FR2771554A1 - Connecteur electrique a fiche modulaire - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un connecteur électrique à fiche modulaire pour la terminaison de plusieurs fils de communications.Il comporte un élément rapporté (20) de compensation qui comprend un substrat diélectrique (21) portant des pistes conductrices (22) agencées de façon à être connectées à certains, choisis, des fils (1-8). Les pistes sont dessinées sur le substrat de façon à établir un couplage capacitif entre des paires sélectionnées de fils pour signaux afin de compenser la diaphonie entre les paires pour signaux, réduisant ainsi la diaphonie dans le connecteur.Domaine d'application système de télécommunication par paires torsadées, etc.
Description
L'invention concerne un connecteur électrique à fiche modulaire ayant un
dispositif qui réduit la diaphonie
entre des lignes de signaux dans un système de com-
munications. Du fait des augmentations des débits de transmis- sion de données dans des systèmes de télécommunications, la diaphonie est devenue un problème notable. La diaphonie peut être définie comme étant de l'énergie parasite qui passe par
couplage d'une ligne de signal à une ligne de signal ad-
jacente soit par couplage capacitif, soit par couplage inductif. Cette diaphonie aboutit à l'apparition d'un bruit
du signal qui interfère avec la pureté du signal transmis.
Un système de câble pour télécommunications communément utilisé est un câblage à paires torsadées non blindées dans lequel des paires de fils sont torsadées entre elles. Les fils d'une paire torsadée transporte des signaux
associés et sont connus en tant que paires pour signaux.
Chacun des fils d'une paire pour signaux porte un signal égal mais opposé. Autrement dit, les fils transportent des signaux de la même amplitude qui sont respectivement positifs et négatifs. Etant donné que ces signaux sont égaux mais
opposés, ils génèrent des champs qui sont égaux mais opposes.
Dans une paire torsadée, ces champs égaux et opposés s'annu-
lent entre eux. Par conséquent, il n'apparaît qu'une faible ou aucune diaphonie entre une paire torsadée et une paire
torsadée adjacente.
Une diaphonie dans des systèmes de câblage à paire torsadée non blindée apparaît principalement dans les connecteurs électriques qui réalisent une interface entre des brins successifs de câble dans un système. Des connecteurs électriques normalisés de l'industrie pour des systèmes de télécommunications comprennent des fiches et des jacks
modulaires. Ces connecteurs ont des bornes qui sont rappro-
chées les unes des autres et parallèles entre elles, et cet agencement rapproché et parallèle est propice à une diaphonie entre des lignes adjacentes dans certaines différentes des paires de signaux. En outre, les bornes dans une fiche modulaire sont réservées à certains spécifiques des fils torsadés conformément à la norme industrielle connue telle que EIA/TIA-568. Par conséquent, des extrémités des fils doivent être agencées dans une séquence parallèle étroitement rapprochée dans la fiche, et ces extrémités parallèles sont
également propices à la diaphonie.
Des techniques de l'art antérieur pour réduire la diaphonie se sont concentrées principalement sur des jacks modulaires et sur les plaquettes à circuits sur lesquelles
les jacks modulaires sont montés. Etant donné que la diapho-
nie croît de façon logarithmique en même temps que la fréquence du signal, la tendance constante vers des débits de transmission de données plus élevés a abouti à la nécessité d'une réduction supplémentaire de la diaphonie qui peut être
obtenue en réduisant la diaphonie dans la fiche modulaire.
Le brevet des E.U.A. NI 5 571 035 décrit un connecteur électrique à fiche modulaire ayant un organiseur de fils, ou barre de charge, qui maintient les fils en un groupement organisé dans le connecteur pour réduire la diaphonie dans le connecteur. La barre de charge présente des surfaces supérieure et inférieure ayant des gorges, et chacune des gorges reçoit deux fils d'une paire respective pour signaux. Ce dispositif augmente la séparation entre des fils de différentes paires pour signaux, évitant ainsi la diaphonie qui apparaîtrait autrement entre les fils de différentes paires pour signaux. Cependant, une certaine
diaphonie apparaît entre des bornes dans la fiche modulaire.
De plus, une diaphonie qui apparaît dans le jack modulaire d'un câble de communications augmente notablement à des fréquences très élevées de l'ordre de 200-300 MHz. Il est nécessaire de réduire la diaphonie dans une fiche modulaire et d'améliorer le comportent d'ensemble vis-à-vis de la
diaphonie dans un système de communications.
