EP3888198A1

EP3888198A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: EP3888198A1
Application number: EP19805710.1A
Authority: EP
Inventors: Sebastian STAMM
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-10-06
Also published as: US11848521B2; BE1026802B1; WO2020109223A1; BE1026802A1; CN113056846A; CN113056846B; US20220029357A1

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Steckverbinder (1) zum Anschluss einer Datenleitung, mit einem Steckergehäuse (2), mit einem oder mehreren Anschlusselementen (3) zum Anschluss jeweils einer Ader der Datenleitung, mit einem oder mehreren Kontaktelementen (4) und mit einem oder mehreren Leiterelementen (5), über die jeweils ein Anschlusselement (3) mit einem Kontaktelement (4) elektrisch leitend verbunden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder ist die Rückflussdämpfung des Steckverbinders (1) dadurch reduziert, dass zumindest ein Abschnitt (6) der einzelnen Leiterelemente (5) oder zumindest ein Abschnitt der einzelnen Kontaktelemente (4) so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts (6) gezielt fehlangepasst ist, indem der Wert des Wellenwiderstands vom Nenn-Wellenwiderstand der Datenleitung abweicht.

Description

Steckverbinder

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Anschluss einer Datenlei tung, mit einem Steckergehäuse, mit einem oder mehreren Anschlusselemen ten zum Anschluss jeweils einer Ader der Datenleitung, mit einem oder meh- reren Kontaktelementen und mit einem oder mehreren Leiterelementen, über die jeweils ein Anschlusselement mit einem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden ist.

Steckverbinder zum Anschluss einer Datenleitung an ein elektrisches Gerät, beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung, einen Rechner oder eine Steuerung sind aus der Praxis in unterschiedlichen Ausführungsvarianten be kannt. Die Datenleitung wird dabei dadurch einfach an das elektrische Gerät angeschlossen, dass die Datenleitung mit dem Steckverbinder verbunden ist und der Steckverbinder mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder am elektrischen Gerät verbunden wird. Der mit der Datenleitung verbundene Steckverbinder ist zumeist als Stecker ausgebildet, während der am elektri schen Gerät ausgebildete Gegensteckverbinder dann als Steckerbuchse ausge bildet ist.

Insbesondere in ED V-Netz werken werden als Steckverbinder häufig RJ45- Stecker und RJ45-Buchsen eingesetzt, die zum Anschluss von mehradrigen, insbesondere 8-adrigen Datenleitungen dienen. Entsprechend weist ein solcher Steckverbinder dann acht Anschlusselemente zum Anschluss der acht einzel nen Adern der Datenleitung auf, wobei als Anschlusselemente in der Regel Schneidkontakte vorgesehen sind. Die einzelnen Anschlusselemente sind in nerhalb des Steckergehäuses über entsprechende Leiterelemente mit jeweils einem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden. Die einzelnen Adern der Datenleitung können alternativ auch in Pierce-Anschlusstechnik oder Crimp- Anschlusstechnik mit den Anschlusselementen des Steckverbinders verbunden oder mit diesen verlötet sein. Die Kontaktelemente dienen der elektrischen Verbindung mit entsprechenden Gegenkontaktelementen im Gegensteckver- binder, wozu die Kontaktelemente von einer Stirnseite des Steckergehäuses aus zugänglich sind.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass der Steckverbinder zum Anschluss einer Datenleitung vorgesehen ist, die nur eine Ader aufweist. Bei einer sol- chen Datenleitung kann es sich beispielsweise um ein Antenenkabel oder ein Koaxialkabel handeln. Der Steckverbinder muss dann entsprechend auch nur ein Anschlusselement, ein Leiterelement und ein Kontaktelement aufweisen.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Steckverbinders, also so- wohl bei den zuvor beschriebenen RJ45-Steckerverbindem, als auch bei ande ren Steckverbindern, wie beispielsweise Rundsteckverbindem, besteht ein Problem darin, dass durch den Steckverbinder die zu übertragenden Signale ungewollt verändert werden können. Das Verhalten eines Steckverbinders be züglich der Signalübertragung wird durch seine Übertragungseigenschaften beschrieben. Eine wichtige Übertragungseigenschaft ist dabei die Rückfluss- dämpftmg, die teilweise auch als Rückstreudämpfimg bezeichnet wird.

