KR100379580B1 - 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭 - Google Patents

인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭 Download PDF

Info

Publication number
KR100379580B1
KR100379580B1 KR10-2000-0058208A KR20000058208A KR100379580B1 KR 100379580 B1 KR100379580 B1 KR 100379580B1 KR 20000058208 A KR20000058208 A KR 20000058208A KR 100379580 B1 KR100379580 B1 KR 100379580B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pcb
modular jack
pattern
modular
circuit board
Prior art date
Application number
KR10-2000-0058208A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020027669A (ko
Inventor
이중근
류대우
정금택
Original Assignee
이중근
류대우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이중근, 류대우 filed Critical 이중근
Priority to KR10-2000-0058208A priority Critical patent/KR100379580B1/ko
Publication of KR20020027669A publication Critical patent/KR20020027669A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100379580B1 publication Critical patent/KR100379580B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6461Means for preventing cross-talk
    • H01R13/6464Means for preventing cross-talk by adding capacitive elements
    • H01R13/6466Means for preventing cross-talk by adding capacitive elements on substrates, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/10Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets
    • H05K7/1015Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having exterior leads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/10Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets
    • H05K7/1092Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets with built-in components, e.g. intelligent sockets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭에 관한 것이다. 랜 케이블이 연결된 모듈라 플러그(plug)(30), 벽 설치용 콘센트(31), 모듈라 플러그(30)와 연결되는 암 커넥터인 모듈라 잭(32)을 구비하는 시스템에 있어서, 인핸스드 카테고리 5급의 규격을 만족하는 것과 동시에 고속 데이터 전송이 가능하도록 100MHz대에서 네트워크 하드웨어의 근단누화를 43dB까지 지원하는 상기 모듈라 잭(32)의 몸체 하단부에 삽입되는 인쇄회로기판(PCB)(33)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭은 인쇄회로기판(PCB)에서의 임피던스 매칭을 통하여 회기 손실 등을 줄여 신호의 왜곡 현상을 방지할 수 있으며, 대용량의 데이터를 고속으로 처리할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭{Enhanced Category 5 class modular jack by using PCB pattern}
본 발명은 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭에 관한 것으로써, 특히 랜용 10BaseT 케이블에서 주로 사용되는 모듈라 잭 내의 주파수에 따른 근단누화(NEXT: Near End Crosstalk)를 100MHz에서 43dB까지 만족하고, 인쇄회로기판(PCB)에서 임피던스 매칭을 통해 신호의 왜곡을 방지하여 전자기간섭(EMI: Electromagnetic Interference) 문제를 해결함으로써, 고속 데이터 송수신이 가능한 PCB 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭에 관한 것이다.
일반적으로, 모듈라 잭(Modular Jack)은 랜 장비인 허브나 네트워크 카드 등에서 볼 수 있는 랜 케이블에 꽂히는 암놈 커넥터(female connector)로써, 네트워크 장비들 중에 10BaseT 랜 케이블을 사용하는 허브, 스위치, 라우터, 벽 장착용 장비에 사용되며 특히 상용 건물 내의 배선에 주로 사용된다.
일반적으로, 고속 데이터 전송 모듈러 잭을 설계할 때에는, 네트워크 신호 전송시 랜 케이블 끝의 플러그(plug) 부분에서 선들이 풀리면서 발생하는 선간 커플링에 따른 신호 감쇄를 최소화시켜주기 위해서 모듈라 잭에 고의로 캐패시턴스(Capacitance) 성분과 인덕턴스(Inductance) 성분을 삽입하여 고속에서도 동작이 가능하도록 설계한다. 특히, 고속 데이터 전송 모듈라 잭 설계시, 저주파에서는 문제가 되지 않았던 모듈라 잭 내의 주파수에 따른 근단누화를 크게 개선해야 하는데, 종래에는 이 근단누화를 PCB패턴을 이용하여 필요한 캐패시턴스를 생성함으로써 차등 모드 누화를 줄이는 용량성 비평형 방법을 이용하여 개선하였다. 여기에서, 근단누화란 소스 신호와 영향받은 선에 유기된 전압의 비, 즉, Xtalk =20 log(Vvictim/Vsource)를 말하며 dB 단위로 표시한다.
