JP6640358B2 - コンタクト装置およびクロストークを低減する方法 - Google Patents

コンタクト装置およびクロストークを低減する方法 Download PDF

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Description

本発明は、第1のコネクタ内で信号線の第1の対に接触する第1のコンタクト素子対と、第2のコネクタ内で信号線の第2の対に接触する第2のコンタクト素子対とを有し、第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子および第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子が隣接しているコンタクト装置に関する。本発明はさらに、コンタクト装置内で第1のコンタクト素子対に接続される第1のコネクタ内の信号線の第1の対と、コンタクト装置内で第2のコンタクト素子対に接続される第2のコネクタ内の信号線の第2の対との間のクロストークを低減する方法に関し、第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子および第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子は隣接している。
第1のコンタクト素子対を第2のコンタクト素子対から遮蔽し、それによってクロストークを防止するために、一般に、これら2つのコンタクト素子対間に遮蔽板などの遮蔽要素が取り付けられる。しかし、これらの遮蔽要素は場所を取る。そのような追加の要素を組み立てる結果として、組立てはさらに困難になる。
本発明の目的は、組立てが簡単で空間要件が小さい解決策を提供することである。これは、第1のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子が、電気的装置を介して第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子に接続され、電気的装置のキャパシタンスが、第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子と第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子との間のキャパシタンスに対応する点で、コンタクト装置のための本発明により達成される。本発明による方法では、電気的装置のキャパシタンスが、第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子と第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子との間のキャパシタンスを補償する。
本発明において、電気的装置は、コンタクト素子対の挿抜方向において互いに対向する2つの板部を備える。
本発明による解決策では、第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子に対する第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子に起因する望ましくないクロストークが、第1のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子に対する第2の望ましいクロストークによって補償される。なぜなら、これらのキャパシタンスの適合の結果、第2のクロストークは、値が第1のクロストークに対応し、したがって、第1のコンタクト素子対内で信号が差信号として伝送されるとき、2つの個々の信号のシフトだけが生じ、差は変化しないからである。そのようなシフトは、容易にフィルタリングすることができる。それによって、クロストークが実質的に防止される。
本発明による解決策は、それ自体有利な以下の実施形態および発展形態によってさらに改善することができる。
有利な実施形態では、コンタクト装置は、プリント回路基板を備え、電気的装置は、プリント回路基板上に配置されたストリップ導体を備える。それによって、補償はプリント回路基板上で行われ、接続領域内、たとえばコネクタまたはソケット内の補償がもはや不要になる。その結果、たとえば、追加の修正なしで、現在のコネクタおよびソケットを引き続き使用することができる。そのようなストリップ導体は、さらに容易に作製することができる。補償はまた、現在のコネクタまたはソケットを保持できることだけが望ましい場合、コンデンサなどのプリント回路基板上に配置された他の要素によって実施することもできる。
電気的装置は、互いに平行に延び、互いに接続されておらず、コンデンサを構成するストリップ導体を備えることができる。たとえば、一方が他方の中に位置するフォーク状の部材として、2つの部分を形成することができる。それによって、補償に使用することができるコンデンサが容易に作り出される。
別の有利な実施形態では、電気的装置は、互いに対向する2つの板部を備える。これらの板部は、正確なキャパシタンスを生じさせるためのコンデンサとして使用することができる。この例では、板部は簡単に作製することができる。
作製および組立てを特に簡単に構成するために、コンタクト素子は、打抜き部品とすることができ、板部は、コンタクト素子と一体化することができる。ここでは、板部は、コンタクト素子または打抜き部品の一部分として理解することができる。ここでは、コンタクト素子上の板部の複雑な組立ておよび/または別個の作製を不要にすることができる。
有利な実施形態では、電気的装置の範囲方向は、少なくとも1つのコンタクト素子の範囲平面に直交して延びる。それによって、コンタクト素子と電気的装置との間の結合が最小になる。電気的装置の範囲方向は、好ましくは、すべてのコンタクト素子の範囲平面に直交する。