Die Rückflussdämpfung ist ein Maß für die Reflexion, also für das Verhältnis von reflektierter Leistung zu ausgesandter Leistung, angegeben in der Regel als logarithmisches Maß in Dezibel (dB). Dadurch, dass durch Reflexionen ein Teil der ausgesandten Energie in Richtung des Senders zurückfließt, kommt es zu Störungen der Signalübertragung. Solche Rückstreuungen bzw. Reflexio nen treten an Inhomogenitäten innerhalb der Leitung und des Steckverbinders auf. Im allgemeinen treten Inhomogenitäten überall dort auf, wo sich der Wel lenwiderstand ändert, also insbesondere an Stoßstellen und Übergängen zwi- sehen Bauteilen, die einen unterschiedlichen Wellen widerstand aufweisen. Dies bedeutet, dass störende Reflexionen dadurch vermieden werden können, dass die Wellenwiderstände sämtlicher Komponenten und Leiterabschnitte in einer Übertragungsstrecke übereinstimmen. Ist dies der Fall, so wird dies als Anpassung bezeichnet. Wenn dagegen die Wellenwiderstände der einzelnen Komponenten und Leiterabschnitte in einer Übertragungsstrecke nicht über einstimmen, so wird dies als Fehlanpassung bezeichnet.

In der Praxis sind die Wellenwiderstände für verschiedene Übertragungstech niken festgelegt bzw. genormt. In vielen ED V-Netz werken beträgt der Wel lenwiderstand dabei 100 Ohm. Daher werden in der Regel sämtliche Kompo- nenten in einem solchen Netzwerk, wie insbesondere Steckverbinder, auf die sen Wellenwiderstand, der als Nenn- Wellenwiderstand bezeichnet wird, aus gelegt bzw. angepasst.

Aufgrund baulicher Gegebenheiten in einem Steckverbinder und anderer Res triktionen, die bei Steckverbindern gegeben sind, ist es in der Praxis jedoch nur bedingt realisierbar, dass der Verlauf des Wellenwiderstandes innerhalb des gesamten Steckverbinders dem gewünschten Nenn- Wellenwiderstand ent spricht. Aufgrund eines vorgegebenen Steckergesichts müssen beispielsweise die Kontaktelemente vorgegebene Abstände zueinander aufweisen, was zu einer Veränderung des Wellenwiderstand im Bereich der Kontaktelemente fuhren kann.

In der Praxis werden daher Bereiche innerhalb eines Steckverbinders, die einen großen Gestaltungsfreiraum erlauben, beispielsweise Abschnitte der Lei terelemente, möglichst exakt auf den Nenn-Wellenwiderstand ausgelegt. In den Abschnitten dagegen, in denen es aufgrund von baulichen Gegebenheiten oder anderen Restriktionen nicht möglich ist, den Nenn-Wellenwiderstand ein zuhalten, wird ein sich ergebender abweichender Wellenwiderstand als zufälli ge Fehlanpassung akzeptiert.

Aus der DE 10 2012 100 578 B4 ist eine Leiterplatte für einen Steckverbinder bekannt, die zur Anpassung des Gesamt-Wellenwiderstands der Leiterplatte zusätzliche Leiterbahnenabschnitte aufweist, die ein zusätzliches induktives oder kapazitives Bauteil bilden, wodurch der Wellenwiderstand in diesem Be reich angehoben oder abgesenkt werden kann. Hierdurch wird versucht, den Gesamt-Wellenwiderstand über die Leiterplatte an den geforderten Nenn-Wel- lenwiderstand anzupassen bzw. den Impedanzverlauf innerhalb des Steckver binders möglichst nach jeder Abweichung wieder an den Nenn-Wellenwider stand anzupassen.

