CN1691433B - 用于邻近放置的连接器的外加近端串扰补偿 - Google Patents

用于邻近放置的连接器的外加近端串扰补偿 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于补偿关于邻近放置连接器的串扰的连接器。每个连接器包括印刷电路板(PCB)，PCB上的多个接触件对，多个位于PCB边缘部的用于补偿串扰的补偿片，和多个用于将补偿片电连接到接触件对的连接部件。

Description

用于邻近放置的连接器的外加近端串扰补偿
技术领域
本发明涉及一种外加近端串扰(NEXT)补偿，更具体地说，一种用于邻近放置的独立无遮蔽双绞线(UTP)连接器的外加NEXT补偿。
背景技术
在邻近放置的连接器的导体之间的噪声或者信号的串扰被认为是外加NEXT。图1显示了两个并排放置的UTP模块化的插座连接器1和2，例如，在一个壁装电源插座上。连接器1和2是相同的并且这种连接器的结构也是已知的。
如图1所示，连接器1和2上都包含一块印刷电路板(PCB)50，多个穿透接触件(IDC：Insulation Displacement Contact)52，和多个位于PCB50上的与IDC52通过PCB50上的导电的走线适当连接的弹簧丝接触件54。连接器1和2上的IDC52都被分成了四对P1-P4，每对都由标明为(r)的环形导体和标明为(t)的尖形导体。″环″指该对中负极化的导体，而″尖″指该对中正极化的导体。
每个IDC52都包括带有缝隙52c的顶部52a和要插入PCB50中相应的电镀过的孔56的底部52b。为了简便，图1中只显示了一个孔56，但是PCB50有多个电镀过的孔56用于接收相应的IDC52的底部52b。一般地，弹簧丝接触件54在外部提供的连接器匹配，电线被插入IDC52的缝隙52c中。
虽然有效，但是连接器1和2结构的局限性在于当它们并排放置，IDC52的两个连接器之间的电容耦合和电感耦合会引起外加NEXT。该外加NEXT的水平在两个连接器中相互面对的IDC52对之间最高。在这个例子中，外加NEXT的水平在连接器1的第二对P2(r2和t2)和连接器2第一对P1(r1和t1)之间和连接器1的第三对P3(r3和t3)和连接器2第四对P4(r4和t4)之间最高。这种外加NEXT削弱了通过连接器传播的信号。这一问题不仅限于连接器1和2，也存在于无任何防护机制邻近放置时的其它类型的连接器。
因此，需要减少或是补偿邻近放置连接器的外加NEXT的水平到最小或是可接受的水平(例如，可以支持10千兆比特的以太网的水平)，而无须彼此防护这些连接器。
发明内容
本发明提供了一种连接器用于补偿与相邻放置的连接器相关的串扰。每个连接器包括一块印刷电路板(PCB)，多个PCB上的接触件对，多个用于补偿外加串扰的位于PCB边缘的补偿片，和多个用于将补偿片电连接到接触件对的连接部。在相邻放置的两个连接器上的补偿片产生可以抵消连接器间的外加串扰的补偿电容/串扰。此发明根据当时外加串扰的量自动改变补偿串扰产生的量。
本专利申请的这些和另外的目的通过下面的详细描述将更清楚。但是，需要理解的是在本发明的具体实施例中涉及的详细描述和特别例子仅用于图解展示，因为通过详细描述，各种在发明实质和范围内的改进和修改对于那些本领域的技术人员来说是显而易见的。
附图说明
通过下面的详细描述和附图，本发明将被充分理解，这些附图仅用于图式，不是用于局限制本发明，，其中：
图1显示了根据相关技术互相邻近放置的两个UTP连接器的例子；
图2显示了根据本发明的一个具体实施例的互相邻近放置的两个UTP连接器的例子；
图3A显示了图2中连接器的内部图；
图3B显示了图3A中所示的连接器的补偿片的分解图；
图4描绘了根据本发明的一个在补偿器和图2中连接器的IDC之间的连接的例子；
图5描绘了根据本发明的另一个在补偿片和两个邻近放置的连接器的IDC之间的连接的例子；和
图6描绘了根据本发明的另一个补偿片的构型的例子。
具体实施方式
图2显示了根据本发明的一个具体实施例的并排放置的两个UTP连接器(A和B)的例子。
如图2所示，连接器A和B中的每一个都有现有的UTP连接器的特征，例如，如图1所示的IDC52(P1-P4对)、PCB50、电镀通孔56和弹簧丝接触件54。P1-P4中的每一对都由由(r)表示的环形导体和由(t)表示的尖形导体组成。根据本发明连接器A和B中的每一个都进一步地包括多个补偿片30和多个用于电连接补偿片30和IDC52的连接部40(图3A)。补偿片30和连接部40由例如金属的导电材料制成。
图3A显示了图2中所示连接器的内部图，和图3B显示了图3A中所示的连接器的补偿片30的分解图。
