JP3510580B2 - 通信コネクタ用の容量性クロストーク補償装置 - Google Patents
通信コネクタ用の容量性クロストーク補償装置Info
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Description
話)を抑制または補償するために、容量性補償用に配置
する通信コネクタまたは電気コネクタに関する。
するクロストークを抑制するか補償するための耐久性が
ある高周波数通信コネクタが必要とされている。本明細
書中で定義するように、たとえば通信コネクタと連結さ
れた一対の端子接触線などの、第1の経路上を伝送され
る信号が、たとえば同じコネクタ内のもう一対の端子接
触線などの第2の経路への電磁結合によって、部分的に
転送されるときに、クロストークが生ずる。この転送さ
れた信号が、第2の信号経路において「クロストーク」
を規定し、このクロストークが、第2の経路上を伝送さ
れているあらゆる信号を劣化させる。
は通常、4つの異なった信号経路を規定する四対の端子
線を含む。従来のRJ−45プラグ・コネクタおよびジ
ャック・コネクタにおいては、四対全ての端子線が互い
に近接して平行に、コネクタの長さ方向にそって延びて
いる。したがって、クロストークは異なった対の端子線
の間、特に嵌合されたプラグとジャックの組み合わせに
おいて誘導され、クロストークの振幅は、結合された信
号周波数またはデータ・レートが上昇するにつれて増大
する。
るのに適用可能な業界基準は、近端クロストークあるい
は「NEXT」の点から評価する。更に、NEXT評価
は通常、プラグ・コネクタの入力端子が基準面として使
用されている、嵌合されたプラグとジャックの組み合わ
せについて指定されている。銅線の非遮蔽より対線(U
TP)を使用した通信リンクは現在、100MHzある
いは業界基準「カテゴリ5」性能までのデータ・レート
をサポートするだけでなく、250MHzで少なくとも
46dBのクロストーク・ロスを必要とする、提案され
た「カテゴリ6」レベルに適合するものと期待されてい
る。
ジング内で通信ジャックの弾性端子接触線が接続されて
いる、プリント配線板の層の上またはその中に設けても
よい。1997年9月29日に出願され、本願および本
発明の譲受人に譲渡された、米国特許出願第08/92
3,741号を参照されたい。'741号出願の全ての
関連する部分は、参照することにより本明細書に含め
た。米国特許第5,299,956号(1994年4月
5日)も参照されたい。
び本発明の譲受人に譲渡された、米国特許出願第09/
327,882号は、クロストーク補償を用いた強化さ
れた通信コネクタ・アセンブリを開示している。多数の
端子接触線が配線板上に支持された基部を有し、嵌合コ
ネクタと電気的に接触するように、自由端部が基部の反
対側にある。クロストーク補償装置はワイヤ・ボード上
に設けられ、この装置は、選択された接触線の間に容量
性の結合を提供する、選択された端子接触線の部分と協
同するように配置されている。1999年6月25日に
出願され、本譲受人に譲渡された、米国特許出願第09
/344,831号は、通信コネクタにおける容量性ク
ロストーク補償用のアセンブリに関連しており、収容さ
れた補償コンデンサの電極は、通信コネクタ内部の選択
された端子接触線に接触するように配置され、選択され
たワイヤ間に容量性の結合を与える。「COMMUNICATION
CONNECTOR ASSEMBLY WITH CAPACITIVE CROSSTALK COMPE
NSATION」という名称の、本譲受人に譲渡された199
9年10月20日出願の米国特許出願も参照されたい。
ここで述べた3件の出願の全ての関連する部分を、参照
することにより本明細書に含めた。
6年8月20日)は、ハウジングに設置された、延長さ
れ、横方向に間隔を空けた接点の、第1および第2の信
号を伝送する対を有するクロストーク抑制コネクタに関