Nachteilig ist dabei jedoch, dass durch die zusätzlichen Leiterbahnstrukturen ein zusätzlicher Platzbedarf innerhalb des Steckverbinders erforderlich ist, was die Baugröße der Kompensationsmaßnahme einschränkt. Außerdem stel len die durch die zusätzlichen Leiterbahnstrukturen realisierten induktiven oder kapazitiven Bauteile selber zusätzliche Stoßstellen dar, die durch an die sen Stoßstellen auftretenden Reflexionen deren Kompensationswirkung redu zieren. Schließlich müssen die zusätzlichen Leiterbahnstrukturen sehr enge Toleranzgrenzen einhalten, damit die gewünschte Kompensationswirkung tat sächlich eintritt, was mit entsprechendem Herstellungsaufwand verbunden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und dennoch effektive Maßnahme anzugeben, wie in einem Steckver binder unerwünschte Reflexionen reduziert werden können, so dass die Anfor- derungen an die Rückflussdämpfung des Steckverbinders eingehalten werden können.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Ab- schnitt der einzelnen Leiterelemente oder zumindest ein Abschnitt der einzel nen Kontaktelemente so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Wellenwider stand des Abschnitts gezielt fehlangepasst ist, indem der Wert des Wellenwi derstands vom Nenn- Wellenwiderstand der Datenleitung abweicht. Anders als bisher im Stand der Technik praktiziert, wo Leiterabschnitte, die einen großen Gestaltungsfreiraum erlauben, möglichst exakt auf den Nenn-Wellenwider- stand ausgelegt worden sind, werden nunmehr zumindest Abschnitte der ein zelnen Leiterelemente oder der einzelnen Kontaktelemente so ausgelegt, dass eine gezielte Fehlanpassung vorliegt. Durch die Fehlanpassung in dem Be reich des Steckverbinders, in dem ein Gestaltungsfreiraum vorliegt, d. h. keine oder nur geringe Restriktionen vorgegeben sind, können so die Fehlanpassun gen in anderen Bereichen des Steckverbinders ausgeglichen oder zumindest in der Summe verringert werden.

Ist der Steckverbinder zum Anschluss einer Datenleitung mit nur einer Ader vorgesehen, so dass der Steckverbinder auch nur Anschlusselement, ein Kon- taktelement und ein Leiterelement aufweist, so ist zumindest ein Abschnitt des Leiterelements oder zumindest ein Abschnitt des Kontaktelements hinsichtlich seines Wellenwiderstands gezielt fehlangepasst. Ohne das die Erfindung dar auf beschränkt sein soll, wird nachfolgend jedoch stets davon ausgegangen, dass die Datenleitung mehrere Adern und entsprechend der Steckverbinder auch mehrere Anschlusselemente, Kontaktelemente und Leiterelemente auf weist.

Ist der erfindungsgemäße Steckverbinder beispielsweise für den Einsatz in ED V-Netz werken vorgesehen, in denen der Nenn- Wellenwiderstand 100 Ohm beträgt, so wird zumindest ein Abschnitt der einzelnen Leiterelemente oder ein Abschnitt der einzelnen Kontaktelemente so ausgebildet und angeordnet, dass der Wert des Wellenwiderstands des Abschnitts von 100 Ohm abweicht. Sind in dem Steckverbinder zur Gewährleistung der erforderlichen Übertra gungseigenschaften beispielsweise Kondensatoren vorgesehen, so fuhrt dies zu einer Verringerung des Wellen wider Stands in diesem Bereich. In einem sol- chen Fall würde dann gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest ein Ab schnitt der einzelnen Leiterelemente so ausgelegt, dass dessen Wellenwider stand entsprechend größer als 100 Ohm ist, um die Verringerung des Wellen widerstands durch die Kondensatoren nach Möglichkeit zu kompensieren. Sind in einem Steckverbinder dagegen in einem Abschnitt mehrere Induktivi täten angeordnet, durch die der Wellen widerstand in diesem Bereich erhöht wird, so würde gemäß der Erfindung zumindest ein Abschnitt der einzelnen Leiterelemente so angepasst, dass der Wellenwiderstand in dem Abschnitt ent sprechend geringer als 100 Ohm ist. Zuvor ist ausgefuhrt worden, dass zumindest ein Abschnitt der einzelnen Lei terelemente oder zumindest ein Abschnitt der einzelnen Kontaktelemente so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts ge zielt fehlangepasst ist. Die gezielte Fehlanpassung kann somit sowohl im Be reich der einzelnen Leiterelemente als auch im Bereich der Kontaktelemente realisiert werden. In beiden Fällen kann vorzugsweise die Breite und/oder die Dicke des Leiterelements bzw. des Kontaktelements zumindest in dem Ab schnitt vergrößert oder verkleinert werden, jeweils im Verhältnis zur zur Brei te bzw. Dicke eines entsprechenden Leiterelements oder Kontaktelements mit N enn- W ellenwiderstand. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Ab stand zwischen den Abschnitten zweier Leiterelemente oder zweier Kontakt elemente entsprechend vergrößert oder verkleinert sein, im Verhältnis zum Abstand zwischen zwei Leiterelementen oder zwei Kontaktelementen mit N enn- W ellenwiderstand. Ausgehend von der grundsätzlichen Überlegung der vorliegenden Erfindung, den Wellenwiderstand in zumindest einem Abschnitt der einzelnen Leiterele mente oder der einzelnen Kontaktelemente gezielt fehlangepasst auszulegen, kann der Fachmann bei der konkreten Auslegung berücksichtigen, dass der Wellenwiderstand sowohl der Leiterelemente als auch der Kontaktelemente von deren Geometrie- und Materialparametem abhängig ist. Deshalb lässt sich eine gezielte Fehlanpassung durch mehrere konstruktive Maßnahmen umset- zen, wobei die einzelnen Maßnahmen sowohl alternativ als auch kumulativ durchgefuhrt werden können. Der Wellenwiderstand einer gekoppelten Mikrostreifenleitung ist beispiels weise abhängig von der Leiterbreite w und der Leiterdicke t der einzelnen Mi krostreifenleitungen. Eine Reduzierung der Leiterbreite w fuhrt dabei ebenso wie eine Reduzierung der Leiterdicke t zu einer Erhöhung des Wellenwider- Stands, wobei jedoch der Einfluss der Leiterbreite w größer ist. Entsprechend fuhrt eine Vergrößerung der Leiterbreite w und eine Vergrößerung der Leiter dicke t jeweils zu einer Reduzierung des Wellenwiderstands der Streifenlei tung. Darüber hinaus ist der Wellenwiderstand einer gekoppelten Mikrostrei fenleitung auch vom Abstand s zwischen den beiden Leitungen abhängig. Eine Verkleinerung des Abstandes s führt dabei zu einer Verringerung des Wellenwiderstands, während eine Vergrößerung des Abstandes s zu einer Er höhung des Wellenwiderstands fuhrt.

