CN104854762B - 具有安装有低耦合插座线触点的柔性印刷电路板的通信插座 - Google Patents

具有安装有低耦合插座线触点的柔性印刷电路板的通信插座 Download PDF

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Abstract

通信插座包括至少第一至第三插座线接触和具有第一叉指和第二叉指的柔性衬底。第一插座线触点和第三插座线触点各自安装在第一叉指上以及第二插座线触点安装在第二叉指上。

Description

具有安装有低耦合插座线触点的柔性印刷电路板的通信插座
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2012年9月12日提交的美国临时专利申请61/699,903和2012年9月7日提交的美国临时专利申请61/697,955的优先权，通过引用将其中每个公开的全部内容合并于此。
技术领域
本发明通常涉及通信连接器以及更具体地涉及通信插座。
背景技术
计算机、传真机器、打印机以及其它电子装置常规地由通信电缆连接至网络设备(诸如路由器、交换机、服务器等等)。图1图示了可以使用常规通信插头/插座连接件将计算机10连接到网络装置30(例如，网络交换机)的方式。如图1所示，计算机10由转接线11连接至安装在壁装插座板18中的通信插座20。转接线11包括通信电缆12以及附接至电缆12的各个端的第一和第二通信插头13、14，该通信电缆12包括多个单个导体(例如，八个绝缘铜导线)。第一通信插头13插入到设置在计算机10中的通信插座(未示出)的插头孔口中，以及第二通信插头14插入到通信插座20前侧中的插头孔口22中。第二通信插头14的触点或者“插片”通过第二通信插头14的顶面和正面上的槽15露出并且与通信插座20的各个“插座线”触点匹配。第一通信插头13的插片类似地与设置在计算机10中的通信插座(未示出)的各个插座线触点匹配。
通信插座20包括接纳和保持来自电缆26的绝缘导体的后端导线连接组件24。如图1所示，电缆26的每个导体单独地按压到设置在后端导线连接组件24中的多个槽中的相应槽中，以在电缆26的每个导体与通过通信插座20的多个导电路径(图1中未示出)中的相应导电路径之间建立机械连接和电连接。电缆26中的每个导体的另一端可以连接到例如网络装置30。壁装插座板18典型地安装在例如办公楼的房间的墙壁(未示出)上，以及电缆26典型地穿过办公楼的墙壁和/或天花板中的管道到达网络装置30位于的房间。转接线11、通信插座20和电缆26在计算机10与网络装置30之间提供可以传送信息信号的多个信号传输路径。应当理解，典型地在电缆26与网络装置30之间的通信路径中会包括一个或者多个转接板以及附加的通信布线。然而，为了便于描述，在图1中，电缆26显示为直接连接到网络装置30。
在上面描述的通信系统中，计算机10与网络装置30之间传输的信息信号典型地在一对导体(在下文中为“差分对”或者简称“对”)上传输而不是在单个导体上传输。通过在一对导体的每个导体上传输具有相等幅度但相反相位的信号，在差分对上传输信息信号，其中对在一对导体的两个导体上传输的信号进行选择以使得信息信号是两个传输的信号之间的电压差。使用差分信令能够大大地减小噪声对信息信号的影响。
已经颁布了指定配置、接口、性能水平等等的各种行业标准(诸如，2002年6月20日由Telecommunications Industry Association通过的TIA/EIA-568-B.2-1标准)，帮助保证由不同制造商生产的插座、插头和电缆将一起工作。举例来说，TIA/EIA-568-C.2标准(2009年8月)被设计成保证符合标准的插头、插座和电缆段将为在高达250MHz的频率下传输的信号提供特定的最低性能水平。这些行业标准中的大多数指定通信系统中的每个插座、插头和电缆段必须包括布置为四个导体差分对的八个导体1-8。行业标准指定在插头的触点(插片)与插座的插座线触点匹配的至少连接区域(此处称为“插头-插座匹配区域”)中，插头中的八个触点通常成排对齐，插座中的对应的八个触点也是如此。图2，示意性地图示了插头-插座匹配区域中插座的插座线触点的位置，如图2所示，在TIA/EIA 568的B类配置(其是最广泛采用的)下，导体4和5构成差分对1，导体1和2构成差分对2，导体3和6构成差分对3，以及导体7和8构成差分对4。
可惜的是，许多年前采用的用于插头-插座匹配区域的行业标准化配置(在图2中显示)产生一种类型的噪声，称为“串扰”。如本领域技术人员已知的，“串扰”指的是从第二“干扰”差分对上传输的信号感应到第一“受扰”差分对的导体上的不需要的信号能量。已经开发了用于抵消行业标准化插头和插座中出现的串扰的各种技术。这些技术中的许多包括在每个通信插座中设置串扰补偿电路，该串扰补偿电路引入“补偿”串扰以抵消由于行业标准化插头-插座接口而在插头和插头-插座匹配区域中引入的大量“侵入”串扰。为了实现高水平的串扰抵消，行业标准规定每个通信插头中的四个差分对之间注入的串扰的预定范围，其允许每个制造商在他们的通信插座中设计串扰补偿电路以抵消这些预定量的串扰。典型地，由于多级串扰补偿方案可以提供显著改善的串扰抵消，特别是在较高频率下，因此通信插座使用如在例如Adriaenssens等人的美国专利5,997,358(在下文中为“’358专利”)中公开的″多级″串扰补偿电路。通过引用将’358专利的全部内容合并于此，如同此处充分阐述的一样。
附图说明
图1是图示使用通信插头和插座连接器将计算机连接到网络装置的示意图。
图2是图示当从插座的前开口观察时用于常规8位通信插座的TIA/EIA 568 B类模块插座触点的接线分配的示意图。
图3是根据本发明实施例的通信插座的透视图。
图4是图3的通信插座的通信插件的一部分的示意性透视图。
图5是图4的通信插件的插座线触点中的一个的侧视图。
图6是沿着插座线触点中的一个的纵向长度所取的图4的通信插件的前面部分的示意性侧剖视图。
