CN202142668U - 连接器 - Google Patents

Abstract

提供一种具有端口的连接器，其包括第一端子和第二端子，该第一端子和第二端子被设置为执行差分对功能并接收差分信号。该差分对被接合到调节模块。该调节模块可被设置为用于提供改进的变压器。共模电路可用于决定差分对上共模能量的电平，从而提供至相关联的ASIC的反馈。

Description

连接器

相关申请的交叉引用

本实用新型要求于2009年11月6日提交、申请号为61/259,083的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用而引入。 

技术领域

本实用新型涉及适于在数据通信中使用的连接器的领域，更具体地，涉及包括信号调节的连接器。 

背景技术

已知的是，目前可提供的连接器具有设置为用于接收安装在电缆一端的插头连接器的插座。一种广泛的配置结构是插座(或端口)被设置为用于接收8位置8触头(8P8C)模块插头。需要注意的是，该8P8C插头经常被称作为RJ45插头连接器(即使该8P8C插头在技术上并不是真正的RJ45连接器)。因此，为了与广泛的用法相匹配，这种已知接口在这里将被称作为RJ45接口。 

典型的RJ45插座提供了被称作为端口(或插座)的结构，其尺寸适于在希望的方向上接收RJ45插头并包括用于与RJ45插头中的八个触头相接合的八个(8)端子。RJ45插头安装在电缆的一端，该电缆包括多对绞线(例如绞线对)，并且每个绞线对可用于提供一差分信号通道并同时适度地阻止寄生信号，从而甚至在使用非屏蔽线缆时仍能提供相当好的性能。因此，RJ45连接器和双绞线线缆形成了许多通信系统网络的有用部分，并且广泛地用于在全球许多家庭和商业中使用的以太网中。 

尽管使用具有两对双绞线(如4/5对和3/6对)的RJ45连接器的通信系统的较早版本可提供高达100Mbps的速度，现在的通信系 统已经开始提供1Gbps或者甚至10Gbps的数据速率，因此趋向于在5类和6类线缆中使用全部四个(4)绞线对。但是，即使采用额外的对，对数据速率提高的期望会要求更高的频率和增大的PAM水平(例如，10Gbps在650Mhz使用PAM-16编码)。这使得当传统的RJ45连接器与传统的5类线缆一起使用时，需要降低线缆的操作长度。某些研究人员建议采用改良的线缆(如6a类线缆或甚至7类线缆)来帮助解决这个问题。然而，对于线缆已经安装好的那些个体来说，重新布线并不是所希望的。 

一种可能的手段是使用改进的端口或插座。配置为用于改善插座性能的一种设计结构是使用与每对端子相关联的信号模块。该信号模块可包括变压器，以磁性地将ASIC接合到端子并同时提供电隔离，并且该信号模块还可包括扼流器，其被设置为减小可能会在差分对上传输的共模能量。因为变压器和扼流器使用磁性材料，这些插座经常被称作为磁性插座。然而，磁性插座的已知设计结构不足以满足系统的需要。因此，某些人希望能够对磁性插座进行改进。 

实用新型内容

提供一种具有端口的连接器。该连接器包括壳体，所述壳体包括设置为用于接收插头连接器的端口；第一端子和第二端子，该第一端子和第二端子布置在所述端口中并被设置为接收差分信号；第一插针和第二插针，所述第一插针和第二插针分别地电接合到所述第一端子和第二端子；第三插针和第四插针以及调节模块。该调节模块包括变压器和扼流器，具有电连接到该第一插针的第一导电元件和电连接到该第二插针的第二导电元件，以及接合到所述第三插针和第四插针的第三导电元件和第四导电元件。该第一导电元件和第二导电元件通过变压器而磁性地接合到第三导电元件和第四导电元件。第一导电元件和第二导电元件以及第三导电元件和第四导电元件中的一个穿过扼流器。第三导电元件和第四导电元件电连接到端子，该端子可安装在电路板上从而将该第三导电元件和第四导电 元件电连接到ASIC。在一个实施方式中，该第一导电元件和第三导电元件缠绕在一起以形成第一导线对，以及该第二导电元件和第四导电元件缠绕在一起以形成第二导线对，该第一导线对和第二导线对分离地缠绕穿过该变压器，但是尽管缠绕穿过该变压器，该第一导线对和第二导线对并不缠绕在一起。所述第一导电元件和所述第二导电元件缠绕穿过所述扼流器。在一个实施方式中，该第一导电元件、第二导电元件、第三导电元件和第四导电元件每个均由两根分离的导线形成，它们可以是40标准规格(gauge)的导线。在一个实施方式中，第一导线组和第二导线组如上所述的形成，并且每个导电元件均由两根分离的导线形成，且导线可以是40标准规格的导线。在一个实施方式中，差分对上共模能量的电平可被检测从而提供反馈。 