如图3A和3B所示，补偿片30(a、b、c和d)被放置在每个连接器A和B两个相对的边缘部分内。每个补偿片30可以由单金属层或者多金属层互相叠加并通过一排电镀通孔连接而构成。补偿片30的金属层可以被相应放置在PCB50的表面上或者内层中。补偿片30的顶和底层/部在PCB50的顶和/或底面上可见，然而补偿片30的所有的内层/部分被放置在PCB50内并不能从外部被看见。这样的构型更可取和更有利，因为它能提供足够的电容量，同时提供从顶和底层/部分到补偿片30的为了测试目的通路。但是，它也能够将补偿片30隐藏在连接器边缘部分内，使得在PCB50外面就看不到补偿片的部分/层了。
连接部40可以是在PCB50的同一或是不同层上的金属走线，或可以是位于PCB50的顶和/或底面上的金属板和线。连接部40与同IDC52相关的电镀通孔56相接触。
连接器A和B在结构上是相同的。例如，连接器A中的补偿片30位置和由连接器A中的连接部40中构成的具体连接与它们在连接器B中一致，所以这些连接器可以很容易地批量生产。
如上所述，当连接器A和B相互邻近放置，在IDC52对之间会产生外加NEXT，而且在IDC52直接相对的两对之间的外加NEXT的水平最高.因此，在补偿片30和IDC52之间所需要的用于补偿不同成对编号的连接器A的第三对P3和连接器B的第四对P4之间的外加NEXT的具体连接将在图4中仅作为一个例子被讨论.显然，本发明不仅限于此，同样地可以应用于补偿另一些相邻放置的连接器IDC的不同成对编号的对之间的外加NEXT.不同成对编号是指不同的对编号，比如，P2和P4.
图4描绘了根据本发明的一个在补偿片30和图2中连接器的IDC52之间的连接的例子。
如图4所示，连接器A和B中的每一个都配有从一到四的补偿片a、b、c和d(30)，补偿片a和b被放置在连接器的一边缘部分内，补偿片c和d被放置在连接器对立的另一边缘部分内。连接器B中的补偿片a和b分别面对连接器A中的补偿片d和c。
对于连接器A和B中的每一个，连接部40包括第一连接部40a，用于将补偿片a和IDC的t4电连接，第二连接部40b，用于将补偿片b和IDC的r4电连接，第三连接部40c，用于将补偿片c和IDC的t3电连接，和第四连接部40d，用于将补偿片d和IDC的r3电连接。这样的电连接是因为连接部40与合适的通孔56的接触而得到的。
由于连接器A和B并排放置，某种极性的外加NEXT是通过IDC52上的同性极化导体的接近(尖对尖和环对环)而产生，即，在此例中，在连接器A的IDC的t3和连接器B的IDC的t4之间，都是尖的极性，和在连接器A的IDC的r3和连接器B的IDC的r4之间，都是环的极性。本发明使这种外加NEXT通过补偿片30上的非同性极化导体(环对尖和尖对环)即，在此例中，在连接器A的具有环极性的片d和连接器B的具有尖极性的片a之间，和在连接器A的具有尖极性的片c和连接器B的具有环极性的片b之间，的接近而被抵消。
更具体地说，在连接器A的补偿片d和连接器B的补偿片a之间，和在连接器A的补偿片c和连接器B的补偿片b之间产生电容。因为连接器A的补偿片d与连接器A的IDC具有环极性的r3通过第四连接部40d电连接，和连接器B的补偿片a与连接器B的IDC具有尖极性的t4通过第一连接部40a电连接，在连接器A的补偿片d和连接器B的补偿片a之间产生的电容实质上是一个环到尖的电容。同样地，因为连接器A的补偿片c与连接器A的IDC具有尖极性的t3通过第三连接部40c电连接，和连接器B的补偿片b与连接器B的IDC具有环极性的r4通过第二连接部40b电连接，在连接器A的补偿片c和连接器B的补偿片b之间产生的电容实质上是一个尖到环的电容。补偿片30上非同性极化导体(环对尖和尖对环)之间的耦合抵消了IDC上的同性极化导体的(尖对尖和环对环)之间的耦合。因此，本发明提供了一种补偿两邻近放置的连接器的外加NEXT的有效方法。
虽然上述例子提供了抵消连接器A的P3对和连接器B的P4对之间的外加NEXT，本发明并不仅限于此，同样还可以抵消任何其它两对IDC之间的外加NEXT，例如连接器A的P2对和连接器B的P1对。这可以通过在连接器A和B中提供下述部件来完成：用于电连接补偿片c和IDC的t2的连接部，用于电连接补偿片d和IDC的r2的连接部，用于电连接补偿片a和IDC的t1的连接部，和用于电连接补偿片b和IDC的r1的连接部。
此外，本发明同样能够补偿其它相邻放置连接器的任意对之间的外加NEXT，除了例如连接器A的P3对和连接器B的P3对的同编码对之外。图5显示了一个外加NEXT补偿的方案例子，该方案用于补偿由不直接相对的IDC，例如连接器A的P3对和连接器B的P2对，之间产生的外加NEXT。图5中的连接器A和B与图2-4中的连接器A和B在连接部40a-40d所构成的连接上和补偿片30的位置上不同。
