情况下，或者在可接受串扰值的通带较小(因此指示辅助串扰补偿组件的较小粒度可调性)的情况下，使用超过一个添加的可调串扰补偿元件的实施例是特别有用的。
例如，使用可接受串扰水平在25dB到26dB之间的、相同的1dB可用通带，通过使用4个相同的电容器(每个电容器影响串扰0.8dB)可以顾及到约23.4dB到约27.6dB的串扰变化，并且在制造之后对该串扰变化进行调整。在这样的系统中，如上所述，在制造过程中可以连接这些选择性连接的电容串扰补偿元件中的零个或多个。在特定的实施例中，在制造过程中，对四个选择性添加的串扰补偿元件中的两个进行了连接。
在另一个示例中，使用可接受串扰水平(例如，在25dB和25.5dB之间)的较窄通带(0.5dB)，可选择性连接的电容器(例如，C1′和C2′)可以影响串扰约0.4dB。在这样的示例中，为了提供约23.4到约27.6dB的串扰变化或某些类似的可能串扰值范围，电路板中必须包含四个辅助电容串扰补偿元件。根据本文所考虑的因素，其他布置也是可能的。
上面的说明书、示例和数据提供了对本发明的组成部分的制造以及使用的完整描述。由于在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以产生本发明的多个实施例，因此本发明存在于下文所附的权利要求中。

Claims (20)

1.一种用于对由电信插孔中的一个或多个电线对产生的串扰进行补偿的方法，所述方法包括：
制造在第一电线对和第二电线对之间具有串扰补偿区的电路板，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合；
确定由包含所制造的所述电路板的所述插孔产生的串扰值；
一旦确定所述串扰值位于串扰通带之外，则在制成所述电路板之后，通过改变延伸通过所述电路板的一对过孔之间的电气连接以将所述第二电容耦合增加到所述串扰补偿区或从所述串扰补偿区移除来调整所述串扰补偿区，所述一对过孔包括电气地连接到所述第二电容耦合的第二过孔和电气地连接到所述电容耦合的第一过孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述电气连接包含：在电气地连接到所述电容耦合的所述第一过孔和电气地连接到所述第二电容耦合的所述第二过孔之间形成电气连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述电气连接包含：通过将电气地连接到所述电容耦合的所述第一过孔从电气地连接到所述第二电容耦合的所述第二过孔电气地断开来断开所述电气连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述串扰值包含：对所述插孔进行测试以确定由所述插孔产生的所述串扰是否落入到所述串扰通带的范围内。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述串扰通带约为1dB。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在对所述串扰补偿区进行调整之后，重新确定由所述插孔产生的串扰值。
7.一种用于电信插孔的串扰补偿布置，包括：
电路板；
安装在所述电路板上的多个接触簧片；
安装在所述电路板上的多个电线端子触点；
位于所述电路板上的多个走线，所述多个走线将所述接触簧片分别电气地连接到所述电线端子触点；以及
串扰补偿布置，其包含第一电线对和第二电线对之间的串扰补偿区，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合，其中，所述第二电容耦合是在制成所述电路板之后通过改变电气地连接到所述电容耦合的过孔和电气地连接到所述第二电容耦合的过孔之间的连接以将所述第二电容耦合增加到所述串扰补偿区或从所述串扰补偿区移除而可选择性地与所述电容耦合并联的。
8.根据权利要求7所述的串扰补偿布置，其中，所述串扰补偿布置还包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的第三电容耦合以及可选择性地与所述第三电容耦合并联的第四电容耦合，其中，所述第四电容耦合是通过改变电气地连接到所述第三电容耦合的过孔和电气地连接到所述第四电容耦合的过孔之间的连接而可选择性地与所述第三电容耦合并联的。
9.根据权利要求7所述的串扰补偿布置，其中，所述接触簧片包含连续布置的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八接触簧片。
10.根据权利要求9所述的串扰补偿布置，其中，所述电线端子触点包含用于将电线端接到所述插孔的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八电线端子触点。
11.根据权利要求10所述的串扰补偿布置，其中，所述多个走线包含将所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八接触簧片分别电气地连接到所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八电线端子触点的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八走线。
12.根据权利要求11所述的串扰补偿布置，其中，所述电容耦合和所述第二电容耦合是连接在所述第三和第四走线之间的。
13.根据权利要求12所述的串扰补偿布置，其中，所述电容耦合和所述第二电容耦合是连接在所述第五和第六走线之间的。
14.根据权利要求7所述的串扰补偿布置，其中，所述电容耦合和所述第二电容耦合包括多个叉指。
15.根据权利要求7所述的串扰补偿布置，进一步包括第五电容耦合，所述第五电容耦合可选择性地与所述电容耦合和所述第二电容耦合并联。
16.根据权利要求8所述的串扰补偿布置，进一步包括第六电容耦合，所述第六电容耦合可选择性地与所述第三电容耦合和所述第四电容耦合并联。
17.根据权利要求7所述的串扰补偿布置，其中，由包含所述电路板的电信插孔产生的串扰的可接受水平是约25dB到约26dB。
18.根据权利要17所述的串扰补偿布置，其中，所述第二电容耦合给所述串扰提供约0.8dB的改变。
19.一种用于在双绞线系统中使用的电信插孔，所述插孔包括：
外壳，其界定用于接纳插头的端口；
多个接触簧片，其适于在将所述插头插入到所述外壳的所述端口中时与所述插头进行电气接触；
多个电线端子触点，其用于将电线端接到所述插孔；
电路板，其包含将所述接触簧片电气地连接到所述电线端子触点的导电走线；以及
串扰补偿布置，其包含第一电线对和第二电线对之间的串扰补偿区，所述串扰补偿区包含连接在所述第一电线对和所述第二电线对之间的电容耦合以及可选择性地与所述电容耦合并联的第二电容耦合，其中，所述第二电容耦合是在制成所述电路板之后通过改变电气地连接到所述电容耦合的过孔和电气地连接到所述第二电容耦合的过孔之间的连接以将所述第二电容耦合增加到所述串扰补偿区或从所述串扰补偿区移除而可选择性地与所述电容耦合并联的。
20.根据权利要求19所述的电信插孔，其中，所述串扰补偿区对应于所述第一电线对和所述第二电线对之间的第二串扰补偿区。
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