DE4327166A1

DE4327166A1 - Kontaktanordnung für Steckverbindungen

Info

Publication number: DE4327166A1
Application number: DE19934327166
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Ing Dr Kerndlmaier
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2013-08-10
Also published as: DE4327166C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für Steckverbindungen in Hochgeschwindigkeitsnetzen der Sprach- und Datenübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In Hochgeschwindigkeitsnetzen wird die maximal erziel bare Datenrate durch die Differenz aus Dämpfung und Nahnebensprechen im Netz bestimmt. Beide Größen verschlechtern sich stark mit zunehmender Betriebs frequenz. Während die Dämpfung vornehmlich durch die verwendeten Kabel bestimmt ist, haben die Steckver bindungen, speziell bei der Verwendung von Shielded Twisted Pair-Kabeln, einen erheblichen Einfluß auf das Gesamtnebensprechen. Im Interesse hoher erzielbarer Übertragungsraten ist somit das Nebensprechen der Steckverbindungen bis in die Größenordnung der Kabel werte zu verringern. Die bekannten Steckverbindungen weisen jedoch in der Regel wesentlich schlechtere Nebensprechwerte auf.

In der US 5,030,114 wird ein elektrischer Verbinder für die Datenkommunikation beschrieben, der eine Kontaktanordnung enthält, die aus vier in gleichen Abständen in einer Reihe parallel zueinander angeord neten Kontakten besteht. Zur Reduzierung des Nahneben sprechens wird eine aufwendige Umhüllung der Kontakte mit Schirmblechen vorgeschlagen.

Nachteilig ist es bei dieser Kontaktanordnung, daß die in einer Reihe parallel zueinander geführten Kontakte eine so starke magnetische Kopplung aufweisen, daß das Nahnebensprechverhalten des Verbinders auch durch die vorgesehenen Schirmungsmaßnahmen keinen zuverlässigen Einsatz in Hochgeschwindigkeitsnetzen der Datenkom munikation im Bereich über 100 MHz erlaubt.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung der gattungsgemäßen Art zu ent wickeln, deren elektrische Kennwerte, insbesondere bezüglich des Nebensprechverhaltens, einen Einsatz in Steckverbindungen von Hochgeschwindigkeitnetzen auch für höhere Betriebsfrequenzen zuverlässig gewähr leisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 vor. Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung ergibt eine minimale gegenseitige elektromagnetische Kopplung. Die Anordnung der Kontakte in Paaren macht sich das auch in Twisted Pair-Kabeln genutzte Prinzip der sich gegenseitig kompensierenden von den Hin- und Rück strömen verursachten elektromagnetischen Felder in einer symmetrischen Doppelleitung zu eigen. Dieser Kompensationseffekt ist um so ausgeprägter, je geringer der Kontaktabstand innerhalb der einzelnen Paare im Vergleich zum Abstand zwischen den Paaren ausfällt. Darüber hinaus verringert sich gleichzeitig die Einkopplung vorhandener elektrischer und magne tischer Felder in die Kontaktpaare aufgrund der minimierten Abstände zwischen den Kontakten. Die wesentliche Verbesserung des Nebensprechens wird dadurch erreicht, daß die geometrische Anordnung der Kontaktpaare untereinander genau derart erfolgt, daß die Symmetrien der von einem stromdurchflossenen Kontaktpaar hervorgerufenen elektrischen und magne tischen Felder zur Minimierung der Überkopplung ausgenutzt werden. Die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung liegen in der wesentlichen Verbesserung des Nebensprechverhaltens um mindestens zwei Größenord nungen, ohne dabei aufwendige Herstellschritte oder Montageverfahren zu bedingen. Das Wirkungsprinzip kann problemlos auf eine Anordnung von 2N×2 Kontakten (N=2, 3 . . . ) erweitert werden, wobei Kontakte mit beliebiger Querschnittsgeometrie, wie Rundkontakte, kreuzweise ineinander greifende Flachkontakte o. dgl., verwendet werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen von Kontaktanordnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer 4×2-Steckverbindung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Variante der Kontaktanordnung in einer 4×2-Steckverbindung nach der Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Variante einer 4×2-Steckver bindung,

Fig. 4 eine weitere Variante einer 4×2-Steckver bindung und

Fig. 5 eine weitere Variante einer 4×2-Steckver bindung.

Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Kontaktanordnung mit 4×2-Steckverbindungen 10, die aus vier Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78 mit jeweils zwei Kontakten 1, 2; 3, 4; 5, 6; 7, 8 besteht. Diese Anordnung kann auch beliebig erweitert werden und 2N×2 Kontakte, mit N=2, 3 . . . , aufweisen. Die Kontakte 1 bis 8 haben innerhalb eines jeden Kontaktpaares 12, 34, 56, 78 jeweils gleiche Abstände d voneinander. Zwischen den Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78 sind die Abstände a ebenfalls gleich groß. Die geometrischen Abmesungen, d. h. die Abstände d,a, zwischen den Kontakten 1 bis 8 und den Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78, sind so gewählt, daß die Kontaktpaare 12, 34, 56, 78 innerhalb eines Quadrates 9 angeordnet sind.