如图5所示，对于连接器A和B中的每一个，补偿片30被放置在连接器的两个相对的边缘部分，相互对角地面对。第一连接部40a将补偿片a与IDC的t2电连接，第二连接部40b将补偿片b与IDC的r2电连接，第三连接部40c将补偿片c与IDC的t3电连接，第四连接部40d将补偿片d与IDC的r3电连接。补偿片a-d被放置在连接器的特定位置，使得连接器A的P3对相对于连接器B的P2对的位移与连接器A的补偿片d和c和连接器B的补偿片a和b之间的位移相对应。
连接器A的P3对的IDC对角地面对连接器B的P2对的IDC，组成这些对的单个导体的极性相似的排列(在两个导体中首先是尖，然后是环)，这就导致某一程度和某一极性的外加NEXT的增加。当连接器A的补偿片d和c以与连接器A的IDC P3对角地面对连接器B的IDC P2相似的方式对角地面对连接器B的片a和b由通过连接部40与它们相连的IDC的极性决定的各片的极性是相反排列的(在连接器A中，首先是环，然后是尖，在连接器B中，首先是尖，然后是环)。这就导致在片30所产生的补偿电容具有和IDC52所产生的外加NEXT相等的量和相反的极性。
虽然上述例子可以抵消连接器A的P3对和连接器B的P2对之间的外加NEXT，本发明并不仅限于此，同样还可以抵消IDC上其它任意互相对角放置的两对之间的外加NEXT，例如连接器A的P2对和连接器B的P3对。这可以通过以类似于连接器A的IDCP2对对角面对连接器B的IDC P3对的方式将片d和c相对于片a和b对角放置并在连接器A和B中的每一个内提供如下部件来实现：用于电连接补偿片c和IDC的t2的连接部，用于电连接补偿片d和IDC的r2的连接部，用于电连接补偿片a和IDC的t3的连接部，和用于电连接补偿片b和IDC的r3的连接部。
作为一个变化，对于一对IDC，可以提供一对互相垂直邻近的补偿片而不是如图4和5所示的在连接器内相互水平地邻近的补偿片。即，补偿片对可以互相不接触地层叠。图6显示了这种结构的一个例子。如图6所示，对于连接器A和B中的每一个，补偿片a可以层叠在补偿片b之上或者反之亦然。
本发明更有利是因为串扰补偿的程度根据两连接器之间分开距离的任意变换而自动校正。依照目前连接器的唯一结构，不利的串扰(外加NEXT)和抵消串扰(补偿电容)都随着连接器之间分开距离的减小而同时增加，并且随着连接器之间分开距离的增加而同时减小。因此，所产生的抵消串扰的量根据连接器之间当时的外加NEXT的量自动成比例地调节。
例如，在图4中，当连接器A和B之间分开的距离X减小，在连接器A的P3对和连接器B的P4对之间的外加NEXT增加。然而，抵消串扰也会同时增加，因为连接器A的补偿片d和c与连接器B的补偿片a和b之间分开的距离减小了。因此，本发明可以自动相应调节补偿串扰的量，其中，补偿串扰根据连接器A和B之间当时的外加串扰而建立。
根据本发明，不同的具体实施例可以结合以提供所需要的结构和设计。此外，一个具体实施例/例子中的一个特征可以被一个不同实施例/例子中的特征如希望的那样替换。
本发明如此被描述，很明显，它能以不同方式改变。这类改变不会被视作违背本发明的精神和范围，并且所有的这种对于本领域的技术人员而言很明显的改进都将被包含于之后的权利要求范围内。

Claims (39)

1.一种第一连接器，包括：
印刷电路板；
位于所述印刷电路板上的多个接触件对；
位于所述印刷电路板边缘部分的多个补偿片，用于补偿外加串扰，以及
用于将所述补偿片电连接到所述接触件对的多个连接部件；
所述补偿片包括与所述多个接触件对的第一接触件电连接的第一补偿片，其特征在于，所述第一连接器的第一补偿片构成为利用邻近的第二连接器的第一配合补偿片进行补偿串扰。
2.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，所述第一连接器根据当前外加串扰的量自动调节所提供的串扰补偿量。
3.如权利要求2所述的第一连接器，其特征在于，当前外加串扰的量包括所述第一接触件上的由所述第二连接器上的第一接触件引起的外加串扰的量。
4.如权利要求3所述的第一连接器，其特征在于，所述第二连接器上的第一接触件和所述第二连接器上的第二接触件包括接触件的尖和环对，其中，所述第二连接器的第一配合补偿片电连接到所述第二连接器的第二接触件。
5.如权利要求1所述的第一连接器，第一补偿片是由多层金属化层相互叠加并相互电连接而组成的阵列补偿片。