附图说明

本实用新型通过示例的方式示出并且不限于这些附图，在这些附图中相同的参考数字表示相似的元件，以及其中： 

图1示出了成组(ganged)连接器组件的一个实施方式的透视图； 

图2示出了图1的成组连接器组件的部分分解透视图； 

图3示出了信号模块的一个实施方式的透视图； 

图4示出了调节模块的一个实施方式的示意图； 

图5示出了缠绕有导电元件的变压器和扼流器的一个实施方式的透视图； 

图6示出了导电元件的双绞线的正面前视图； 

图7示出了变压器缠绕过程的第一步； 

图8示出了在图7中所示的具有多个绕组的变压器； 

图9示出了图7中所示的具有完整一套绕组的变压器； 

图10示出了图9所示的具有增加的扼流器并包括部分地围绕该扼流器缠绕的导电元件的变压器； 

图11示出了图10所示的具有另外的共模检测电路的实施方式 的示意图； 

图12示出了包括共模检测电路的可替换实施方式的示意图； 

图13示出了包括共模检测电路的可替换实施方式的示意图； 

图14示出了共模检测电路的可替换实施方式。 

具体实施方式

下面的详细内容描述了典型的实施方式，其并不意于将本实用新型限定在这里明确公开的组合结构中。因此，除非特别声明，这里公开的特征可组合在一起以形成其它的组合方式，为简明起见，这些其它的组合方式未示出。 

图1-3示出了安装在电路板5上的磁性插座系统10的典型实施方式。壳体50提供端口20并支撑多个信号模块100。如图所示，提供4个信号模块100，并且每个信号模块100被设置成为两个端口(它们被示出为以相对的定位方向垂直布置)提供端子和信号调节。尽管示出的配置结构提供了多种制造和使用益处，也可以提供其它的配置结构如单排端口。因此，示出的信号模块100仅仅是示意性的。 

如图所示，端子阵列120a、120b被设置为布置在分离的端口20中并被电路板122所支撑。已知的是，该端子阵列可被分解为端子对，它们共同接收一差分信号(如，一差分对)。示出的端口包括8个端子，它们形成四个差分对从而对应于工业规定线缆中的四个导线缠绕对。例如，端子131和端子132被设置为用于提供差分对(由传统关系(legacy concerns)所驱动的分裂3/6对)。其它的配置结构也是可能的，如果期望的话也可提供。 

端子131、132通过迹线141、142电连接到插针151、152，以及如图所示，迹线141、142可被设置为实质上具有相同的长度，从而帮助最小化扭曲并降低共模能量到差模能量的转换。插针151、152接合到插针159(典型地通过变压器)，并且插针159可被安装在支撑电路板内并连接到电路板上的合适元件(如ASIC)。可以理解的是，信号模块100被设置为提供上部端口和下部端口，但是也可被 设置为仅提供一个端口。 

图4示出了包括扼流器185和变压器187的调节模块160的示意图。与调节模块160的一个实施方式有关的细节包括制造这种调节模块的步骤，这些步骤在图5-10中示出。第一导电元件161接合到第一插针151(其顺序地电连接到设置在一个端口中的第一端子)。第二导电元件162接合到第二插针152(其顺序地电连接到布置在一个端口中的第二端子)。形成差分信号对的第一导电元件161和第二导电元件162缠绕穿过扼流器185，从而帮助减小由第一导电元件161和第二导电元件162形成的差分对上的共模能量。 