第1のコンタクト素子対を第2のコンタクト素子対からより強力に切り離すために、少なくとも第1のコンタクト素子対の伝送部分を第2のコンタクト素子対の伝送部分に対してコンタクト素子の挿入方向にずらすことができる。伝送部分は、特に、挿入方向に直交して延びる部分とすることができる。それによって、より大きい空間分離が実現され、結合が低減される。3つ以上のコンタクト素子対が設けられる場合、これらのコンタクト素子対の伝送部分は、各々コンタクト素子の挿入方向に対して前後に交互に位置することができる。伝送部分は、たとえば、コンタクト素子の接続部分からの信号をプリント回路基板上の追加の素子へ伝送することができる。
別の有利な実施形態では、第1のコンタクト素子対の接続部分は、第1の平面内に位置し、第2のコンタクト素子対の接続部分は、第1の平面に対してずれている第2の平面内に位置する。この実施形態でもまた、空間分離が増大され、2つのコンタクト素子対間の結合が低減される。たとえば、2つのコンタクト素子対がプリント回路基板上に配置される場合、第1のコンタクト素子対の一部分を第2のコンタクト素子対の一部分よりプリント回路基板から遠くへ離すことができる。これらの部分は、プリント回路基板上の異なる高さのところに位置することができる。接続部分は、たとえば、コネクタを接続するために使用することができる。
3つ以上のコンタクト素子対が設けられる場合、コンタクト素子対は、各々第1の平面および第2の平面内に交互に位置することができる。
有利な実施形態では、コンタクト装置は、第3のコネクタ内に信号線の第3の対に接触する第3のコンタクト素子対を備え、第3のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子および第2のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子は隣接しており、コンタクト装置は、第2の電気的装置を備え、第2のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子は、第2の電気的装置を介して第3のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子に接続され、第2の電気的装置のキャパシタンスは、第2のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子と第3のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子との間のキャパシタンスに対応する。そのような実施形態では、第2のコンタクト素子対と第3のコンタクト素子対との間のクロストークがやはり防止される。
同様に、追加のコンタクト素子対および追加の電気的装置が存在することができ、電気的装置は、各々2つの隣接するコンタクト素子対の第1のコンタクト素子に1回、2つの隣接するコンタクト素子対の第2のコンタクト素子に1回、交互に接続される。この実施形態によって、異なるコンタクト素子対の実質的な切り離しが可能になる。
本発明について、有利な実施形態および図面を参照して、例として以下でより詳細に説明する。この例に示す有利なさらなる発展形態および実施形態は各々、互いに独立しており、その応用例でどのように必要であるかに応じて、互いに自由に組み合わせることができる。
プリント回路基板上のソケットハウジングとともに示すコンタクト装置の概略斜視図である。 本発明によるコンタクト装置の第1の実施形態の概略上面図である。 本発明によるコンタクト装置の第2の実施形態の概略斜視図である。 図3による第2の実施形態の別の概略斜視図である。 図3による第2の実施形態の上面図である。 追加の要素とともに示す図3による第2の実施形態の別の概略斜視図である。 本発明によるコンタクト装置の第3の実施形態の概略上面図である。 本発明によるコンタクト装置の第4の実施形態の概略正面図である。
図1は、プリント回路基板2上に配置されたソケットハウジング3とともにコンタクト装置1を示す。図1では、まだ内部を詳細に見ることはできない。図1に示すコンタクト装置は、たとえば、図2〜7による解決策を含むことができ、本発明の環境の理解をもたらす役割を果たす。
ソケットハウジング3は、5つのコネクタ101、102、103、104、105を収容するための5つのコネクタ収容部材301、302、303、304、305を有する。コネクタ101、102、103、104、105は、各々ケーブル4に接続され、ケーブル4は、各々2本の信号線100を備える。構造の観点から、信号線100の隣接する対同士の間、たとえば第1の対110と第2の対120との間の間隔7を可能な限り小さくすることが望ましい。同時に、クロストークを防止することが意図される。従来の解決策では、クロストークを防止するために、個々の信号対間に遮蔽板が取り付けられる。しかし、そのような解決策は、個々の信号対間の場所を取る。しかし、本発明による解決策は、従来の解決策より省スペースである。
図2は、本発明による解決策の第1の実施形態を示す。図示のコンタクト装置1は、第1のコンタクト素子11および第2のコンタクト素子12を有する第1のコンタクト素子対10と、第1のコンタクト素子21および第2のコンタクト素子22を有する第2のコンタクト素子対20とを備える。特に、第1のコンタクト素子対10または第2のコンタクト素子対20の隣接するコンタクト素子12および21間で、クロストークが生じる。これは、これらの2つのコンタクト素子12、21が、第1の寄生キャパシタンスCxを有するタイプのコンデンサを構成することに起因すると考えることができる。これを、コンデンサ記号によって図2に示す。しかし、この図は、この例に追加の構成要素が存在するはずであることを意味するものではない。これは単に、より良い理解を提供する役割を果たす。