6.如权利要求5所述的第一连接器，其特征在于，所述多层金属化层通过电镀通孔相互电连接。
7.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，所述第一补偿片是单个补偿片。
8.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，进一步包括：
与所述多个接触件对的第二接触件电连接的第二补偿片，其中，所述第二补偿片构成为利用所述邻近的第二连接器的第二配合补偿片进行补偿串扰，所述第一和第二补偿片并排放置，相互邻近。
9.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，接触件对是穿透接触件对，每对包括尖接触件和环接触件。
10.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，进一步包括：分别与所述多个接触件对的第二，第三和第四接触件电连接的第二，第三和第四补偿片。
11.如权利要求1所述的第一连接器，其特征在于，所述第一连接器是独立无遮蔽双绞线连接器。
12.一种连接器，其特征在于，包括：
印刷电路板；
位于印刷电路板上的多个接触件对；
位于印刷电路板边缘部分的用于补偿外加串扰的多个补偿片；以及
将所述补偿片与所述接触件对电连接的多个连接部件，其中，每对接触件包括指定为尖的第一接触件以及指定为环的第二接触件，其中所述补偿片包括第一至第四补偿片，所述接触件对包括第一至第四接触件对，其中所述连接部件包括：将所述第一补偿片和所述第四接触件对的尖电连接的第一连接部件，以及将所述第二补偿片和所述第四接触件对的环电连接的第二连接部件。
13.如权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述连接部件进一步包括：将所述第三补偿片与所述第三接触件对的尖电连接的第三连接部件，将所述第四补偿片与所述第三接触件对的环电连接的第四连接部件。
14.一种连接器，其特征在于，包括：
印刷电路板；
位于印刷电路板上的多个接触件对；
用于补偿外加串扰的补偿装置，所述补偿装置根据当时外加串扰量自动调节所提供的串扰补偿量，其中所述补偿装置包括：
设置在印刷电路板边缘部分的多个补偿片，用于电连接所述补偿片和接触件对的多个连接部件；
其中接触件对是穿透接触件对，每对包括指定为尖的第一接触件和被指定为环的第二接触件，其中所述补偿片包括第一至第四补偿片并且所述接触件对包括第一至第四接触件，其中所述连接部件包括：
将所述第一补偿片与所述第一接触件对的尖电连接的第一连接部件，将所述第二补偿片与所述第一接触件对的环电连接的第二连接部件。
15.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述补偿装置补偿所述连接器的接触件对和邻近放置的连接器的不对应的接触件对之间的外加串扰。
16.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，每个补偿片是由多层金属化层相互叠加并通过电镀通孔相互连接而成的阵列补偿片，或者是单个补偿片。
17.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述在每个边缘部分，所述补偿片并排放置，相互邻近。
18.如权利要求14述的连接器，其特征在于，所述连接部件进一步包括：将所述第三补偿片与所述第二接触件对的尖电连接的第三连接部件，将所述第四补偿片与所述第二接触件对的环电连接的第四连接部件。
19.如权利要求14所述的连接器，其特征在于，所述第一和第二补偿片被设置在所述连接器的第一边缘部分，第三和第四补偿片被设置在所述连接器的第二边缘部分。
20.用于补偿关于邻近放置的连接器的外加串扰的连接器，其特征在于，所述连接器包括：
印刷电路板；位于印刷电路板上的多个接触件对；多个设置在印刷电路板的边缘部分以补偿关于邻近放置的连接器的电容的补偿片；将所述补偿片和多个接触件对的的接触件电连接的多个连接部件；其中每个补偿片由多层金属层相互叠加并相互电连接而成，或者是单层金属层。
21.一种第一连接器，具有补偿邻近放置的第二连接器的外加串扰的特性，所述第一连接器包括：
印刷电路板；
与包括第一接触件和第二接触件的所述印刷电路板的多个接触件；
与所述第一接触件电连接的第一补偿片，其中所述第一补偿片构成为利用所述第二连接器的第一配合补偿片进行补偿串扰；以及
与所述第二接触件电连接的第二补偿片，其中所述第二补偿片构成为利用所述第二连接器的第二配合补偿片进行补偿串扰.