图7是移除端子壳体露出插座的输出端子的图3的插座的背面部分的透视图。
图8是图4的通信插件的柔性印刷电路板的示意性平面视图。
图9是图4的通信插件的弹簧的示意性平面视图。
图10是根据本发明进一步的实施例可以用于图3的通信插座的柔性印刷电路板的一部分的示意性透视图。
具体实施方式
根据本发明的实施例，提供了与使用常规弹簧插座线触点的通信插座相比，可以沿着其插座线触点具有非常短的信号电流承载路径的通信插座。在此，术语“信号电流承载路径”指的是当通信信号在到达其目的地的路上穿过结构(例如，插座线触点)时该信号沿结构行进的物理距离。由于例如插座线触点可以安装在弹性衬底(诸如，柔性印刷电路板)上，因此可以将根据本发明实施例通过插座的插座线触点的信号电流承载路径缩短。单独的弹簧可以用于激活插座线触点。柔性结构和单独的弹簧(如果设置的话)的组合可以用于弹性地安装插座线触点，由此在允许使用降低了弹力或者甚至几乎没有弹力的较短的插座线触点的同时，仍然保证每个插座线触点相对匹配通信插头的相应插片维持必要的接触力。通过缩短通过插座线触点的信号电流承载路径，可以有利地降低相邻触点之间的串扰。插座线触点还可以以交错模式安装在柔性印刷电路板上以进一步地降低相邻插座线触点之间的串扰。
在一些实施例中，柔性印刷电路板可以包括多个叉指。插座线触点可以安装在这些叉指上，并且当插座线触点由匹配通信插头的插片啮合时，叉指可以允许每个插座线触点基本上独立于相邻插座线触点而偏斜。在一些实施例中，多个触点可以安装在相同叉指上，其可以便于在离插座线触点的插头接触区域(即，从插头-插座匹配点)非常短的距离(并且由此延迟)处发起感应串扰补偿。插座可以包含例如RJ-45或者RJ-11插座(尽管本发明实施例不限于此)。
现在将参考附图描述本发明实施例，该附图显示了示例性实施例。特别地，图3是根据本发明实施例的通信插座100的透视图。图4是用于通信插座100的通信插件120的一部分的示意性透视图。图5是通信插件120的插座线触点中的一个的侧视图。图6是沿着其插座线触点中的一个的纵向长度所取的通信插件120的前面部分的示意性侧剖视图。图7是移除端子壳体露出插座的输出端子的插座100的背面部分的透视图。图8是柔性印刷电路板的示意性平面视图，该柔性印刷电路板是通信插件120的一部分。图9是通信插件120的弹簧的示意性平面视图。最后，图10是根据本发明进一步的实施例可以用于通信插座100的柔性印刷电路板的一部分的示意性透视图。
如图3所示，插座100包括壳体110。在所描绘的实施例中，壳体110包括插座框架112、罩盖116和端子壳体118。插座框架112包括用于接纳匹配通信插头的插头孔口114。可以常规地形成壳体组件112、116、118并且在此处不需要详细描述。本领域技术人员将认识到本发明还可以采用其它配置的插座框架、罩盖和端子壳体，并且壳体110可以具有多于或者少于三个插头片。还应理解，当安装以供使用时，插座100典型地围绕来自图3所示取向的纵轴旋转180度。在随后的讨论中，图3中的X方向称为纵向，图3中的Y方向称为横向，图3中的Z方向称为垂直方向。在随后的讨论中，为了方便起见，将关于图中图示的取向描述插座100的组件相对于彼此的关系。
图4图示了插座100的通信插件120的一部分。在插座框架112背面中的开口内接纳通信插件120的向前部分。通信插件120的底部由罩盖116保护，并且通信插件120的顶部由端子壳体118覆盖和保护。通信插件120还包括柔性印刷电路板130、多个插座线触点140、多个电介质触点载体150、弹簧160(参见图9)以及多个输出触点170(参见图7)，将在下面对每一个进行进一步详细的讨论。可以在一些实施例中设置衬底122(参见图6)，其可以设置在罩盖116与柔性印刷电路板130之间。
如图4、图6和图8中最佳显示的，柔性印刷电路板130可以包括由可以以各种方式弯曲的柔性材料制成的细长印刷电路板。在所描绘的实施例中，柔性印刷电路板130包括一对纵向槽133，其将柔性印刷电路板130的前面部分131与后面部分132“去耦”。特别地，槽133允许柔性印刷电路板130的前面部分131在基本上不影响后面部分132的范围内移动，反之亦然。如图6所示，槽133允许柔性印刷电路板130的前面部分131设置在插座壳体110内比后面部分132低的水平面(垂直地)处。尽管通信插件120包括单个柔性印刷电路板130，但是应当理解，在其它实施例中，可以设置两个或更多个印刷电路板(或者其它衬底)。例如，在本发明的其它实施例中，柔性印刷电路板130的前面部分131可以用第一柔性或者非柔性印刷电路板代替以及柔性印刷电路板130的后面部分132可以用第二柔性印刷电路板代替。
如本领域技术人员已知的，柔性印刷电路板130可以包括一个或者多个电介质层，该一个或者多个电介质层可以具有设置在其一侧或者两侧上的导电迹线和/或其它元件。如将参考图8更详细解释的，柔性印刷电路板130可以用作在插座100的插座线触点140与相应输出触点170之间传递的信号的传输介质。柔性印刷电路板130还可以包括设置在其上或者其中的多个串扰补偿电路，也将在下面参考图8对其进行更详细的讨论。
如在图4中进一步显示的，柔性印刷电路板130包括在一对纵向延伸槽133之间延伸的横向槽134。另外，多个纵向槽135-1至135-7设置在柔性印刷电路板130的前面部分131中，其限定八个面向后的叉指136-1至136-8。在这里，当根据本发明实施例的通信插座包括多个相同组件时，这些组件可以用它们的完整参考数字(例如，叉指136-4)单独地表示并且可以用它们的参考数字的第一部分(例如，叉指136)共同地表示。同样地，六个纵向槽137-1至137-6设置在柔性印刷电路板130的后面部分132中，其限定多个另外的叉指138-1至138-6。如图4所示，叉指138-1、138-2、138-5和138-6通常是面向前的纵向延伸叉指，而叉指138-3和138-4具有纵向和横向分量两者。在这里，无论具体形状如何，衬底(诸如柔性印刷电路板)上的″叉指″指的是衬底的悬臂部分。因此，应当理解叉指136、138不必是细长叉指。