Anhand entsprechender Gleichungen für die jeweils im Steckverbinder vorge sehenen Leiterelemente oder die Kontaktelemente kann der Fachmann somit mit ausreichender Genauigkeit ermitteln, welche Auswirkung eine entspre chende Änderung der zuvor genannten Geometrieparameter auf den Wellen widerstand der Leiterelemente oder der Kontaktelemente hat. Bei einem Steckverbinder, der beispielsweise Stiftkontakte als Kontaktelemente auf weist, kann somit eine Fehlanpassung des Wellenwiderstands im Bereich der Kontaktelemente dadurch gezielt vorgenommen werden, dass der Durchmes ser der Kontaktelemente und/oder der Abstand zweier Kontaktelemente zuein ander entsprechend verändert wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Ste ckergehäuse des Steckverbinders mindestens eine Leiterplatte vorgesehen, die mehrere Leiterbahnen als Leiterelemente aufweist. Bei der Leiterplatte kann es sich dabei sowohl um eine starre Leiterplatte als auch um eine oder mehrere übereinander angeordnete flexible Leiterplatten handeln. Bei einem derartigen Steckverbinder mit einer Leiterplatte ist dann vorteilhafterweise zumindest ein Abschnitt der einzelnen Leiterbahnen gezielt fehlangepasst. Der Abschnitt kann dabei entweder nur einen Teil der jeweiligen Leiterbahn umfassen oder es kann auch die gesamte Leiterbahn über ihre gesamte Länge gezielt fehlan gepasst sein, also beispielsweise die Breite w der Leiterbahn geringer gewählt werden, als dies im Falle eine Anpassung an den Nenn- Wellen widerstand der Fall wäre. Bei Steckverbindern mit einer Leiterplatte weisen diese vorzugsweise mindes tens eine Massefläche auf, so dass die einzelnen Leiterbahnen jeweils einen bestimmten Abstand h zur Massefläche aufweisen. Gemäß einer Ausgestal tung der Erfindung kann die gezielte Fehlanpassung des Wellenwiderstands der Leiterbahn dann auch dadurch erzielt werden, dass zumindest in einem Abschnitt der Leiterbahn der Abstand des Abschnitts zur Massefläche vergrö ßert oder verkleinert ist, im Verhältnis zum Abstand des Abschnitts zur Mas sefläche einer entsprechenden Leiterbahn mit Nenn- Wellenwiderstand. Eine Verringerung des Abstands zur Massefläche führt dabei zu einer Reduzierung des Wellenwiderstands, während eine Vergrößerung des Abstands auch einen größeren Wellenwiderstand ergibt.