連する。一つの対の一つの接点の中間部分は、もう一つ
の対の他の接点の中間部分の上に重なるように形成され
ており、重なった部分の間には誘電体を伴っている。接
点の重なった部分は、接点の一端に設けられた絶縁変位
コネクタ端子の比較的近くに、嵌合プラグ・コネクタと
の接続が確立される接点の末端から離れて形成されてい
る。
制または補償は、コネクタ内の接触線の比較的短い長さ
にわたって適用または導入できるので望ましいものの、
かかる補償を導入する地点は、理想的には、たとえば嵌
合プラグなどの問題のクロストークの発生源にできるだ
け近くすべきである。
ネクタ装置は接触線支持部と、少なくとも第1および第
2の対の、支持部に固定された基部を有する端子接触線
とを含む。接触線は、嵌合コネクタとの電気的接続を確
立する接触ための接触範囲を規定する接触部を有する。
端子接触線の第1および第2の対は、支持部に固定され
ている部分から反対の接触範囲の側に、接触部から延び
る先導部を有する。第1の対の第1の端子接触線の第1
の先導部、および第2の対の第2の端子接触線の第2の
先導部は、互いに一般的に平行に延び、コンデンサ素子
によってそれらの末端で端している。したがって、容量
性クロストーク補償は、嵌合コネクタが端子接触線の接
触部を係合するときに、接触範囲で生成される。
面および特許請求の範囲を参照しながら以下に説明を行
う。
10の第1の実施形態の斜視図であり、図3を参照して
以下で説明しているように、アセンブリ10が嵌合コネ
クタを係合するときに、容量性クロストーク補償は接点
の線16付近の領域または範囲に導入される。アセンブ
リ10は、基礎支持部12と、基礎支持部12のメッキ
された端子開口18a〜18hに設けられた基部を有す
る対になった長い端子接触線14a〜14hとを含む。
図示した実施形態においては、端子接触線14a〜14
hの基部は、図2および図3の側面図で分かるように、
基礎支持部12の表面に実質的に垂直に突出している。
端子接触線は、それらの基部の反対側に自由端部をも有
しており、これらは、嵌合コネクタとの電気的接続が付
近で確立される接点の線16を画定している。
銅、弾性強化リン青銅などの、銅合金で形成することが
できる。接触線の典型的な断面積は幅約0.015イン
チであり(接点の線16の方向に沿って)、厚さ約0.
010インチである。基礎支持部12は、単一または多
層の誘電性基板を含むことができる。また、基礎支持部
12は、コネクタ誘導クロストークを補償または削減す
るように配置された、電気回路構成部品およびデバイス
を含んでもよい。かかるデバイスは、上記'741号出
願に開示されているように、基礎支持部12の層の上ま
たは層内にプリントされたワイヤ・トレースを含んでも
よい。基礎支持部12によって提供されるクロストーク
補償は、以下で説明しているように、端子接触線によっ
て提供される容量性クロストーク補償の最初の段階に付
加するものであってもよい。端子接触線14a〜14h
の基部は、基礎支持部12の端子開口18a〜18hに
はんだ付けするか圧力ばめしてもよく、それによって接
触線を、支持部上または支持部内の対応する導電性経路
と接続する。
端子接触線14a〜14hを、図1を参照して、次のよ
うに符号を付して特定する。各対は、コネクタ・アセン
ブリ10内で異なった信号経路を規定する。 対番号 接触線 1 14d、14e 2 14a、14b 3 14c、14f 4 14g、14h
子接触線14dおよび14e、ならびに対3の接触線1
4cおよび14fは、対応する先導部20dおよび20
eならびに20cおよび20fを有し、これらの先導部
は接触線の基部および基礎支持部12とは反対側にある
接点の線16の側で、接触線の自由端部から延びてい
る。端子接触線の先導部20c〜20fは、長く、一般
的に矩形の平行なコンデンサ板の形態であり、それぞれ
が、関連づけられた端子接触線の厚さ(たとえば、0.