八个叉指136可以彼此独立地相对移动以使得当插座100与通信插头匹配时每个叉指136可以向下降低不同距离。同样地，在该情况下，六个叉指138也可以彼此独立地相对移动。每个叉指136、138独立于其它叉指136、138相对移动的能力可以提高插座100的性能和可靠性。
特别地，各种行业标准规定通信插头具有资格作为行业标准化通信插头必须满足的特定物理性质。这些标准中规定的物理性质包括插头插片的部分必须离插头壳体的底面和正面的距离(当插头如图6所示取向时)，并且行业标准规定这些距离的范围以容纳制造公差。由于规定了范围，因此即使通信插头的插头插片离插头壳体的底面和/或正面的距离不都相同(即，插片可以沿纵向和/或垂直方向彼此偏离)，通信插头也可以是符合行业标准的。
当具有彼此偏离的插头插片的通信插头插入到插座100中时，某些插头插片可以比其它插头插片更快地啮合它们的插座100的相应插座线触点140。以该方式最初啮合的插座线触点140的子集在柔性印刷电路板130上施加向下的力。如果柔性印刷电路板130不包括叉指136、138，那么随着向下推动柔性印刷电路板130，其也会向下拉动剩余的插座线触点140(即，还没有被它们相应的插头插片啮合的插座线触点140)，将这些插座线触点140拉离它们相应的插头插片。因此，插座线触点140中的一些插座线触点(即，最初由偏移的插头插片接触的插座线触点140)将对它们的相应插头插片施加的接触力比插座线触点140中的其它插座线触点将对它们的相应插头插片施加的接触力更大。如果柔性印刷电路板130不包括叉指136、138，那么该效果可能被放大，使得在某些情形下，该插座线触点140中的一些可以对它们的相应插头插片呈现弱的接触力(或者甚至根本没有接触力)。然而，通过在柔性印刷电路板130上设置叉指136、138，可以降低插座线触点140的第一插座线触点的移动改变插座线触点140中的其它插座线触点的位置的程度，以及由此当插座100与具有沿纵向和/或垂直方向彼此偏离的插头插片的插头一起使用时可以较不容易受到性能退化的影响。
如在图4-6中最佳所示，八个低耦合插座线触点140-1至140-8在柔性印刷电路板130的顶表面上安装成两排。在这里，“插座线触点”指的是安装在结构中或者安装在结构上以延伸到插座的插头孔口中的插座的导电接触结构。每个插座线触点配置为与接纳在插座100的插头孔口114内的通信插头的插片(或者其它接触结构)匹配。
如图5所示，每个插座线触点140具有第一端142、第二端146和中间区段144，该中间区段144包括“插头接触区域”(即，啮合接纳在插座100的插头孔口114内的匹配插头的插片的插座线触点140的部分)。插座线触点140可以由例如弹性金属(诸如铍铜或者磷青铜)或者非弹性金属(诸如铜或者镀金铜)制成。在一些实施例中，插座线触点140可以包括基本刚性的触点，意味着当在正常使用插座100期间插座线触点140由匹配插头的相应插片啮合时不弯曲超过最低量。每个插座线触点140的第一端142安装为从叉指136中的相应叉指向上延伸。每个插座线触点140的第一端142可以延伸穿过设置在叉指136中的多个镀金属孔口139-1至139-8中的相应镀金属孔口。每个插座线触点140的第二端安装为从叉指138中的相应叉指向上延伸。每个插座线触点140的第二端146可以延伸穿过设置在叉指138中的多个镀金属孔口139-9至139-16中的相应镀金属孔口。镀金属孔口139-1至139-16将每个插座线触点140电连接至柔性印刷电路板130上的相应导电迹线或者其它结构，如将在下面参考图8更详细讨论的。
每个插座线触点140的第一端142和第二端146可以各自安装成基本上垂直于柔性印刷电路板130的顶表面(尽管他们不必垂直于柔性印刷电路板130的顶表面)。每个插座线触点140的中间部分144可以在柔性印刷电路板130的顶表面上方凸起，使得每个插座线触点140的中间部分144的下表面与柔性印刷电路板130的上表面之间存在间隙或者间隔。另外，如图6所示，每个插座线触点140的中间部分144可以相对于由柔性印刷电路板130的顶表面限定的一个或者多个平面限定斜角。
在一些实施例(诸如所描绘的实施例)中，所有插座线触点140可以具有相同剖面。这可以简化制造工艺并且还可以降低生产成本。然而，在其它实施例中，插座线触点140可以具有不同剖面。例如，插座线触点140-1、140-3、140-5和140-7可以具有第一剖面，而插座线触点140-2、140-4、140-6和140-8可以具有不同于第一剖面的第二剖面。插座线触点剖面可以设计成通过减小相邻插座线触点140彼此靠近的区域的大小来降低相邻插座线触点140之间的耦合。
如图4和图6所示，通信插件120还包括八个电介质触点载体150-1至150-8。在这里，“触点载体”指的是为插座线触点提供机械支撑的结构。在所描绘的实施例中，每个触点载体150包括细长的大致平坦的模制塑料条。每个触点载体150平行于插座100的纵轴延伸，并且每个触点载体150可以与插座线触点140中的相应插座线触点纵向对齐。触点载体150沿横向并排地成排对齐(以数字顺序)。电介质触点载体150中的每一个包括向上延伸的突出部152。这些突出部152中的每一个在叉指138中的相应叉指下面对齐。每个插座线触点140的第一端142延伸穿过叉指136中的相应叉指进入到触点载体150的顶表面中的孔口中，该触点载体150安置在插座线触点140下面。每个插座线触点140的第二端146延伸穿过叉指138中的相应叉指进入到触点载体150上的突出部152中的相应突出部上的孔口中，该触点载体150安置在插座线触点140下面。突出部152用来将柔性印刷电路板130的下表面保持在触点载体150的主上表面上方以在匹配插头接纳在插头孔口114内时允许叉指138更自由地向下弯曲。尽管没有在图中显示，但是应当理解，还可以在每个相应叉指136的正下方的每个触点载体150上包括相同的第二突出部152，并且每个相应插座线触点140的第一端142可以接纳在这些相应的第二突出部152中。