L'invention concerne un connecteur électrique à fiche modulaire pour la terminaison de plusieurs fils de communications qui sont disposés en un groupement parallèle côte à côte et sont associés sous forme de paires pour signaux dans un système de communications. Le connecteur électrique comporte un boîtier diélectrique ayant une cavité qui est ouverte à travers une extrémité du boîtier. Le connecteur est caractérisé par un élément rapporté de compensation qui peut être monté dans la cavité. L'élément rapporté de compensation comprend un substrat diélectrique qui porte une piste conductrice. La piste conductrice est agencée pour réaliser une connexion électrique avec l'un des fils de communication d'une paire pour signaux, et la piste conductrice s'étend sur le substrat jusqu'à une position pour réaliser un couplage capacitif avec un autre des fils de communications dans une paire différente pour signaux, la
diaphonie dans le connecteur électrique étant ainsi réduite.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:
la figure 1 est une vue isométrique d'un connec-
teur électrique à fiche modulaire ayant un élément rapporté de compensation selon l'invention; la figure 2 est une vue isométrique de la fiche modulaire ayant différentes formes de réalisation de l'élé- ment rapporté de compensation; la figure 3 est une vue isométrique d'une variante de réalisation d'une fiche modulaire comportant un élément rapporté de compensation; la figure 4 est une vue isométrique d'une autre forme de réalisation de la fiche modulaire et de l'élément rapporté de compensation; et la figure 5 est une vue isométrique d'une autre forme de réalisation encore de la fiche modulaire et de
l'élément rapporté de compensation.
277.1554
La figure 1 montre un connecteur électrique 10 d'un type qui est communément appelé fiche modulaire pouvant être accouplé avec un jack modulaire (non représenté) pour l'interconnexion de plusieurs fils conducteurs 11 dans un système de communications. Le connecteur 10 tel que décrit ici est une fiche modulaire à huit positions à utiliser avec des câbles de communications à huit fils. Cependant, on doit comprendre que l'invention peut également être appliquée à d'autres connecteurs qui peuvent être terminés sur des
nombres de fils différents.
Les fils 11 comprennent des paires de fils qui sont torsadés entre eux pendant la fabrication, chaque paire
torsadée de fils est associée en tant que paire pour signaux.
Des extrémités des fils 11 sont détorsadées et disposées côte à côte avant une terminaison dans le connecteur 10. Les fils côte à côte peuvent être liés entre eux pour former un câble
plat d'un seul bloc comme décrit dans le brevet des Etats-
Unis d'Amérique NO 5 592 739. Les fils disposés côte à côte sont affectés de nombres consécutifs 1-8 pour être référencés individuellement. Conformément à une norme industrielle, les fils 1-2 constituent une paire pour signaux et les fils 7-8 constituent une paire pour signaux. En outre, les fils 4-5 constituent une paire pour signaux et les fils 3-6, qui encadrent les fils 4-5, constituent aussi une paire pour signaux. Du fait de la proximité de fils adjacents dans cet agencement, une certaine diaphonie apparaît entre des fils adjacents 3 et 4 qui sont dans des paires pour signaux différentes, et une certaine diaphonie apparaît entre des fils adjacents 5 et 6 qui sont également dans des paires pour
signaux différentes. Conformément à l'invention, une diapho-
nie de compensation est introduite dans les fils pour annuler
la diaphonie qui apparaît autrement.
Le connecteur électrique 10 comporte un boîtier diélectrique 12 qui porte plusieurs bornes 13, 8 dans le présent exemple, qui sont disposées côte à côte dans des fentes respectives 14. Chacune des bornes 13 est réservée à
l'un, respectif, des fils 1-8 dans le câble de com-
munications. Le boîtier 12 présente une extrémité 15 de réception de fils et une cavité 16 qui s'étend dans le boîtier à partir de l'extrémité de réception de fil. La cavité est ouverte vers les fentes 14 à une extrémité de terminaison du boîtier. Avant la terminaison des fils dans le connecteur, les bornes 13 sont dans des positions relevées dans leurs fentes respectives 14 afin que les fils 1-8 puissent être insérés dans la cavité 16 et jusque dans des
positions respectives en alignement avec les bornes 13.