この第1の寄生キャパシタンスCxによって引き起こされるクロストークを補償するために、第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11は、電気的装置210を介して第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21に接続され、この電気的装置210のキャパシタンスCyは、第1のコンタクト素子対10の第2のコンタクト素子と第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21との間のキャパシタンスCxに対応する。このとき信号が第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11と第2のコンタクト素子12との間を差動形態で伝送される場合、第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21によって引き起こされるクロストークは、第1のコンタクト素子対10の第2のコンタクト素子12内だけでなく、第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11内でも同程度で生じる。コンタクト素子11および12の2つの電圧は同程度だけ変化し、その結果、これらの電圧間の差は同じまま維持される。それによって、クロストークが補償される。
同様に、第2のコンタクト素子対20と第3のコンタクト素子対30との間でもクロストークが防止される。この目的で、第2のコンタクト素子対20の第2のコンタクト素子22は、第2の電気的装置220を介して第3のコンタクト素子対30の第2のコンタクト素子32に接続され、第2の電気的装置220のキャパシタンスCyは、第2のコンタクト素子対20の第2のコンタクト素子22と第3のコンタクト素子対30の第1のコンタクト素子31との間のキャパシタンスCxに適合され、それによってクロストークが補償される。
第3のコンタクト素子対30と第4のコンタクト素子対40との間のクロストークもまた、第3の電気的装置230によって補償され、各々の場合、接続は、第3のコンタクト素子対30または第4のコンタクト素子対40の第1のコンタクト素子31、41を介して実施される。同様に、第4のコンタクト素子対40および第5のコンタクト素子対50は、第4の電気的装置240を介して接続され、ここでは接続は、第2のコンタクト素子対20と第3のコンタクト素子対30との間の接続の場合と同様に、それぞれ第2のコンタクト素子42または52に対して実施される。また、コンタクト装置1は、追加のコンタクト素子対を備えることも可能であり、接続は、隣接するコンタクト素子対の第1のコンタクト素子と隣接するコンタクト素子対の第2のコンタクト素子との間で交互に行われる。
図2による実施形態では、電気的装置210は、プリント回路基板2上で第1のコンタクト素子対10と第2のコンタクト素子対20との間に配置されたストリップ導体6を備える。これらのストリップ導体6は、部分的に互いに平行に延び、互いから隔置されている。ストリップ導体6は、互いに対向してコンデンサ60を形成し、コンデンサ60のキャパシタンスは、電気的装置210のキャパシタンスCy全体が第1のコンタクト素子対10の第2のコンタクト素子12と第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21との間のキャパシタンスCxに適合されるように構成される。このキャパシタンスは、平行に延びるストリップ導体6の2つの部分の重複面積または2つのストリップ導体6間の間隔を増大または減少させることによって変化させることができる。
電気的装置210は、第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11または第2のコンタクト素子12それぞれの範囲平面711または712に直交して延びる範囲方向710に延びる。それによって、コンタクト素子11、12と電気的装置210との間が良好に切り離される。この例では、コンタクト素子11の範囲平面711は、前部11A、すなわちケーブル4を接続する接続部分、および前部11Aに直交して延びる後部11B、すなわちコンタクト素子11の伝送部分によって画定される。同様に、第2のコンタクト素子12の範囲平面712も定められる。
図3〜6は、本発明によるコンタクト装置1の第2の実施形態を示す。この実施形態では、電気的装置210は、2つの相互に対向する板部5を備える。第1の板部5は、第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11と一体化されている。第2の板部5は、第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21と一体化されている。これらの2つの板部5はそれぞれ、平面状に構築され、互いに対向し、部分的に互いに平行に延び、したがってコンデンサ60を形成する。このコンデンサ60のキャパシタンスは、第1のコンタクト素子対10の第1のコンタクト素子11を第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21に接続する電気的装置210のキャパシタンスCyが、第1のコンタクト素子対10の第2のコンタクト素子12と第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21との間のキャパシタンスCxに対応するように、2つの板部5間の間隔および板部5間の重複の長さによって調整することができる。