Zuvor ist ausgeführt worden, dass durch die gezielte Fehlanpassung eines Ab schnitts einzelner Leiterbahnen auf einer Leiterplatte die aufgrund anderer Restriktionen unvermeidbare Fehlanpassung des Wellenwiderstands in einem anderen Bereich der Leiterplatte kompensiert werden soll. Vorzugsweise er folgt dabei eine gezielte Fehlanpassung zumindest eines Abschnitts aller Lei terbahnen der Leiterplatte. Unabhängig davon ist es jedoch auch denkbar, dass nur bei einzelnen Leiterbahnen eine gezielte Fehlanpassung vorgenommen wird, insbesondere dann, wenn bei anderen Leiterbahnen der Impedanzverlauf über die gesamte Länge des Steckverbinders nicht oder nur geringfügig vom Nenn- Wellenwiderstand ab weicht.

Bei einem Steckverbinder zum Anschluss einer Datenleitung, über die Signale in einem EDV-Netzwerk übertragen werden sollen, ist es häufig erforderlich, dass zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften Kondensatoren verwen- det werden, die an bestimmten Stellen auf der Leiterplatte angeordnet sind. Die Verwendung der erforderlichen Kondensatoren führt dazu, dass der Wel lenwiderstand der Leiterbahnen in diesem Bereich reduziert wird. Bei einem Steckverbinder mit einer Leiterplatte, auf der mehrere Kondensatoren ange ordnet sind, ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfin- düng daher vorgesehen, dass die einzelnen Leiterbahnen zumindest in einem Abschnitt eine verringerte Breite und/oder einen vergrößerten Abstand h zur Massefläche der Leiterplatte aufweisen. Beide Maßnahmen führen dazu, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts erhöht wird, so dass die durch die Kon densatoren verursachte Reduzierung des Wellenwiderstands zumindest teil- weise kompensiert werden kann. Eine Reduzierung der Breite w einer Leiterbahn um beispielsweise 20 % fuhrt dabei zu einer Erhöhung des Wellenwiderstands um knapp 10 % und eine Er höhung des Abstands h der Leiterbahn zur Massefläche um 20 % zu einer Er höhung des Wellenwiderstands um etwa 5 %. Eine Erhöhung des Abstands des Abschnitts einer Leiterbahn zur Massefläche kann dabei beispielsweise da durch auf einfache Art und Weise realisiert werden, dass die Massefläche in den Bereich des gewünschten Abschnitts der Leiterbahn entsprechende Aus nehmungen oder Aussparungen aufweist, wodurch der Abstand der Leiterbahn zur Massefläche entsprechend vergrößert werden kann. Somit kann der Fach- mann durch eine entsprechende Kombination der zuvor beschriebenen Maß nahmen und in Abhängigkeit von den bei einer Leiterplatte gegebenen Mög lichkeiten eine gezielte Fehlanpassung eines Abschnitts der Leiterbahn erzeu gen, d. h. den Wellenwiderstand der Leiterbahn in diesem Abschnitt erhöhen, wodurch insgesamt die Rückflussdämpfung der gesamten Leiterbahn und da- mit auch des Steckverbinders verbessert werden kann.

Eine alternative oder zusätzliche Maßnahme zur Erhöhung des Wellenwider stands des Abschnitts zweier benachbarter Leiterbahnen besteht darin, den Ab stand s der Abschnitte der beiden benachbarten Leiterbahnen zu vergrößern. Hierbei fuhrt eine Vergrößerung des Abstands s um beispielsweise 20 % zu einer Vergrößerung des Wellenwiderstands um etwa 5 %. Je nach dem, wel cher Gestaltungsfreiraum bezüglich der Position der Leiterbahnen auf einer Leiterplatte gegeben ist, können die Geometrieparameter der Leiterbahnen so mit einzeln oder in Kombination gezielt verändert werden, um die gewünschte Fehlanpassung des Wellenwiderstands, also einen vom Nenn-Wellenwider- stand abweichenden Wellenwiderstand zu erreichen.

Zuvor sind verschiedene bevorzugte Maßnahmen beschrieben worden, bei denen durch Veränderung verschiedener Geometrieparameter eine Erhöhung des Wellenwiderstands eines Abschnitts der Leiterbahn oder der gesamten Leiterbahn realisiert werden kann. Diese Maßnahmen lassen sich entspre- chend auch dann anwenden, wenn eine Fehlanpassung in Richtung eines ge ringeren Wellenwiderstands gewünscht ist, weil der Wellenwiderstand der Leiterbahnen aufgrund bestimmter Gegebenheiten, beispielsweise induktiver Eigenschaften von Kontaktelementen, über den Nenn- Wellenwiderstand er höht ist. In einem solchen Fall ist gemäß einer vorläufigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Breite w der einzelnen Leiterbahnen zumin- dest im einem Abschnitt vergrößert und/oder der Abstand h des Abschnitts der einzelnen Leiterbahnen zur Massefläche verkleinert ist. Eine Vergrößerung der Breite w der einzelnen Leiterbahnen um beispielsweise 20 % fuhrt zu einer Verringerung des Wellenwiderstands von etwa 10 % und eine Verkleine- rung des Abstands h des Abschnitts der Leiterbahn zur Massefläche von eben falls 20 % zu einer Verringerung des Wellenwiderstands von gut 5 %. Auch hierbei können die zuvor beschriebenen Maßnahmen sowohl einzeln als auch kombiniert realisiert werden.