尽管在图4和图6中完全图示了电介质触点载体150中的仅一个(即，触点载体150-1)，但是应当理解，除突出部152的位置可以调节为在它们的匹配插座线触点140的第二端146下方以外，所有触点载体150-1至150-8都可以是相同的。尽管在所描绘的实施例中触点载体150彼此完全分离，但是应当理解，在其它实施例中，触点载体150中的一些可以彼此连接。
每个触点载体150可以安装为在插座100内移动，如将在下面关于图9更详细讨论的。由于每个插座线触点140的端142、146安装在触点载体150中的相应触点载体中，因此当通信插头插入到插座100的插头孔口114中并且物理地啮合插座线触点140时，每个电介质触点载体150和其相应插座线触点140将作为单个单元一起移动。
参照图6和图9，能够看出，通信插件120还包括弹簧160。弹簧160可以包括具有底座162和八个叉指164-1至164-8的梳状结构。可以通过任何合适方法将弹簧160实现为例如安装至例如衬底122(或者另一个衬底或者插座100的壳体件)的底表面的弹性金属片(诸如铍铜或者磷青铜)。然而，应当理解，可以使用多种不同材料(包括其它金属、塑料等等)形成弹簧160，并且还应当理解，可以以许多不同形式(例如，作为螺旋弹簧、悬臂弹簧等等)实现弹簧160。尽管在图示的实施例中，设置了用于所有八个插座线触点140的单个弹簧160，但是应当理解在其它实施例中可以设置超过一个弹簧160(例如，可以为插座线触点140中的每一个设置单独的弹簧160)。
触点载体150中的每一个可以直接安装在弹簧160的八个叉指164中的相应叉指的顶部。可选地，弹簧的每个叉指164可以附接至相应电介质触点载体150的侧表面。在任一情况下，弹簧160的每个叉指164通过触点载体150中的相应触点载体连接至插座线触点140中的相应插座线触点。弹簧160的每个叉指164可以将关联触点载体150和插座线触点140“弹簧偏置”，使得当按下触点载体150和插座线触点140时，施加向上推动触点载体150和插座线触点140以返回它们的正常静止位置的弹簧力。
当匹配插头接纳在插头孔口114内时，插头插片使每个相应插座线触点140和其关联触点载体150向下偏斜。接着，触点载体150使弹簧160的八个叉指164中的每一个向下偏斜。由于弹簧160是弹性的，因此弹簧160的叉指164在它们的相应触点载体150上施加向上的力，由此向上推动插座线触点140中的每一个以保证每个插座线触点140以足够的接触力啮合其匹配插头插片，以保证在匹配插头的八个插片与它们分别匹配的插座线触点140之间维持可靠的电连接。弹簧160可以通过触点载体150与插座线触点140电隔离(并且由此不是信号电流承载路径的一部分)。
由于弹簧160的弹性提供将插座线触点140压靠在匹配插头的相应插片上的接触力(通过触点载体150)，因此插座线触点140既不需要以悬臂方式安装，也不一定是弹性的(尽管它们可以是)。因此，在一些实施例中，插座线触点140的长度可以非常短，其可以显著地减小相邻插座线触点140之间的耦合量，并且由此减小所产生的侵入串扰量。例如，与可以为长得多的范围(例如从大约400密耳至大约800密耳的长度或者甚至更长)的典型常规插座线触点对比，插座线触点140的长度可以各自为大约200密耳至大约230密耳。
尽管没有在附图中显示，但是可以在例如插座壳体110中设置多个导向壁以在其间限定多个导向槽。可以在这些槽中的相应槽中安置触点载体150中的每一个的一部分。尽管响应于匹配插头的插入或者移除，每个触点载体150可以在其相应槽内上下移动，但是槽用来维持触点载体150中的每一个在插头孔口114内适当地横向对齐，并且由此维持安装在其上的插座线触点140在插头孔口114内适当地横向对齐，以按照彼此间隔的期望距离维持插座线触点140并且保证插座线触点140与它们的匹配插头插片适当地对齐。
如图4、图6和图8最佳所示，插座线触点140可以沿横向成两排对齐，其中安装成第一排的插座线触点140-2、140-4、140-6和140-8在柔性印刷电路板130上的位置比安装成第二排的插座线触点140-1、140-3、140-5和140-7在柔性印刷电路板130上的位置更靠前。
图8是柔性印刷电路板130的示意性平面视图。图8更清楚地描绘了如何使用槽133、134、135和137形成叉指136-1至136-8以及138-1至138-6(注意，尽管为了简化附图没有在图8中对叉指136-2至136-7进行编号，但是以叉指136-1与136-8之间的数字顺序对齐)。图8还图示了分别接纳插座线触点140-1至140-8的第一端142的镀金属孔口139-1至139-8以及分别接纳插座线触点140-1至140-8的第二端146的镀金属孔口139-9至139-16。可以通过任何常规方法(例如，在每个插座线触点140的端142、146上焊接、锡焊或者包括顺应插针终端)将插座线触点140的第一和第二端142、146永久地安装到它们的相应镀金属孔口139-1至139-16中。以该方式，每个插座线触点140的第一端142和第二端146可以电连接至柔性印刷电路板130上的导电结构以允许在柔性印刷电路板130与相应插座线触点140之间传递电信号(和电力)。
柔性印刷电路板130可以充当在插座100的八个插座线触点140与八个输出触点170中的相应输出触点之间传递信号的信号承载结构。特别地，如图8的示意图中显示的，在柔性印刷电路板130中或者柔性印刷电路板130上设置了多个导电路径174-1至174-8。每个导电路径174将镀金属孔口139-9至139-16中的相应镀金属孔口连接至多个镀金属孔口172-1至172-8中的对应镀金属孔口以提供通过柔性印刷电路板130的八个导电路径。每个导电路径174可以形成为例如驻留在单个柔性印刷电路板130层上的单一导电迹线或者设置在多个柔性印刷电路板130层上并且通过金属填充通孔或者本领域技术人员已知的其它层转移技术电连接的两个或更多个导电迹线。导电迹线174可以由常规导电材料(诸如，铜)制成并且通过本领域技术人员已知的任何沉积方法在柔性印刷电路板130上沉积。