Chacun des fils 1-8 comporte une âme conductrice qui est entourée d'une gaine isolante. Les bornes 13 sont enfoncées dans les fils 1-8 par un outil approprié afin que les bornes percent la gaine isolante et établissent une connexion
électrique avec l'âme conductrice.
Le connecteur 10 comporte en outre un élément rapporté 20 de compensation qui peut être monté dans la cavité en étant introduit dans l'extrémité de réception de fils du boîtier. L'élément rapporté de compensation comporte un substrat diélectrique, tel qu'une plaquette 21 à circuit, qui porte des pistes électriquement conductrices 22. Chacune
des pistes est agencée de façon à être connectée électri-
quement à l'un, choisi, des fils 1-8 et chacune des pistes s'étend latéralement jusqu'à une position respective sur le substrat qui est dans une disposition spéciale rapprochée avec un autre, choisi, des fils pour établir un couplage capacitif entre eux. Par exemple, une piste qui est connectée électriquement au fil 3 peut s'étendre latéralement jusqu'à une position sur le substrat qui est au-dessous du fil 5, ajoutant ainsi une capacité entre les fils 3 et 5 qui compense la diaphonie entre les fils 3 et 4. De plus, une
piste qui est connectée électriquement au fil 4 peut s'éten-
dre latéralement jusqu'à une position sur le substrat qui est au- dessous du fil 6, ajoutant ainsi une capacité entre les
fils 4 et 6 qui compense la diaphonie entre les fils 5 et 6.
Un moyen pour connecter électriquement les pistes conductrices 22 aux fils est procuré par des broches de contact 24 qui sont montées sur la plaquette à circuit et couplées électriquement aux pistes conductrices, par exemple par soudage. Chacune des broches de contact 24 est configurée de façon à présenter une arête vive qui perce l'isolant et entre dans l'âme de l'un des fils lorsque l'élément rapporté de compensation 20 est appliqué sur la rangée de fils 1-8, connectant ainsi électriquement les fils choisis aux pistes conductrices 22. Les pistes conductrices sont agencées dans une configuration qui est choisie pour établir un niveau de diaphonie de compensation annulant au moins une partie de la diaphonie nuisible qui apparaît naturellement dans la fiche
modulaire ou ailleurs dans le système de câbles pour commu-
nications. Après avoir été appliqué sur la rangée de fils, l'élément rapporté 20 de compensation est mis en place dans la cavité 16 dans le boîtier du connecteur. L'élément rapporté de compensation peut être fixé dans la cavité par un mécanisme de verrouillage convenable. Puis les bornes 13 sont
enfoncées dans les fils 1-8 comme expliqué précédemment.
Dans une variante de réalisation telle que montrée sur la figure 2, des broches de contact 34 ne sont pas reliées initialement aux pistes conductrices 32 sur la plaquette 31 à circuit. Par contre, la plaquette à circuit présente des trous traversants 33 qui sont entourés par des plots 35 des pistes conductrices, et les broches conductrices 34 sont des éléments séparés qui sont enfoncés à travers des fils choisis et dans les trous, connectant ainsi électri- quement les fils aux pistes conductrices et bloquant les fils sur la plaquette. Une autre forme de réalisation de l'invention est montrée sur la figure 3. Dans ce cas, une plaquette 41 à circuit comporte des pistes conductrices 42 ayant chacune une extrémité de fil qui est connectée à une broche de contact respective 44, et une extrémité terminale qui est connectée à un plot de contact respectif 47. Les broches de contact 44, qui sont montées sur la plaquette à circuit, sont des contacts du type à déplacement d'isolant, chacun ayant deux poutres opposées qui sont configurées pour trancher l'isolant d'un fil et entrer en prise avec l'âme conductrice du fil entre elles. Un chapeau 45 d'enfoncement peut être utilisé
pour enfoncer les fils jusqu'en position entre les poutres.
Les plots de contact 47 peuvent entrer en contact avec des bornes 48 dans le boîtier 40 du connecteur. Les bornes 48 sont à découvert à une face d'accouplement du boîtier pour
s'enclencher avec des bornes d'un jack modulaire complémen-
taire (non représenté). Chacune des bornes 48 comporte une section 49 d'engagement en forme de U ouvert latéralement qui reçoit l'extrémité avant de la plaquette à circuit et s'applique contre l'un des plots de contact 47 situé sur la plaquette. La plaquette à circuit présente des encoches 43 qui reçoivent des éléments de verrouillage situés dans le boîtier du connecteur pour fixer la plaquette à circuit dans
le boîtier.