010インチ)と、一方の対の1本の接触線の1つの先
導部と、他方の対のもう1つの接触線のもう1つの先導
部との間に生成される、容量性の補償結合の値によって
決定される面積とを有する。先導部20d、20eおよ
び20c、20fによって生成される容量性の補償結合
は、それらの自由端部が嵌合プラグ・コネクタに係合す
るときに、対1および対3の接触線の接点の線16に効
果的に伝達される。すなわち、補償結合は、嵌合コネク
タによって問題のクロストークがアセンブリ10に導入
されている地点で提供される。
の長さと幅は、先導部20eの長さと幅よりも大きい。
同様に、先導部20fの長さと幅は、先導部20dの長
さと幅よりも大きい。したがって、面積の小さい方の先
導部が面積が大きい方の先導部の周囲内に完全に整列さ
れるのであれば、接触線の、重なっている先導部間の正
確な整列は必要ではない。たとえば厚さ0.010イン
チの厚さのテフロン(登録商標)またはマイラーなど
の、比較的薄い絶縁性誘電材料を、重なっている先導部
の間に挟む。誘電材料は、たとえば1000ボルトの業
界基準を満たす破壊電圧定格を有するべきである。間に
誘電材料を有する接触線の重なっている先導部は、通常
は約1.0ピコファラド程度の容量値を生ずるべきであ
る。また、周囲のプラスチックまたは他の絶縁材料(図
示せず)は、先導部および誘電材料を固定して保持しな
がら、連結された接触線が嵌合コネクタによって接点の
線16で曲げられたときに、それらがユニットとして動
くことを可能にすることができる。端子接触線の先導部
20c〜20fの全てを、先導フレーム構造の部分とし
て一体に形成してもよく、それらから製造時に端子接触
線14a〜14hを形成する(たとえば、スタンピング
によって)。
口32を有するパネル30の背後に設置された、図1に
おけるコネクタ・アセンブリの側面図である。通信コネ
クタ・アセンブリ10の基礎支持部12は、パネル30
の背後に固定されているので、端子接触線14a〜14
hの自由端部は、図1の接点の線16の付近で嵌合プラ
グ・コネクタ34の対応する接触線に係合し、それらと
電気的に接触する。
可能に係合すると、コネクタ・アセンブリ10は、対3
の接触線14cを対1の接触線14eと容量性を持って
結合し、対3の接触線14fを対1の接触線14dと結
合することにより、接触線対1および3の間で容量性ク
ロストーク補償結合を生成する。この容量性クロストー
ク補償は、実質的にクロストークの発生源(すなわち、
プラグ・コネクタ34)との接点の線16で導入され
て、容量性クロストーク補償の最初の段階を作り出す。
この補償はプラグ・コネクタ34の位置で接触線に導入
されるので、容量性であっても誘導性であっても、任意
の追加補償を、接点の線16を越えて基礎支持部12の
方に、端子接触線の全長にわたって導入することができ
る。したがって、基礎支持部12の上または支持部内で
回路またはデバイスによる付加的なクロストーク補償の
必要性を、大幅に削減するか、完全に抹消することがで
きる。
ネクタ・アセンブリ50の第2の実施形態の斜視図であ
る。アセンブリ50は、たとえば単一または多層誘電性
基板の形態であってもよい基礎支持部52を含む。たと
えば接触線54a〜54hなどの対になった端子接触線
は、接触線を基礎支持部の上または支持部内で対応する
導電性経路と接続するために、基礎支持部52を通って
形成されるメッキされた端子開口56a〜56hに、は
んだ付けするか圧力ばめすることができる連結された基
部を有する。図示した実施形態においては、端子接触線
54a〜54hの基部は、基礎支持部52の頂部表面に
対して一般的に垂直な方向に突出している。
ム53には基礎支持部52を連結し、端子接触線54a
〜54hの先導部は、嵌合プラグ・コネクタがプラグ開
口55に挿入されたときに、嵌合プラグ・コネクタとの
電気的接続を確立するために、ジャック・フレーム53
のプラグ開口55内に配置する。
銅、弾性強化リン青銅などの銅合金で形成してもよい。
接触線54a〜54hの典型的な断面は、幅約0.01
5インチで、厚さ約0.010インチである。基礎支持