还可以将多个串扰补偿电路178(诸如，交指电容器、平行板电容器、电感耦合迹线等等)设置在柔性印刷电路板130上和/或柔性印刷电路板130内。在图8中图示了以平行板电容器(仅每个平行板电容器的上板可见)形式的两个示例性电容性串扰补偿电路178-1、178-2，两个示例性感应串扰补偿电路178-3、178-4也在图8中图示。电容性串扰补偿电路178-1、178-2和/或感应串扰补偿电路178-3、178-4中的任一个或者两者可以位于当插头插入到插座100的插头孔口114中时移动的柔性印刷电路板130的部分上。将在下面更详细地讨论这些串扰补偿电路中的每一个。
如图7所示，多个输出端子170-1至170-8还安装成与柔性印刷电路板130电接触。在该具体实施例中，八个输出端子170实现为安装在柔性印刷电路板130中的镀金属孔口172-1至172-8(参见图8)中的绝缘位移触点(IDC)并且延伸穿过板130进入到安装衬底122中。如本领域技术人员公知的，IDC是可以用于与绝缘导线导体进行机械连接和电连接的一种导线连接端子类型。IDC170可以具有常规结构并且不需要在此处进行详细描述。可以使用任何其它适当的输出触点(包括，例如绝缘穿刺触点)。
与许多常规通信插座相比，根据本发明实施例的通信插座可以呈现改善的串扰性能。
如本领域技术人员已知的，由于插头插片和插座线触点的行业标准化配置，现代通信插座(诸如RJ-45插座)典型地包括单级或者多级串扰补偿电路，该单级或者多级串扰补偿电路设计成注入“补偿”串扰，其抵消在匹配的通信插座和插头组合中的两个差分对之间注入的“侵入”串扰。然而，补偿串扰典型地不能插入在与注入侵入串扰的位置的完全相同的位置处，并且因此典型地在侵入串扰之后的某个延迟处注入补偿串扰。可惜的是，对于较高频率下(例如，在高于100MHz的频率下，以及甚至更多地为高于250MHz或者500MHz的频率)的通信信号，由于注入侵入串扰与注入补偿串扰的位置之间的延迟，可能发生显著的相移，并且由于该相移，补偿串扰不会完全地抵消侵入串扰。
在努力解决由延迟所引起的该问题的过程中，前述’358专利教导了在通信插座中使用多级串扰补偿的方法，其可以理论上完全地抵消具有特定频率的侵入串扰。然而，由于典型地不能预先知道穿过插头-插座连接件的通信信号的频率，因此’358专利的技术可以在其它频率下提供良好的但并不完美的串扰抵消。另外，由于前述相移，所有其它条件都是相同的，因此典型地，所产生的侵入串扰越少并且注入补偿串扰的时间越接近注入侵入串扰的点，可以实现的串扰性能越好。
如本领域技术人员已知的，在通信插座(例如RJ-45插座)中，串扰补偿电路典型地实现为电容性串扰补偿电路和感应串扰补偿电路。尽管可以使用其它电容性串扰补偿电路，但是电容性串扰补偿电路最典型地实现为(例如在插座的印刷电路板上或者插座的插座线触点中实现的)平行板电容器和/或交指电容器。感应串扰补偿电路最典型地实现为在插座线触点中紧挨着彼此并排行进的导电路径或者实现为插座的印刷电路板上的导电迹线。典型地，期望使用感应串扰补偿电路和电容性串扰补偿电路实现串扰补偿方案，使得可以抵消近端串扰和远端串扰两者。
如现在将解释的，根据本发明实施例的通信插座可以包括减小插头-插座匹配区域中注入的串扰量或者便于在非常小的延迟处注入补偿串扰的各种特性。
作为一个示例，在柔性印刷电路板130的前面部分131中设置电容性串扰补偿电路(诸如电路178-1、178-2)。显著地，这些电容性串扰补偿电路178-1、178-2附接至插座线触点的第一端142，并且由此不在通过插座100的信号电流承载路径上。因此，由于当电容性串扰补偿不在信号电流承载路径上时延迟减小，因此可以在距插头-插座匹配点非常小的延迟处注入电容性串扰补偿。尽管图中描绘的实施例仅显示了在对1与对3之间附接的电容性串扰补偿电路，但是应当理解，可以设置附加的串扰补偿电路。
插座100还设计成以距插头-插座匹配点的短延迟注入感应串扰补偿。通过感应串扰补偿电路178-3、178-4在插座100中提供感应串扰补偿，感应串扰补偿电路178-3、178-4中的每一个通过使柔性印刷电路板上的导电迹线中的两个彼此靠近地行进使得迹线感应地耦合来形成。为了以相对小的延迟注入该感应串扰补偿，期望将柔性印刷电路板130中的感应串扰补偿电路实现为非常靠近插座线触点140的第二端146(即，尽可能快地到达信号从插座线触点140进入柔性印刷电路板130的点)。然而，如图4和图8所示，设置在叉指138之间的纵向槽137可以相对较长。因而，沿着柔性印刷电路板130在接纳插座线触点140中的两个的第二端146的镀金属孔139中的两个之间的的最短路径距离可以相当长。例如，由于延伸的纵向槽137-1将叉指138-1和138-2隔开，因此由于该最短路径距离必须自始至终围绕槽137-1行进，因此叉指138-1和138-2上设置的镀金属孔口139-9与139-10之间的最短路径距离可以相当长，如图8中箭头标记的“d1”图形显示的。因此，纵向槽137可能难以快速地在柔性印刷电路板130上提供感应串扰补偿，因而典型地通过在柔性印刷电路板130上行进两个导电迹线使得它们感应地耦合来实现感应补偿，并且槽137可以迫使设计者在更大距离处实现这种感应串扰补偿，并且由此在距插座线触点140更大的延迟处实现这种感应串扰补偿。如上所述，如果可以靠近插头-插座匹配点注入串扰补偿，则串扰补偿可以更有效，并且由此感应串扰补偿的注入中的该延迟可能更难以有效地抵消串扰。