然后，第一导电元件161与第三导电元件171物理地缠绕以形成第一导线组，并缠绕穿过变压器以磁性地将第一导电元件和第三导电元件接合到一起。相似地，第二导电元件162与第四导电元件172物理地缠绕，并缠绕穿过变压器从而磁性地将第二导电元件162和第四导电元件172接合到一起。然后，第三导电元件171和第四导电元件172电连接到第三和第四插针159。第三和第四插针159可安装到电路板上，以提供至安装在电路板上的ASIC(为简明起见，这些元件并未示出)的通信路径，如现有技术中已知的那样。 

应当注意的是，如图所示，当缠绕穿过变压器时，第一导电元件161和第三导电元件171缠绕在一起，并与第二导电元件162和第四导电元件172相分离。这样的配置结构决定了可提供这样的益处，即第一导电元件和第三导电元件之间的电容耦合会较少地受到第一导电元件与第二导电元件和第四导电元件中一个之间无意的电容耦合的影响。相似地，第三导电元件也可较少地受到第三导电元件与第二导电元件和第四导电元件中一个之间无意的电容耦合的影响。第二导电元件和第四导电元件相似地从该能力中受益，从而减小无意的电容耦合。 

从图6中可以理解的一个特征是，导电元件161、162、171、172中的每个均由两根单独的导线形成。在一个实施方式中，34标准规格导线可被替代为两个40标准规格导线。尽管并不需要使用双导线， 已经确定的是，有点惊喜地发现这样的结构可比使用单根导线提供更好的性能。进一步的，尽管两根导线增加了设计的复杂性并且可以预期较细的导线不太耐用，相对于单根34规格导线，两根40标准规格导线的使用可提供更加一致性的性能并提高最终组件的坚固性。 

应当注意的是，如图所示，分离的缠绕以及双导线结构都可被用在调节模块中。然而，仅使用其中的一个结构而不使用另一个也仍然是有益的。 

在操作中，如可从图6-10中理解的那样，第一导电元件和第三导电元件与第二导电元件和第四导电元件被形成在第一导线组163a与第二导线组163b中，并且随后缠绕在变压器187上。在从变压器187引出后，第一导电元件161和第二导电元件162缠绕在一起，第三导电元件171和第四导电元件172也是如此。优选地，这种情况出现在靠近变压器187的边缘(如，在最后一圈正好完成时)，从而保证穿过变压器187的信号的有效传输。第一导电元件和第二导电元件然后缠绕穿过扼流器185，并且调节模块已经准备好进行安装。可以理解的是，与变压器分离的扼流器被用于每个双绞线和线缆(如，每个差分传输线可设置有扼流器和变压器)。 

如上所述，扼流器185用于帮助滤除共模能量。扼流器被典型地布置从而使得其不会饱和，因为一旦饱和的话，其实质上就会停止工作。然而，可以理解的是，扼流器效率的提高可使穿过扼流器的信号电平降低，因此扼流器的性能被典型地平衡以提供可接受电平的共模能量降低。相应地，可以预期的是，共模能量的一部分电平将会穿过扼流器。有时，对系统来说，接收与差分对上的共模能量值有关的反馈是有益的，不管是在扼流器之前或者之后。图11-13以示意图的形式示出了可允许提供这种反馈的实施方式。相似地，变压器189的每个功能元件(function)可设置为与变压器187相似，并将导电元件190接合到导电元件191或者导电元件161和162两者(在这种情况下这些导电元件可电连接到一起以执行中心抽头的 功能)。图11中所示实施方式的差别在于共模检测电路提供与穿过扼流器的共模能量有关的反馈。相反地，图12和13的实施方式提供在扼流器之前的差分对上的共模能量的反馈(图13在变压器的芯片(chip)侧而不是线路侧具有扼流器)。 

如果使用图12所示的分离的导电元件191，其可布置在两个匹配电阻之间。尽管优选地这两个电阻是相同的，实际上这些电阻会具有一定的误差，但是一般地可被设置为提供差分对上共模能量的合理精确的指示。应当注意的是，尽管示出了1000欧姆的电阻，也可以使用其它的值。一般的，希望这些电阻被设置为保证电流的20％以下会流过由导电元件161、162形成的差分对之间的这两个电阻。 