部12は、コネクタ誘導クロストークを補償または削減
するように配置された、電気回路構成部品およびデバイ
スを含んでいてもよい。かかるデバイスは、上記の'7
41号出願に開示されているように、基礎支持部12の
層の上または中にプリントされたワイヤ・トレースを含
むことができる。基礎支持部52によって提供されるク
ロストーク補償は、以下で説明するように、端子接触線
によって提供される容量性クロストーク補償の最初の段
階に付加してもよい。
5に示したように、嵌合コネクタの端子との電気的接続
を確立するための接触範囲58を画定する。以下の開示
においては、端子接触線54a〜54hの異なった対
を、図6を参照して、次のように符号を付して特定す
る。各対は、コネクタ・アセンブリ50内で異なった信
号経路を規定する。 対番号 接触線 1 54d、54e 2 54a、54b 3 54c、54f 4 54g、54h
0d、および対3の端子接触線54fの先導部60f
は、それぞれ接触範囲58を越えて延びて、基礎支持部
52における対応する端子開口62d、62fで終わ
る。したがって、接触線54dおよび54fは、それら
の先導部と共に、それぞれが基礎支持部52で終わる対
向する端部を有する平行なループを形成する。
0cは、接触範囲58を越えて、対1の接触線54eの
もう1つの先導部60eへと平行に延びている。先導部
60cおよび60eも、基礎支持部52において、対応
する端子開口62cおよび62eで終わる。したがっ
て、接触線54cおよび54eも、それらの先導部と共
に、それぞれが基礎支持部52で終わる対向する端部を
有する平行なループを形成する。
支持部52の端子62dおよび62fの間に接続する。
また、確定した補償容量エレメント66は、基礎支持部
52の端子62cおよび62eの間に接続される。よっ
て、容量性クロストーク補償は、関連づけられた端子接
触線の対1および3について、先導部60dおよび60
fならびに60cおよび60eを介して、容量エレメン
ト64および66から接触範囲58に伝達される。よっ
て、平行な先導部60dおよび60fならびに60cお
よび60eは、基礎支持部12において、電気的に短い
長さを有し、容量エレメント64および66によって決
定される量で容量補償結合を生成するように作用する、
開回路送信線として見ることができる。したがって、コ
ネクタ・アセンブリ50の重要な特徴は、たとえば容量
エレメント64および66のそれぞれの値を決定する、
基礎支持部52の回路板アートワークを単に変更するこ
とにより、接触範囲58で導入される容量性クロストー
ク補償の値を調節する柔軟性を許容していることであ
る。
と同様に、アセンブリ50は、それが最も有益であると
ころ、すなわち問題のクロストークが導入されている場
所で、クロストーク補償の最初の段階を達成する。端子
接触線54a〜54hの残りの先導部は、接触範囲58
を越えて基礎支持部52の方に延びていて、クロストー
ク補償の第2の段階を提供するのに利用可能なままであ
り、基礎支持部52の上または支持部内での追加の補償
デバイスのいかなる必要性も、大幅に削減されるか完全
に抹消される。
が、当業者には、特許請求の範囲によって示された本発
明の主旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更
や変形が可能であることが明らかになるであろう。
・アセンブリの、第1の実施形態の斜視図である。
リの側面図である。
タと電気的接続で係合されたときの、図2に示したコネ
クタ・アセンブリの側面図である。
・アセンブリの第2の実施形態の斜視図である。
ブリの側面図である。
ある。
子開口 20c〜20f、60c〜60f 先導部 30 パネル 32 開口 34 プラグ・コネクタ 50 通信コネクタ・アセンブリ 53 ジャック・フレーム 55 プラグ開口 58 接触範囲 64、66 容量エレメント
Claims (12)
- 【請求項1】 通信コネクタ装置であって、 接触線支持部と、 前記支持部に固定された部分を有し、それぞれが前記コ
ネクタ装置において異なった経路を規定する、端子接触