根据本发明的实施例，插座线触点140中的两个(或者更多个)的第二端146可以共同安装在相同叉指138上。具体地，如图4和图8所示，插座线触点140-3和140-5的第二端146两者都位于叉指138-3上，以及插座线触点140-4和140-6的第二端两者都位于叉指138-4上。该布置可以显著地减小共同位于相同叉指138上的镀金属孔口(例如，分别接纳插座线触点140-3和140-5的第二端146的镀金属孔口139-11和139-13)之间的最短路径距离。例如，如图8所示，镀金属孔口139-11与139-13之间的最短路径距离(图8中标记为“d2”)可能小于没有共同位于相同叉指138上的两个镀金属孔口139之间的最短路径距离(例如，距离d1)的一半。由于它们的对应插座线触点140-4和140-6也共同位于相同叉指138-4上，因此对于镀金属孔139-12和139-14同样如此。
如图8所示，连接至镀金属孔口139-11和139-13的导电迹线174-3和174-5包括在对1与对3之间提供感应串扰补偿的感应耦合区段178-4。同样地，连接至镀金属孔口139-12和139-14的导电迹线174-4和174-6包括也在对1与对3之间提供感应串扰补偿的感应耦合区段178-3。感应耦合区段178-3、178-4各自位于距插座线触点140非常短的距离(此处为距离d2)处，由此各自位于距插座线触点140的短延迟处，并且因此可以提供更有效的串扰补偿。
插座线触点140的设计还可以改善插座100的串扰性能。大多数常规RJ-45通信插座使用弹簧插座线实现插头触点，该弹簧插座线是由铍铜或者磷青铜制成的细长触点导线。可以将这些触点导线制成为充分地弹性使得插头触点将满足关于每个插头触点施加至匹配的插头插片的接触力的行业标准化规范和/或保证触点导线不会随着使用变得永久变形。典型地，为了保证触点导线提供必要的接触力，必须使用相对较长的触点导线。相反，可以包括在根据本发明实施例的通信插座中的插座线触点140可以显著地较短，并且因此通过输入触点140中的每一个的信号电流承载路径的长度可以非常短。特别地，通过每个插座线触点140的信号电流承载路径从插座线触点140的中间区域144(即，啮合匹配的插头插片的插头触点的一部分)延伸至触点140的第二端146。在一些实施例中，每个插座线触点140的长度可以在大约200密耳与大约230密耳之间，该长度远比大多数常规弹簧插座线触点的长度小。因此，可以显著地减小相邻插座线触点140之间的耦合(以及由此的串扰)。
另外，如上面讨论的，插座线触点140可以沿横向成两个交错排对齐。通过使插座线触点140成两个交错排对齐，还可以减小差分对之间产生的侵入串扰量。举例来说，在插头-插座匹配区域中，由于插座线触点140-2直接邻近插座线触点140-3，而插座线触点140-1安置在远离插座线触点140-3的位置，因此典型地，相比插座线触点140-1(其是对2的其它插座线触点)，插座线触点2(其是对2的一部分)将更大量的信号能量耦合到插座线触点140-3(其是对3的一部分)上。因此，通过对2的导体不等耦合到对3上导致来自对2的侵入串扰耦合至对3上(反之亦然)。通过使插座线触点140-2关于插座线触点140-1和140-3交错(即，通过将插座线触点140-2向前移动到第一排中)，可以减小插座线触点140-2与140-3之间的耦合量，由此减小从对2的导体不等耦合到插座线触点140-3上的量。另外，由于插座线触点140-1和140-3两者都成第二排对齐，因此插座线触点140-1与140-3之间的耦合量没有减小，并且，事实上，由于插座线触点140-2不再完全插入在插座线触点140-1与140-3之间，因此增加了插座线触点140-1与140-3之间的耦合量。由于从插座线触点140-1到插座线触点140-3上的耦合抵消了从插座线触点140-2到插座线触点140-3上的耦合，因此这还减小对2与对3之间产生的侵入串扰量。可以在每个相邻对组合上实现类似的侵入串扰量的有益减少。因此，输入触点140交错成第一和第二排还可以减小插座100中产生的侵入串扰量。
图10是根据本发明进一步的实施例可以用于图3的通信插座中的柔性印刷电路板230的一部分的示意性透视图。柔性印刷电路板230可以用于代替插座100中的柔性印刷电路板130。由于柔性印刷电路板230和柔性印刷电路板130相当类似，因此随后的讨论将集中在这两个印刷电路板配置之间的区别。柔性印刷电路板230可以用于上面结合衬底122讨论的通信插件120、上面讨论的插座线触点140、电介质触点载体150、弹簧160和输出触点170。
如图10所示，柔性印刷电路板230包括将柔性印刷电路板230的前面部分231与后面部分232“去耦”的一对纵向槽233和在该对纵向延伸槽233之间延伸的横向槽234。在可选实施例中，可以省略槽233并且横向槽234可以一直延伸至柔性印刷电路板230的侧边缘以将柔性印刷电路板230分割成两个分隔的片(即，前片231和后片232)。
柔性印刷电路板230包括一个或者多个电介质层。在这些层中的各种层上设置多个导电迹线。这些导电迹线用于形成导电路径274，该导电路径274充当在使用柔性印刷电路板230的插座的插座线触点140与相应输出触点170之间传递的信号的传输介质。在所描绘的实施例中，柔性印刷电路板230包括在其任一侧面上(即，在柔性印刷电路板230的顶侧和底侧上)设置有导电迹线以及其它导电结构的一个电介质层。然而，在其它实施例中，可以包括超过一个电介质层并且可以在一个或者多个中间层上包括导电迹线和/或元件。
柔性印刷电路板232在其后面部分包括限定多个叉指238的六个纵向槽237。由于这些槽237和叉指238与设置在柔性印刷电路板130上的槽137和叉指138相同，因此不会在此处对它们进一步地描述。
柔性印刷电路板230还包括多个槽235-1至235-5。槽235-1、235-2、235-4和235-5可以基本上与上面讨论的柔性印刷电路板130的槽135-1、135-2、135-6和135-7相同。这些槽235-1、235-2、235-4和235-5限定四个面向后的叉指236-1、236-2、236-5和236-6。槽235-3(连同槽235-2和235-4一起)限定具有纵向和横向分量两者的两个附加的叉指236-3和236-4。