Les pistes 42 sont agencées sur la plaquette 41 dans une relation spatiale qui établit un couplage capacitif entre des paires pour signaux afin de compenser la diaphonie entre les paires pour signaux, réduisant ainsi la diaphonie dans le connecteur. Un certain nombre d'agencements qui procurent une compensation de diaphonie par l'acheminement de pistes sur une plaquette sont connus et tous ces agencements
sont considérés comme entrant dans le cadre de l'invention.
Un tel agencement est décrit dans le brevet des Etats-Unis
d'Amérique N 5 414 393, laquelle description est incorporée
ici à titre de référence.
Une autre forme de réalisation de l'invention est
montrée sur la figure 4. Similairement à la forme de réalisa-
tion de la figure 3, une plaquette 51 à circuit porte des pistes conductrices 52 ayant des extrémités de fil qui sont connectées à des contacts 54 à déplacement d'isolant qui peuvent recevoir un chapeau 55 d'enfoncement. De plus, des extrémités terminales des pistes sont connectées à plusieurs contacts plans parallèles 57 à un bord avant de la plaquette. Comme précédemment, les pistes 52 sont agencées sur la plaquette de façon à produire une compensation de diaphonie dans le connecteur. Une cavité 56 dans le boîtier 50 de connecteur est ouverte à une face avant d'accouplement du boîtier et les contacts 57 se trouvent mis à découvert à la face d'accouplement à travers des fentes 58 pour engager les contacts d'un jack modulaire lorsque la plaquette 51 à
circuit est mise en place dans le boîtier.
Une autre forme de réalisation de l'invention est montrée sur la figure 5. L'élément rapporté de compensation comporte un substrat diélectrique flexible 61 tel qu'un film flexible qui porte des pistes conductrices 62 et peut comporter un adhésif sur sa surface. Le substrat flexible peut être enroulé autour de la rangée de fils et maintenu sur 20. les fils par l'adhésif. Des broches de contact 64 sont insérées à travers le substrat flexible pour porter contre
les pistes conductrices et percer les fils.
L'invention propose un connecteur électrique à fiche modulaire ayant un élément rapporté de compensation qui réduit la diaphonie dans le connecteur. L'élément rapporté de compensation comporte des pistes conductrices qui peuvent être agencées pour autoriser des quantités maîtrisées de diaphonie de compensation entre des paires pour signaux afin de supprimer une diaphonie inévitable qui apparaît dans un système de communications. Le fait d'autoriser des quantités maîtrisées de diaphonie de compensation permet au système d'être accordé pour des performances optimales et a pour
résultat une diaphonie nette réduite pour le système.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au connecteur décrit et représenté
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Connecteur électrique (10) à fiche modulaire pour la terminaison de plusieurs fils (11) de communications qui sont disposés côte à côte, parallèlement en une rangée et qui sont associés en tant que paires pour signaux (1-2, 3-4, -6, 7-8), le connecteur électrique comportant un boîtier diélectrique (12) ayant une cavité (16) qui est ouverte à travers une extrémité du boîtier, et étant caractérisé en ce qu'un élément rapporté (20) de compensation peut être monté dans la cavité, l'élément rapporté de compensation comprenant un substrat diélectrique (21, 31, 41, 51, 61) qui porte une piste conductrice (22, 32, 42, 52, 62), la piste conductrice étant agencée pour une connexion électrique avec l'un des fils de communications dans une paire pour signaux et s'étendant sur le substrat jusqu'à une position pour un couplage capacitif avec un autre des fils de communications dans une paire pour signaux différente, grâce à quoi la
diaphonie dans le connecteur électrique est réduite.
2. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une broche de contact (24, 34, 44, 54, 64) peut venir s'appliquer contre un fil pour connecter
électriquement ce fil à la piste conductrice.
3. Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la broche de contact (24, 44, 54)
est reliée fixement au substrat.
4. Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la broche de contact (34, 64) est
une pièce libre qui peut être reçue dans un trou du substrat.
5. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat diélectrique est une
plaquette à circuit (21, 31, 41, 51).
6. Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat diélectrique est un film flexible (61)
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