Eine weitere Möglichkeit, durch eine gezielte Fehlanpassung den Wellenwi- derstand zweier Leiterbahnen zu verringern, besteht darin, dass der Abstand s der Abschnitte zweier benachbarter Leiterbahnen zueinander verkleinert wird. Eine Verringerung des Abstandes s um 30 % führt zu einer Verringerung des Wellenwiderstands um etwa 10 %. Auch diese Maßnahme kann entweder al leine oder zusammen mit den zuvor beschriebenen Maßnahmen realisiert wer- den, je nachdem wie groß die gewünschte Fehlanpassung sein soll und welche Geometrieparameter der Leiterbahn im konkreten Fall am einfachsten verän derbar sind.

Eingangs ist ausgeführt worden, dass zumindest ein Abschnitt der einzelnen Leiterbahnen so ausgebildet und angeordnet ist, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts gezielt fehlangepasst ist. Anstelle der Fehlanpassung nur eines Abschnitts der Leiterbahn ist es grundsätzlich auch möglich, die Leiterbahn über ihre gesamte Länge entsprechend auszubilden, d. h. beispielsweise ihre Breite über die gesamte Länge zu verringern. Da Leiterbahnen auf einer Lei terplatte in der Regel so angeordnet sind bzw. aufgrund der räumlichen Gege- benheiten sein müssen, dass sie neben geraden Abschnitten auch Umlenkun gen aufweisen, kann es vorteilhaft sein, nur bei den Abschnitten der einzelnen Leiterbahnen den Wellenwiderstand so zu verändern, dass er vom Nenn-Wel- lenwiderstand abweicht, die keine Umlenkungen aufweisen. Besonders vor teilhaft ist es dabei, wenn nur solche Leiterbahnabschnitte hinsichtlich ihrer Geometrieparameter gezielt verändert werden, bei denen zumindest zwei Lei terbahnen parallel zueinander verlaufen. Hierdurch können zusätzliche Ein flussgrößen, die beispielsweise durch unterschiedliche Leiterbahnlängen oder Umlenkungen verursacht sein können, vermieden werden. Im Einzelnen gibt es mehrere Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Steck verbinder auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung zweier bevorzugter Ausf hrungsbeispiels in Ver- bindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders, Fig. 2 den Steckverbinder gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung, Fig. 3 eine erste Ausfuhrungsform einer Leiterplatte eines Steckverbin ders mit einer vergrößerten Detaildarstellung, und Fig. 4 eine zweite Ausfuhrungsform einer Leiterplatte eines Steckver binders mit einer vergrößerten Detaildarstellung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 1, der vorliegend als feldkonfektionierbarer RJ45-Steckver- binder ausgebildet ist. Fig. 1 zeigt dabei den Steckverbinder 1 im montierten Zustand - allerdings ohne eine an den Steckverbinder 1 angeschlossene Daten leitung -, während Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Steckverbinders 1 zeigt. Der Steckverbinder 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 mit einem Ge häuseoberteil 2a und einem Gehäuseunterteil 2b auf. Innerhalb des Gehäuses 2 sind insgesamt acht Anschlusselemente 3, die hier als Schneidkontakte ausge- bildet sind, und acht Kontaktelemente 4 angeordnet, wobei jeweils ein An schlusselement 3 über ein Leiterelement 5 mit einem Kontaktelement 4 elek trisch leitend verbunden ist. Die Kontaktelemente 4 sind korrespondierend zu entsprechenden Gegenkontaktelementen einer hier nicht dargestellten Buchse angeordnet und ausgebildet, in die der als Stecker ausgebildeten Steckverbin- der 1 eingesteckt werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 ist jeweils zumindest ein Ab schnitt 6 der einzelnen Leiterelemente 5 so ausgebildet und angeordnet, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts 6 gezielt fehlangepasst ist. Dies bedeu tet, dass der Wert des Wellenwiderstands im Abschnitt 6 vom Nenn-Wellen- widerstand der Datenleitung, die an den Steckverbinder 1 angeschlossen wer den soll, abweicht. Bei Datenleitungen in ED V-Netz werken beträgt der Nenn- Wellenwiderstand in der Regel 100 Ohm, so dass die entsprechenden Ab- schnitte 6 der einzelnen Leiterelemente 5 jeweils einen Wellenwiderstand auf- weisen, der größer oder kleiner als 100 Ohm ist. Bei dem in den Figuren dar gestellten Ausfuhrungsbeispiel des Steckverbinders 1 sind die Anschlussele mente 3 und die Kontaktelemente 4 auf einer Leiterplatte 7 angeordnet, die mehrere Leiterbahnen 8 als Leiterelemente 5 aufweist. Bei der in Fig. 2 darge stellten Leiterplatte 7 handelt es sich dabei um eine Multilayer-Leiterplatte, die insgesamt vier Schichten oder Layer aufweist, wobei in Fig. 2 nur die obe re Schicht der Leiterplatte 7 sichtbar ist.

Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche Ausfuhrungsbeispiele der obersten Schicht der in Fig. 2 dargestellten Leiterplatte 7, einmal als Gesamt darstellung und einmal als vergrößerte Detaildarstellung. Neben den auf der Oberseite der Leiterplatte 7 bzw. der obersten Schicht der Leiterplatte 7 ange ordneten Leiterbahnen 8 weisen die einzelnen Schichten der Leiterplatte 7 je weils noch eine Massefläche 9 auf, die unterhalb der Leiterbahnen 8 angeord- net und durch das entsprechende Basismaterial der Leiterplatte 7 von den Lei terbahnen 8 getrennt ist.

Die einzelnen Leiterbahnen 8 lassen sich insbesondere durch ihre Geometrie parameter charakterisieren, die zur gezielten Fehlanpassung des Wellenwider stands im Abschnitt 6 verändert sind. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind im Abschnitt 6 die Breite w der beiden Leiterbahnen 8 verringert, im Verhältnis zur Breite einer entsprechenden Leiterbahn mit Nenn- Wellenwiderstand. Dadurch ist der Wel lenwiderstand des Abschnitts 6 der Leiterbahnen 8 größer als der Nenn-Wel- lenwiderstand, d. h. vorliegend größer als 100 Ohm. Zusätzlich ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Abstand h der Abschnitte 6 der beiden Leiterbahnen 8 zur Massefläche 9 vergrößert, wozu in der Massefläche 9 eine entsprechende Aussparung 10 ausgebildet ist. Auch die Vergrößerung des Abstands h der Abschnitte 6 zur Massefläche 9 fuhrt zu einer Vergröße rung des Wellenwiderstands der Abschnitte 6 der Leiterbahnen 8, so dass durch die beiden zuvor beschriebenen Maßnahmen die beiden Leiterbahnen 8 im Bereich ihrer Abschnitte 6 jeweils einen Wellen widerstand aufweisen, der beispielsweise ca. 15 % bis 20 % oberhalb des Nenn-Wellenwiderstands liegt. Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausfuhrungsbeispiel einer Leiterplatte 7 ist der Wellenwiderstand der Abschnitte 6 der Leiterbahnen 8 ebenfalls er höht, im Vergleich zum Nenn- Wellenwiderstand. Hierzu ist bei dem Ausfuh rungsbeispiel gemäß Fig. 4 der Abstand s zwischen den beiden parallel zuein- ander verlaufenden Abschnitten 6 der beiden Leiterbahnen 8 gegenüber einer Anpassung auf Nenn-Wellenwiderstand vergrößert. Diese Maßnahme kann, wie in Fig. 4 dargestellt, zusammen mit einer Reduzierung der Breite w der beiden Leiterbahnen 8 im Abschnitt 6 realisiert sein oder alternativ zu den bei den in Fig. 3 dargestellten Maßnahmen realisiert sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, alle Maßnahmen miteinander zu kombinieren.