通过将每个插座线触点140的第一端142插入到设置在叉指236中的多个镀金属孔口239中的一个中以及将每个插座线触点140的第二端146插入到设置在叉指238中的多个镀金属孔口239中的相应镀金属孔口中，将插座线触点140安装在柔性印刷电路板230上。如图10所示，导电路径274连接至设置在叉指238上的镀金属孔口239，该镀金属孔口239将每个插座线触点140电连接至相应输出端子170(在图10中不可见)。
如上面关于图4的柔性印刷电路板130的叉指136和138所讨论的，设置叉指236和238，使得插座线触点140可以彼此独立地相对移动，并且具体地，当匹配插头接纳在插座100内时插座线触点140向下降低不同距离。然而，如上面关于图4和图8所讨论的，用于形成叉指138的纵向槽137可以相对较长，并且由此难以快速地在柔性印刷电路板130上提供感应串扰补偿。因此，插座线触点140-3和140-5两者的第二端146共同位于叉指138-3上，以及插座线触点140-4和140-6两者的第二端共同位于叉指138-4上。在图10的实施例中，遵循相对于叉指238-3和238-4相同的设计。该布置便于实现在距插头-插座匹配点非常小的延迟处在对1与对3之间提供感应串扰补偿的两个感应串扰补偿电路278-3和278-4，如可以在图10中看到的。
在图10的实施例中，来自图4和图8的实施例的纵向叉指136-3至136-6用各自具有纵向和横向分量两者的叉指236-3和236-4代替。该设计允许电容性串扰补偿电路278-1和278-2实现为显著地靠近叉指236-3上的导电通孔239(对于电容性串扰补偿电路278-1)以及显著地靠近叉指236-4上的导电通孔239(对于电容性串扰补偿电路278-2)，并且由此显著地靠近插头-插座匹配点。这可以潜在地提供更有效的串扰抵消。
在上面描述的实施例中，通过将每个插座线触点140的第一端142插入到设置在叉指136、236中的多个镀金属孔口139、239中的一个中以及通过将每个插座线触点140的第二端146插入到设置在叉指138、238中的多个镀金属孔口239中的相应镀金属孔口中，将插座线触点140安装在柔性印刷电路板130、230上，使得每个插座线触点140的两个端142、146安装在柔性印刷电路板130、230上(或者潜在地安装在另一个印刷电路板或者安装衬底上)。然而，应当理解，在本发明另外的实施例中，可以在插座线触点140中的一些或者全部的至少一端上使用滑动触点布置。
例如，参照图4，在本发明另外的实施例中，镀金属孔口139-9至139-16中的一些或者全部可以用设置在与金属板孔口139-9至139-16的位置相同的位置中的叉指138的顶表面上的导电(例如，铜)焊盘代替。插座线触点140的第二端146可以设计成具有焊盘匹配区域，该焊盘匹配区域配置为当匹配插头接纳在插座100的插头孔口114内时与这些接触焊盘中的相应接触焊盘进行物理接触和电接触。由插头插片施加在插座线触点140上的力和由弹簧160施加在叉指138上的抵消力可以保证每个插座线触点140的第二端146与其相应接触焊盘牢固地匹配以在其间提供良好的电连接。因此，在一些实施例中，插座线触点140的两端不需要永久地安装在柔性印刷电路板或者其它安装衬底上。
尽管上面描述的通信插座中的各种通信插座包括可以一分为二以形成两个柔性印刷电路板的柔性印刷电路板，但是应当理解，本发明实施例不限于这种实现。例如，在一些实施例中，可以不分割柔性印刷电路板，使得插座包括单个柔性印刷电路板。在其它实施例中，柔性印刷电路板可以保持例如插座线触点的后端(即，最靠近IDC的端)，而常规印刷电路板可以保持插座线触点的前端。在其它实施例中，柔性印刷电路板可以保持例如插座线触点的后端，而插座线触点的前端可以安装在另一个安装衬底(例如，一片插座壳体或者电介质块)中。在其它实施例中，可以使用一个或者多个复合柔性印刷电路板(诸如，具有柔性部分和刚性部分的刚性/柔性印刷电路板)。例如，可以使用刚性/柔性印刷电路板作为替代来实现接纳插座线触点后端的柔性印刷电路板，其中柔性部分接纳插座线触点的后端以及刚性部分接纳IDC或者其它输出端子。这可以使输出端子与印刷电路板的机械连接和电连接简化和/或在输出端子与印刷电路板之间提供更稳健的连接。还应当理解，可以使用超过两个印刷电路板并且不是所有的插座线触点的前(或者后)端都需要安装在相同印刷电路板或者其它安装衬底中。
尽管本发明实施例在此处主要关于包括布置为四个导电路径的差分对的八个导电路径的通信插座进行了讨论，但是应当理解，此处描述的概念同样可适用于包括其它数量差分对的插座。
尽管在上面已经主要参考附图对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所图示的实施例；相反地，这些实施例旨在向本领域技术人员充分并且完整地公开本发明。在附图中，相同的数字始终指代相同的元件。一些组件的厚度和尺寸可以为了清楚起见而有所放大。
空间相对术语(诸如“下方”、“下”、“下部”、“上”、“上部”、“顶部”、“底部”等等)在此可以用来便于说明以如图所示描述一个元件或者部件相对于另外的(一个或者多个)元件或者(一个或者多个)部件的关系。应当理解，空间相对术语旨在包括装置使用或者操作中除图中所描绘的取向以外的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其它元件或者部件“下方”或者“下面”的元件将随后在其它元件或者部件“上方”取向。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。装置可以以其它方式取向(旋转90度或者其它取向)并且相应地解释此处使用的空间相对描述符。
为了简单和/或清楚起见，可以不对公知的功能或者结构进行详细描述。如此处使用的，表达“和/或”包括关联列举项目中的一个或者多个的任意和全部的组合。