Die Kontaktpaare 12, 34, 56, 78 sind zur Erzielung einer minimalen gegenseitigen elektromagnetischen Kopplung wechselweise aufeinander senkrecht stehend so angeordnet, daß die dem Kontaktpaar 12 jeweils nächst gelegenen Kontaktpaare 34 und 78 genau in den beiden Symmetrieebenen des ersten Kontaktpaares 12 liegen. Wenn angenommen wird, daß im Kontaktpaar 12 ein Strom fließt, dann liegen die Kontakte 3, 4 des Kontaktpaares 34 und die Kontakte 7, 8 des Kontaktpaares 78 auf derselben Äquipotentialfläche des von den Kontakten 1, 2 hervorgerufenen elektrischen Feldes und die von den Kontakten 3, 4 bzw. 7, 8 unter Einbeziehung der dritten Dimension (nicht dargestellt) gebildeten Schleifenflächen parallel zu den von den Kontakten 1, 2 hervorgerufenen magnetischen Feldlinien. Durch diese Anordnung der Kontaktpaare 12, 34, 56, 78 ist sichergestellt, daß im Idealfall kein Nebensprechen zu den jeweils am nächsten benachbarten Kontaktpaaren 34, 78 auftritt. Ein Nebensprechen ist jedoch noch "über Kreuz", also zwischen den Kontaktpaaren 12 und 56 bzw. 34 und 78 möglich.

Es zeigt sich aber, daß auch dieses Übersprechen bei genauer Einhaltung der beschriebenen wechselseitigen Symmetrieforderungen einen sehr geringen Wert annimmt.

In der Fig. 2 sind ebenfalls 4×2-Steckverbindungen 10 in einer quadratischen Anordnung jedoch ohne die 90°-Drehung der Kontaktpaare 12, 34, 56, 78 zueinander gezeigt. Auch bei dieser Anordnung sind die Abstände d zwischen den Kontakten 1 bis 8 gleich groß und wesentlich kleiner als die Abstände a zwischen den Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78. Der hiermit erreichte symmetrische Aufbau erfüllt jedoch in geringerem Maße die gewünschte innere Symmetrie der Anordnung. Die mit dieser Anordnung erzielbaren Nahnebensprechwerte sind schlechter als die der Anordnung nach der Fig. 1.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Kontaktanordnungen mit Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78, bei denen der jeweilige Abstand d zwischen den Kontakten 1 bis 8 gleich aber kleiner als der jeweilige Abstand a zwischen den Kontaktpaaren 12, 34, 56, 78 gewählt ist. Die hiermit erzielbaren Parameter bezüglich des Nebensprechens sind jedoch deutlich schlechter als die mit der Anordnung nach der Fig. 1 erzielten Werte.

Bezugszeichenliste

1 Kontakt
2 Kontakt
3 Kontakt
4 Kontakt
5 Kontakt
6 Kontakt
7 Kontakt
8 Kontakt
9 Quadrat
10 Steckverbindung
12 Kontaktpaar
34 Kontaktpaar
56 Kontaktpaar
78 Kontaktpaar
d Abstand
a Abstand

Claims

1. Kontaktanordnung für Steckverbindungen in Hochgeschwindigkeitsnetzen der Sprach- und Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (1 bis 8) in Paaren (12, 34, 56, 78) angeordnet sind, wobei der Abstand (a) zwischen den Kontaktpaaren (12, 34, 56, 78) jeweils größer ist als der Abstand (d) zwischen den Kontakten (1 bis 8) eines Kontaktpaares (12, 34, 56, 78) und daß zwischen den Kontakten (1 bis 8) eines jeden Paares (12, 34, 56, 78) gleiche Abstände (d) bestehen.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils zwei Kontaktpaare (12, 34, 56, 78) zueinander um 90° gedreht angeordnet sind, wobei die Abstände (a) zwischen den jeweils zueinander um 90° gedrehten Kontaktpaaren (12, 34, 56, 78) gleich groß gewählt sind.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß vier Kontaktpaare (12, 34, 56, 78) so angeordnet sind, daß die Kontaktpaare (12, 34, 56, 78) wechselweise aufeinander senkrecht stehen und die einem Kontaktpaar (12) jeweils nächstgelegenen Kontaktpaare (34, 78) genau in den beiden Symmetrie ebenen des ersten Kontaktpaares (12) angeordnet sind und daß die vier Kontaktpaare (12, 34, 56, 78) ein Quadrat (9) bilden.

4. Kontaktanordnung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils 2N×2-Kontakte (1 bis 8) mit N=2, 3 . . . angeordnet sind.