不管是否使用图11或12的配置结构，导电元件190可提供至ASIC的反馈，其提高了在差分对上出现的共模能量。对于不包括屏蔽层的线缆，一个差分对上的共模能量的反馈预计足以提供另一差分对上共模能量的适当指示。该反馈可被ASIC所使用，以决定是否需要另外的处理来将信号从噪声和寄生信号中分离出来。然而，当共模能量处于可接受的水平时，可以降低需要处理的量，从而降低需要的功率和/或耗散由数字信号处理器(DSP)产生的热能的需求。在每个端口都具有分离DSP的系统中，避免数字信号处理器(DSPs)的实质百分率的使用会使操作该系统所需要能量的值有显著的降低。 

如上所述，以及从图13中可以理解的那样，扼流器185可布置在变压器的芯片侧而不是线路侧。这种类型的配置结构还可应用到上面参考图4-10所描述的实施方式中。如可理解的那样，扼流器在芯片侧的设置可通过将调节模块160的相对侧电连接到插针151、159而实现。具有如图13所示的布置在芯片侧的扼流器允许共模能量在扼流器之前被检测，同时仍然省去了对电阻的需要。因此，对于适于将扼流器布置在芯片侧的系统而言，在图13中示意性地示出的实施方式可以是令人满意的。 

应当注意的是，在图13中，变压器189与电阻188并联。同样 的配置结构也可用于图11和12中，其中电阻188可具有大约50到200欧姆之间的电阻值，但并不限于此。 

图14示出了共模检测电路的另一实施方式，其包括位于导电元件190′之前的扼流器192，从而提供可选的EMI处理/降低。如可理解的那样，可在支撑电路板上提供另外的滤波装置，并且该滤波装置不需要直接地包括在信号模块100中。 

这里公开的内容以其优选和典型实施方式描述了一些结构。对本领域技术人员来说，从这里公开内容的教导中，在不脱离附加权利要求的范围和精神的前提下，还可以有多种多样的其它实施方式、改进方式和变形方式。 

Claims (10)

1.一种连接器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括设置为用于接收插头连接器的端口；

第一端子和第二端子，所述第一端子和第二端子布置在所述端口中；

第一插针和第二插针，所述第一插针和第二插针分别地电接合到所述第一端子和第二端子；

第三插针和第四插针；

调节模块，其包括变压器和扼流器，所述调节模块具有接合到所述第一插针和第二插针的第一导电元件和第二导电元件，以及接合到所述第三插针和第四插针的第三导电元件和第四导电元件，所述第一导电元件和所述第三导电元件接合到一起以形成第一导线对，以及所述第二导电元件和所述第四导电元件接合到一起以形成第二导线对，所述第一导线对和所述第二导线对分离地缠绕穿过所述变压器，所述第一导电元件和所述第二导电元件缠绕穿过所述扼流器。

2.根据权利要求1的连接器，其特征在于，所述第一导电元件和所述第二导电元件中的每个均由两根导线形成。

3.根据权利要求2的连接器，其特征在于，所述导线为40标准规格导线。

4.根据权利要求1的连接器，其特征在于，所述变压器为第一变压器以及所述调节模块包括第二变压器，所述第二变压器设置为用于提供共模能量检测。

5.根据权利要求4的连接器，其特征在于，所述第二变压器被接合到所述第一变压器的中心抽头。

6.根据权利要求5的连接器，其特征在于，所述第二变压器被接合到两个导电元件，以及在所述第二变压器和所述两个导电元件之间设置第二扼流器。

7.根据权利要求4的连接器，其特征在于，所述第二变压器被 连接到所述扼流器的线路侧，并且通过两个电阻元件与所述第一导电元件和所述第二导电元件分离开。

8.根据权利要求7的连接器，其特征在于，所述第二变压器被接合到两个导电元件，以及在所述第二变压器和所述两个导电元件之间设置第二扼流器。

9.根据权利要求4的连接器，其特征在于，所述扼流器被设置在所述第一变压器的芯片侧，以及所述第二变压器被接合到所述第一变压器的中心抽头。

10.根据权利要求9的连接器，其特征在于，所述第二变压器被接合到两个导电元件，以及在所述第二变压器和所述两个导电元件之间设置第二扼流器。 

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