此处使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的并且不旨在限制本发明。如此处使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文以其它方式清楚地指示。还应当理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”在本说明书中使用时，规定了所述特性、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或者附加有一个或者多个其它特性、操作、元件、组件和/或其组合。
除非另外限定，此处使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意义相同的意义。还应当理解，诸如那些在通用词典中定义的术语应当解释为具有与其在相关技术的上下文中的意义一致的意义并且将不会以理想化或者过度地形式化的意义来解释，除非此处这样明确地限定。
在这里，除非另有说明，术语“附接”、“连接”、“互连”、“接触”、“安装”等等的意思可以是元件之间的直接或者间接附接或者接触。
尽管已经对本发明示例性实施例进行了描述，但是本领域技术人员将容易地理解，在实质上不背离本发明新颖教导和优点的情况下，在示例性实施例中可以进行许多修改。因此，所有这种修改旨在包括在权利要求所限定的本发明的范围内。由所附权利要求以及其中包括的权利要求等价方案限定本发明。

Claims (18)

1.一种通信插座，包括：
第一插座线触点；
第二插座线触点；
第三插座线触点；以及
柔性衬底，具有第一叉指和第二叉指，其中所述第一插座线触点和所述第三插座线触点各自配置为与所述第一叉指上的相应第一和第三导电结构电连接并且被安装为从所述第一叉指向上延伸，以及所述第二插座线触点配置为与所述第二叉指上的第二导电结构电连接并且被安装为从所述第二叉指向上延伸。
2.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述第一和第三导电结构是延伸穿过所述第一叉指的相应的第一和第三镀金属孔口，其中所述第二导电结构是延伸穿过所述第二叉指的第二镀金属孔口，以及其中所述第一、第二和第三插座线触点安装在所述相应的第一、第二和第三镀金属孔口中。
3.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述第二插座线触点横跨所述第一叉指。
4.根据权利要求2所述的通信插座，其中所述柔性衬底包括柔性印刷电路板。
5.根据权利要求4所述的通信插座，其中所述第一插座线触点和所述第三插座线触点成第一排对齐，以及其中所述第二插座线触点与至少一个附加的插座线触点成第二排对齐，所述第二排偏离所述第一排。
6.根据权利要求4所述的通信插座，其中所述柔性印刷电路板包括电连接至所述第一插座线触点的第一导电迹线、电连接至所述第二插座线触点的第二导电迹线以及电连接至所述第三插座线触点的第三导电迹线，其中所述第一导电迹线在所述第二插座线触点下方穿过。
7.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述第一至第三插座线触点是刚性的插座线触点。
8.根据权利要求1所述的通信插座，还包括：
包括插头孔口的壳体；以及
感应串扰补偿电路，位于当匹配插头接纳在所述插头孔口内时移动的所述柔性衬底的一部分上。
9.根据权利要求2所述的通信插座，还包括第一电介质触点载体、第二电介质触点载体和第三电介质触点载体，其中所述第一插座线触点通过所述第一叉指安装在所述第一电介质触点载体中，所述第二插座线触点通过所述第二叉指安装在所述第二电介质触点载体中，以及所述第三插座线触点通过所述第一叉指安装在所述第三电介质触点载体中。
10.根据权利要求9所述的通信插座，还包括弹簧，其中在所述第一插座线触点与所述弹簧之间插入至少所述第一电介质触点载体，使得所述弹簧对所述第一插座线触点进行弹簧偏置。
11.根据权利要求10所述的通信插座，其中所述弹簧与所述第一插座线触点电隔离。
12.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述第一插座线触点的第一端和所述第三插座线触点的第一端各自安装在所述第一叉指上以及所述第二插座线触点的第一端安装在所述第二叉指上，以及其中所述第一插座线触点的第二端安装在所述柔性衬底的第三叉指上，以及所述第二插座线触点的第二端安装在所述柔性衬底的第四叉指上。
13.根据权利要求12所述的通信插座，其中所述柔性衬底中的槽将所述第一和第二叉指与所述第三和第四叉指隔开。
14.根据权利要求9所述的通信插座，其中所述第一、第二和第三电介质触点载体中的每一个被配置为使得该电介质触点载体响应于插头插入到所述通信插座的壳体中的插头孔口中，可以移动与所述第一至第三电介质触点载体中的其它两个电介质触点载体相比不同的量。
15.根据权利要求8所述的通信插座，其中所述感应串扰补偿电路至少部分地位于所述第一叉指上。
16.根据权利要求1所述的通信插座，还包括电容性串扰补偿电路和感应串扰补偿电路，所述电容性串扰补偿电路连接至所述第一插座线触点的非信号电流承载端，以及所述感应串扰补偿电路位于所述柔性衬底上并且连接至所述第一插座线触点的信号电流承载端，所述信号电流承载端与所述非信号电流承载端相对。
17.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述第一叉指包括悬臂叉指，所述悬臂叉指具有大致沿所述插座的纵向延伸的第一区段以及大致沿垂直于所述纵向的横向延伸的第二区段。
18.根据权利要求1所述的通信插座，其中所述通信插座包括RJ-45插座，所述RJ-45插座还包括各自电连接至所述柔性衬底的第四至第八插座线触点，以及其中所述第一至第八插座线触点布置为插座线触点的四个差分对。
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