Eine weitere Möglichkeit, den Wellenwiderstand eines Abschnitts 6 einer Lei terbahn 8 zu verändern besteht darin, die Dicke t der Leiterbahn 8 zu verrin gern oder zu vergrößern. Eine Verringerung der Dicke t führt dabei zu einer Erhöhung des Wellenwiderstands, während eine Vergrößerung der Dicke t der Leiterbahnen zu einer Verringerung des Wellenwiderstands führt. Der Ein fluss einer Veränderung der Dicke t der Leiterbahn auf den Wellenwiderstand ist jedoch geringer als der Einfluss einer Veränderung der Breite w der Leiter bahn. Da darüber hinaus die Fertigungstoleranzen für die Leiterdicken relativ groß sind, ist diese Möglichkeit der gezielten Fehlanpassung des Wellenwider- Stands einer Leiterbahn 8 in der Regel weniger gut geeignet, und in der Praxis somit weniger einfach zu realisieren.

Aus den Figuren 3 und 4 ist schließlich noch ersichtlich, dass bei beiden Aus führungsvarianten die Abschnitte 6 in den Leiterbahnen 8 so gewählt sind, dass dort die Leiterbahnen 8 parallel zueinander verlaufen und keine Umlen- kungen aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch weitere Einflüsse auf den Wellenwiderstand der einzelnen Leiterbahnen, die sich durch unterschied liche Leiterlängen oder durch die Umlenkungen ergeben können, vermieden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Steckverbinder (1) zum Anschluss einer Datenleitung, mit einem Stecker gehäuse (2), mit einem oder mehreren Anschlusselementen (3) zum Anschluss jeweils einer Ader der Datenleitung, mit einem oder mehreren Kontaktelemen- ten (4) und mit einem oder mehreren Leiterelementen (5), über die jeweils ein Anschlusselement (3) mit einem Kontaktelement (4) elektrisch leitend verbun den ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein Abschnitt (6) der einzelnen Leiterelemente (5) oder zumin- dest ein Abschnitt der einzelnen Kontaktelemente (4) so ausgebildet und an geordnet ist, dass der Wellenwiderstand des Abschnitts (6) gezielt fehlange- passt ist, indem der Wert des Wellenwiderstands vom Nenn- Wellenwiderstand der Datenleitung abweicht.

2. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschnitt (6) die Breite (w) und/oder die Dicke (t) der einzelnen Leiterele mente (5) oder der einzelnen Kontaktelemente (4) vergrößert oder verkleinert ist, im Verhältnis zur Breite (w) und/oder zur Dicke (t) eines entsprechenden Leiterelements (5) oder Kontaktelements (4) mit Nenn- Wellenwiderstand.

3. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s) zwischen den Abschnitten (6) zweier Leiterelemente (5) oder zweier Kontaktelemente (4) vergrößert oder verkleinert ist, im Verhältnis zum Abstand (s) zwischen zwei Leiterelementen (5) oder zwei Kontaktelementen (4) mit Nenn- Wellenwiderstand.

4. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine Leiterplatte (7) vorgesehen ist, die mehrere Leiterbahnen (8) als Leiterelemente (5) aufweist.

5. Steckverbinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (7) eine Massefläche (9) aufweist und dass der Abstand (h) des Abschnitts (6) der einzelnen Leiterbahnen (8) zur Massefläche (9) vergrößert oder verkleinert ist, im Verhältnis zum Abstand (h) den eine entsprechende Lei terbahn (8) mit Nenn- Wellenwiderstand zur Massefläche (9) aufweist.

6. Steckverbinder (1) nach Anspruch 5, wobei auf der Leiterplatte Konden satoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Leiter bahnen (8) zumindest in einem Abschnitt (6) eine verringerte Breite (w) und/oder einen vergrößerten Abstand (h) zur Massefläche (9) aufweisen.

7. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei auf der Leiter platte (7) Kondensatoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s) der Abschnitte (6) zweier benachbarter Leiterbahnen (8) zueinander vergrößert ist.

8. Steckverbinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lei- terplatte (7) eine Massefläche (9) aufweist und dass die einzelnen Leiterbah nen (8) zumindest in einem Abschnitt (6) eine vergrößerte Breite (w) und/oder einen verringerte Abstand (h) zur Massefläche (9) aufweisen.

9. Steckverbinder (1) nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s) der Abschnitte (6) zweier benachbarter Leiterbahnen (8) zueinan- der verkleinert ist.

10. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich net, dass der Abschnitt (6) der einzelnen Leiterbahnen (8) dessen Wellenwi derstand vom Nenn-Wellenwiderstand der Datenleitung abweicht, parallel zu mindestens einem Abschnitt (6) einer daneben angeordneten Leiterbahn (8) verläuft.

11. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass der Steckerverbinder (1) als RJ45-Steckverbinder ausgebildet ist.