22.如权利要求21的第一连接器，其特征在于，第一和第二接触件设置于所述印刷电路板的第一边缘，所述第一和第二补偿片设置于所述印刷电路板的第一边缘，所述第一连接器进一步包括：
被设置于所述印刷电路板的第一边缘的所述多个接触件的第三接触件和第四接触件；
被设置于所述印刷电路板的第二边缘并与所述第三接触件电连接的第三补偿片；
被设置于所述第二边缘并与所述第四接触件电连接的第四补偿片。
23.如权利要求22所述的第一连接器，其特征在于，所述印刷电路板的第二边缘与所述印刷电路板的第一边缘的相对。
24.如权利要求21所述的第一连接器，所述第一和第二接触件设置于所述印刷电路板的第一边缘，所述第一和第二补偿片设置于所述印刷电路板的第一边缘，所述第一连接器进一步包括：
被设置于所述印刷电路板的第二边缘的所述多个接触件的第三接触件和第四接触件；被设置于所述印刷电路板的第二边缘并与所述第三接触件电连接的第三补偿片；被设置于所述第二边缘并与所述第四接触件电连接的第四补偿片。
25.如权利要求24所述的第一连接器，其特征在于，所述印刷电路板的第二边缘与所述印刷电路板的第一边缘的相对。
26.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，所述多个接触件是安装到所述印刷电路板上的穿透接触件。
27.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，进一步包括：与所述印刷电路板连接的多个弹簧丝接触件，每个弹簧丝接触件与多个接触件中的每个分别电连接。
28.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，所述第一连接器是无遮蔽双绞线连接器。
29.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，所属第一补偿片包括形成在所述印刷电路板上或者印刷电路板中的至少一个金属化层，所述第二补偿片包括形成在所述印刷电路板上或者印刷电路板中的至少一个金属化层。
30.如权利要求23所述的第一连接器，其特征在于，所述第一补偿片由形成在所述印刷电路板表面上的电连接的金属化层构成。
31.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，所述第一补偿片由形成在所述印刷电路板层中的电连接的金属化层构成。
32.如权利要求21所述的第一连接器，其特征在于，所述第一和第二接触件被设置于所述印刷电路板的第一边缘，所述第一和第二补偿片被设置于所述印刷电路板的第二边缘。
33.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所述印刷电路板的第二边缘与所述印刷电路板的第一边缘相对。
34.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所述多个接触件是安装到所述印刷电路板上的穿透接触件。
35.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，进一步包括：与所述印刷电路板连接的多个弹簧丝接触件，每个弹簧丝接触件与多个接触件中的每个分别电连接.
36.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所述第一连接器是无遮蔽双绞线连接器。
37.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所属第一补偿片包括形成在所述印刷电路板上或者印刷电路板中的至少一个金属化层，所述第二补偿片包括形成在所述印刷电路板上或者印刷电路板中的至少一个金属化层。
38.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所述第一补偿片由形成在所述印刷电路板表面上的电连接的金属化层构成。
39.如权利要求32所述的第一连接器，其特征在于，所述第一补偿片由形成在所述印刷电路板层中的电连接的金属化层构成。
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