板部5は、各々コンタクト素子11および21とそれぞれ一体化されている。板部5は、コンタクト素子11、21とともに金属板から打ち抜かれたものである。コンタクト素子11、21および板部5の組合せは、単一の打抜き部品である。
この場合も、コンタクト素子11、12などと電気的装置210、220などとの間の良好な切り離しを実現するために、電気的装置210、220などは、コンタクト素子11、12などの範囲平面711、712などに直交して延びる範囲方向710に延びる。
図7は、コンタクト装置1の別の実施形態を示す。この例では、第1のコンタクト素子対10のコンタクト素子11、12の伝送部分11B、12Bは、挿入方向Sに対して、第2のコンタクト素子対20のコンタクト素子21、22の伝送部分21B、22Bに対してずれている。それによって、少なくともこれらの部分では、幅方向Bに測定されるコンタクト装置1の幅を増大させることなく、2つのコンタクト素子対10、20間の間隔、特に第1のコンタクト素子対10の第2のコンタクト素子12と第2のコンタクト素子対20の第1のコンタクト素子21との間の間隔が増大される。この場合、幅方向Bは、挿入方向Sに直交して、プリント回路基板2の方向に平行に延びる。間隔が増大される結果、コンタクト素子12、21が互いに影響する程度が小さくなる。この例では、伝送部分11B、12B、21B、22Bは、挿入方向Sに直交して延びる。別の実施形態では、これらの伝送部分は、挿入方向Sに対して斜めに、または挿入方向Sに平行に延びることもできる。
図7は、コンタクト素子11、12、21、22が、概略的に示されている対応する収容部材311、312、321、322内に収容されることをさらに示す。これらの収容部材311、312、321、または322からは、2本の信号線100に干渉信号を均一に印加するように、信号線100がコンタクト装置1から離れる方へ捩じれた状態で延びている。
図8は、コンタクト素子11、12、31、32、51、52の接続部分11A、12A、31A、32A、51A、52Aが第1の平面701内に延びる別の実施形態を示す。その第1の平面は、プリント回路基板2の平面に対して平行である。コンタクト素子21、22、41、42の接続部分21A、22A、41A、42Aは、第1の平面701に対して平行であるが第1の平面701からずれている第2の平面702内に位置する。それによって、各場合において、隣接するコンタクト素子対10、20、30、40、50の部分間、たとえば第1のコンタクト素子対10と第2のコンタクト素子対20との間の間隔の増大が実現され、それによって個々のコンタクト素子対10、20、30、40、50間の結合がより小さくなる。
1 コンタクト装置
2 プリント回路基板
3 ソケットハウジング
4 ケーブル
5 板部
6 ストリップ導体
7 間隔
10 第1のコンタクト素子対
11 第1のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子
11A 11の接続部分
11B 11の伝送部分
12 第1のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子
12A 12の接続部分
12B 12の伝送部分
20 第2のコンタクト素子対
21 第2のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子
21A 21の接続部分
21B 21の伝送部分
22 第2のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子
22A 22の接続部分
22B 22の伝送部分
30 第3のコンタクト素子対
31 第3のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子
31A 31の接続部分
31B 31の伝送部分
32 第3のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子
32A 32の接続部分
32B 32の伝送部分
40 第4のコンタクト素子対
41 第4のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子
41A 41の接続部分
41B 41の伝送部分
42 第4のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子
42A 42の接続部分
42B 42の伝送部分
50 第5のコンタクト素子対
51 第5のコンタクト素子対の第1のコンタクト素子
51A 51の接続部分
51B 51の伝送部分
52 第5のコンタクト素子対の第2のコンタクト素子
52A 52の接続部分
52B 52の伝送部分
100 信号線
101 第1のコネクタ
102 第2のコネクタ
103 第3のコネクタ
104 第4のコネクタ
105 第5のコネクタ
110 信号線の第1の対
120 信号線の第2の対
210 第1の電気的装置
220 第2の電気的装置
230 第3の電気的装置
240 第4の電気的装置
301 コネクタ収容部材
302 コネクタ収容部材
303 コネクタ収容部材
304 コネクタ収容部材
305 コネクタ収容部材
311 収容部材
312 収容部材
321 収容部材
322 収容部材
701 第1の平面
702 第2の平面
710 範囲方向
711 範囲平面
712 範囲平面
B 幅
S 挿入方向
Cx 第1の寄生キャパシタンス
Cx 第2の寄生キャパシタンス
Cx 第3の寄生キャパシタンス
Cx 第4の寄生キャパシタンス