線の少なくとも第1および第2の対であって、 嵌合コネクタとの電気的接続を確立する接触範囲を規定
する接触部を有し、 前記支持部に固定された接触線の前記部分から反対側の
接触範囲の側で、それらの接触部から延びて対応する先
導部を有する端子接触線の少なくとも第1および第2の
対と、 補償容量エレメントとを含み、 前記第1の対の第1の端子接触線の第1の先導部、およ
び前記第2の対の第2の端子接触線の第2の先導部は、
前記嵌合コネクタが前記端子接触線の前記接触部を係合
するときに、容量性クロストーク補償が実質的に前記接
触範囲で生成されるように、互いに一般的に平行に延び
て、前記容量エレメントによって末端処理されている、
通信コネクタ装置。 - 【請求項2】 前記第1の端子接触線および前記第2の
端子接触線は、平行なループの形態である、請求項1に
記載の通信コネクタ装置。 - 【請求項3】 前記第1の端子接触線の前記第1の先導
部、および前記第2の端子接触線の前記第2の先導部
は、それぞれ前記支持部で終わる末端を有し、前記容量
エレメントは、前記支持部で前記先導部の末端の間で接
続されている、請求項2に記載の通信コネクタ装置。 - 【請求項4】 前記容量エレメントは、前記支持部の上
または支持部内で少なくとも部分的にプリント・ワイヤ
・トレースによって形成されている、請求項3に記載の
通信コネクタ装置。 - 【請求項5】 前記端子接触線の前記先導部は、前記接
触線と一体に形成されている、請求項1に記載の通信コ
ネクタ装置。 - 【請求項6】 前記支持部は、前記容量エレメントなら
びに前記端子接触線の前記第1および第2の先導線によ
って生成される補償に加えて、クロストーク補償の1な
いし複数の段階を含む、請求項1に記載の通信コネクタ
装置。 - 【請求項7】 通信ジャック・コネクタ装置であって、 接触線支持部と、 コネクタ開口を有し、前記支持部と結合されたジャック
・フレームと、 前記支持部に固定された部分を有し、それぞれが前記コ
ネクタ装置において異なった経路を規定する、端子接触
線の少なくとも第1および第2の対であって、 嵌合コネクタとの電気的接続を確立する接触範囲を規定
する接触部を有し、前記ジャック・フレームの前記コネ
クタ開口に挿入されたときに、プラグ・コネクタと電気
的接続を確立するために、前記ジャック・フレームの前
記コネクタ開口内部に配置されており、 前記支持部に固定された接触線の前記部分から反対側の
接触範囲の側で、それらの接触部から延びて、対応する
先導部を有する端子接触線の第1および第2の対と、 補償容量エレメントとを含み、 前記第1の対の第1の端子接触線の第1の先導部、およ
び前記第2の対の第2の端子接触線の第2の先導部は、
前記嵌合コネクタが前記端子接触線の前記接触部を係合
するときに、容量性クロストーク補償が実質的に前記接
触範囲で生成されるように、互いに一般的に平行に延び
て、前記容量エレメントによって末端処理されている、
通信ジャック・コネクタ装置。 - 【請求項8】 前記第1の端子接触線および前記第2の
端子接触線は、平行なループの形態である、請求項7に
記載の通信ジャック・コネクタ装置。 - 【請求項9】 前記ループの末端は前記支持部で終わ
り、前記容量エレメントは前記支持部で前記先導部の末
端の間で接続されている、請求項8に記載の通信ジャッ
ク・コネクタ装置。 - 【請求項10】 前記容量エレメントは、前記支持部の
上または支持部内で少なくとも部分的にプリント・ワイ
ヤ・トレースによって形成されている、請求項9に記載
の通信ジャック・コネクタ装置。 - 【請求項11】 前記端子接触線の前記先導部は、前記
接触線と一体に形成されている、請求項7に記載の通信
ジャック・コネクタ装置。 - 【請求項12】 前記支持部は、前記容量エレメントな
らびに前記端子接触線の前記第1および第2の先導線に
よって生成される補償に加えて、クロストーク補償の1
ないし複数の段階を含む、請求項7に記載の通信ジャッ
ク・コネクタ装置。
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