Cy 第1の電気的装置のキャパシタンス
Cy 第2の電気的装置のキャパシタンス
Cy 第3の電気的装置のキャパシタンス
Cy 第4の電気的装置のキャパシタンス

Claims (8)

  1. 第1のコネクタ(101)内で信号線(100)の第1の対(110)に接触する第1のコンタクト素子対(10)と、第2のコネクタ(102)内で信号線(100)の第2の対(120)に接触する第2のコンタクト素子対(20)とを有し、前記第1のコンタクト素子対(10)の第2のコンタクト素子(12)および前記第2のコンタクト素子対(20)の第1のコンタクト素子(21)が隣接しているコンタクト装置(1)において、前記第1のコンタクト素子対(10)の第1のコンタクト素子(11)は、電気的装置(210)を介して前記第2のコンタクト素子対(20)の前記第1のコンタクト素子(21)に接続され、前記電気的装置(210)のキャパシタンス(Cy1)が、前記第1のコンタクト素子対(10)の前記第2のコンタクト素子(12)と前記第2のコンタクト素子対(20)の前記第1のコンタクト素子(21)との間のキャパシタンス(Cx1)に対応し、
    前記電気的装置(210)は、前記コンタクト素子対(10、20)の挿抜方向に対して直交する又は略直交する方向に延びて互いに対向する2つの板部(5)を備える、
    ことを特徴とするコンタクト装置(1)。
  2. 前記コンタクト素子(11、21)は、打抜き部品として構築され、前記板部(5)は、前記コンタクト素子(11、21)と一体化されていることを特徴とする、請求項に記載のコンタクト装置(1)。
  3. 前記電気的装置(210)の範囲方向(710)が、少なくとも1つの前記コンタクト素子(11、12)の範囲平面(711、712)に直交して延びていることを特徴とする、請求項1または2に記載のコンタクト装置(1)。
  4. 少なくとも前記第1のコンタクト素子対(10)の伝送部分(11B、12B)が、少なくとも前記第2のコンタクト素子対(20)の伝送部分(21B、22B)に対して前記コンタクト素子(11、12、20、21)の挿入方向(S)にずれていることを特徴とする、請求項1からのいずれか一項に記載のコンタクト装置(1)。
  5. 少なくとも前記第1のコンタクト素子対(10)の接続部分(11A、12A)が、第1の平面(701)内に位置し、少なくとも前記第2のコンタクト素子対(20)の接続部分(21A、22A)が、前記第1の平面に対してずれている第2の平面(702)内に位置していることを特徴とする、請求項1からのいずれか一項に記載のコンタクト装置(1)。
  6. 前記コンタクト装置(1)は、第3のコネクタ(103)内で信号線(100)の第3の対(130)に接触する第3のコンタクト素子対(30)を備え、前記第3のコンタクト素子対(30)の第1のコンタクト素子(31)および前記第2のコンタクト素子対(20)の第2のコンタクト素子(22)が隣接しており、前記コンタクト装置(1)は、第2の電気的装置(220)を備え、前記第2のコンタクト素子(20)の前記第2のコンタクト素子(22)は、前記第2の電気的装置(220)を介して前記第3のコンタクト素子対(30)の第2のコンタクト素子(32)に接続され、前記第2の電気的装置(220)のキャパシタンス(Cy2)が、前記第2のコンタクト素子対(20)の前記第2のコンタクト素子(22)と前記第3のコンタクト素子対(30)の前記第1のコンタクト素子(31)との間のキャパシタンス(Cx2)に対応していることを特徴とする、請求項1からのいずれか一項に記載のコンタクト装置(1)。
  7. 前記コンタクト装置(1)は、第4のコネクタ(104)内で信号線(100)の第4の対(140)に接触する第4のコンタクト素子対(40)を備え、前記第4のコンタクト素子対(40)の第1のコンタクト素子(41)および前記第3のコンタクト素子対(30)の前記第2のコンタクト素子(32)が隣接しており、前記コンタクト装置(1)は、第3の電気的装置(230)を備え、前記第3のコンタクト素子対(30)の前記第1のコンタクト素子(31)は、前記第3の電気的装置(230)を介して前記第4のコンタクト素子対(40)の前記第1のコンタクト素子(41)に接続され、前記第3の電気的装置(230)のキャパシタンス(Cy3)が、前記第3のコンタクト素子対(30)の前記第2のコンタクト素子(32)と前記第4のコンタクト素子対(40)の前記第1のコンタクト素子(41)との間のキャパシタンス(Cx3)に対応していることを特徴とする、請求項に記載のコンタクト装置(1)。
  8. コンタクト装置(1)内で第1のコンタクト素子対(10)に接続される第1のコネクタ(101)内の信号線(100)の第1の対(110)と、前記コンタクト装置(1)内で第2のコンタクト素子対(20)に接続される第2のコネクタ(102)内の信号線(100)の第2の対(120)との間のクロストークを低減する方法であって、
    前記第1のコンタクト素子対(10)の第2のコンタクト素子(12)および前記第2のコンタクト素子対(20)の第1のコンタクト素子(21)が隣接し、
    電気的装置(210)は、前記コンタクト素子対(10、20)の挿抜方向に対して直交する又は略直交する方向に延びて互いに対向する2つの板部(5)を備えており、
    電気的装置(210)のキャパシタンス(Cy1)が、前記第1のコンタクト素子対(10)の前記第2のコンタクト素子(12)と前記第2のコンタクト素子対(20)の前記第1のコンタクト素子(21)との間のキャパシタンス(Cx1)を補償することを特徴とする方法。
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