현재 근단누화를 100 MHz에서 40dB까지 지원하는 카테고리 5급 랜용 모듈라 잭이 상용화되어 있으며, 이것은 랜용 모듈라 잭에 들어가는 핵심 PCB 패턴을 이용하여 근단누화를 개선하는 방식을 채용하고 있다. 여기에서, 카테고리 5급은 TIA/EIA-568-A 규격을 만족하는 모듈라 잭을 의미하며, 인핸스드 카테고리 5급은 TIA/EIA-568-A-5 규격을 만족하는 모듈라 잭을 의미한다. TIA/EIA-568-A에는 카테고리 5급 모듈라 잭에 관한 규격이 나와 있는데, 이 규격에서 가장 중요한 요소는 모듈라 잭 내의 주파수에 따른 근단누화이며, 근단누화를 100 MHz에서 40dB까지 만족하는 것이 카테고리 5급의 규격이다. 또한, TIA/EIA-568-A-5에는 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭에 관한 규격이 나와 있는데, 이 규격에서도 가장 중요한 요소는 역시 근단누화이며, 근단누화를 100 MHz에서 43dB까지 만족하는 것이 인핸스드 카테고리 5급의 규격이다.
도 1은 종래의 10BaseT용 랜 케이블에 의해 연결되는 플러그와 모듈라 잭을 나타낸다. 10BaseT 랜 케이블(25)이 모듈라 플러그의 몸체(21)에 접속된 플러그(plug)(2)가 모듈라 잭의 몸체(11) 안으로 삽입되면 레버(22)에 의해 케이블이 접속되어 모듈라 잭(1)에 접속된다.
그러나, 기존의 랜(LAN)용 모듈라 잭은, 100MHz 급에서 근단누화를 40dB까지만 지원하며, 높은 주파수에서 문제가 되는 전자기간섭문제를 해결하는 과정에서, 입출력 부분 및 전체 모듈라 잭의 임피던스 매칭(Impedance matching)의 불균형으로 인한 신호의 왜곡 현상을 막을수가 없었다. 즉, 기존의 랜용 모듈라 잭에서는, 특성 임피던스가 100Ω인 랜용 케이블과 인쇄회로기판(PCB)를 임피던스 매칭시키지 않고 있으므로, 신호가 반사되어 원래 신호와 합성되어 원래 신호를 복원할 수 없는 신호의 왜곡 현상이 일어난다는 문제점이 있었다.
또한, 기존 랜용 모듈라 잭에서는, 높은 주파수대에서 선간 신호 간섭을 일으켜 원래 선들에 지나가는 신호가 서로 영향을 주는 근단누화가 발생되어 원래 신호를 복원할 수 없게 되는 것을 피하기 위하여, 랜용 모듈라 잭에 들어가는 PCB에서, 모듈라 플러그 부분에서 간섭받은 만큼을 다시 상쇄 시켜줌으로써 신호를 복원하는 방식을 채용하고 있다. 그러나, 기존 랜용 모듈라 잭은 카테고리 5급에서 요구한 40dB 감쇄까지만 만족시키고, 인핸스드 카테고리 5급에서 요구한 43dB 감쇄를 만족시키지는 못한다는 단점이 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 고속 데이터전송이 가능하도록 인핸스드 카테고리 5급을 만족시키며 100MHz 급에서 근단누화를 43dB 까지 지원하고, 높은 주파수에서 문제가 되는 전자기간섭문제를 해결하는 과정에서 입출력 부분 및 전체 모듈라 잭의 임피던스 매칭을 통하여 신호의 왜곡 현상을 방지하여 원 신호의 복원이 가능한인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 10BaseT용 랜 케이블에 의해 연결되는 모듈라 플러그와 모듈라 잭.
도 2는 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB) 패턴과, 그것을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PCB기판이 장착된 모듈라 잭이 벽 설치용 콘센트에 연결되는 분해사시도.
도 4a는 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터(Maxwell 3D Parameter Extractor)를 사용하여 그린 시뮬레이션의 사시도.
도 4b는 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 그린 시뮬레이션의 평면도, 측면도, 정면도, 사시도.
도 4c는 마이크로스트립(Microstrip)을 이용한 캐패시터 제작도.
도 5a는 설계한 카테고리 5E급 PCB의 패턴의 전후면을 나타낸 도면.
도 5b는 설계한 카테고리 5E급 PCB의 실제 사진.
도 6a 내지 도 6f는 근단누화의 측정결과.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
30 : 플러그 31 : 콘센트
32 : 모듈라 잭 33 : PCB 기판
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 랜 케이블이 연결된 모듈라 플러그(plug)(30), 벽 설치용 콘센트(31), 상기 모듈라 플러그(30)와 연결되는 암 커넥터인 모듈라 잭(32)을 구비하는 시스템에 있어서, 상기 모듈라 잭에 장착되어 벽에 설치된 콘센트에 케이블이 연결된 모듈라 플러그를 접속하는 인쇄회로(PCB) 기판을 포함하되, 상기 PCB 기판은, 상기 PCB 기판의 소정부분에 제 1 커패시턴스(C1), 제 2 기생커패시턴스(C2) 및 제 3 기생커패시턴스(C3)를 삽입하고, 삽입된 제 1 커패시턴스, 제 2 기생커패시턴스 및 제 3 기생커패시턴스에 상응하는 커패시터를 설계함으로써 누화되는 양을 같게 하여 왜곡현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭을 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB) 패턴과, 그것을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭을 나타낸다.
도 2에 있어서, 플러그(plug)와 연결된 모듈라 잭(Modular Jack)의 내부에 점선으로 표시된 부분이 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭에 삽입된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB) 부분이며, PCB 패턴의 앞면과 PCB 패턴의 뒷면이 표시되어 있다. 이 PCB 위에 케이스를 씌워 조립된 모듈라 잭은 콘센트 케이스와 결합하여 벽 등에서 흔히 볼 수 있는 암 커넥터(female connector) 형태로 되고, 10BaseT 랜 케이블과 연결된 플러그가 여기에 접속된다.
다음의 표 1에는 카테고리 5급 및 인핸스드 카테고리 5급 규격을 간략히 표시하였다. 카테고리 5급 및 인핸스드 카테고리 5급 규격에서 가장 중요한 요소는 근단누화이며, 카테고리 5급의 모듈라 잭은 100 MHz에서 40dB까지 만족해야 하고, 인핸스드 카테고리 5급의 모듈라 잭은 100 MHz에서 40dB까지 만족해야 한다.
근단누화 손실(NEXT LOSS)(TBD)
주파수(MHz) 카테고리 5급(dB) 인핸스드 카테고리 5급(dB)
1.00 65 65
4.00 65 65
8.00 62 65
10.00 60 63
16.00 56 59
20.00 54 57
25.00 52 55
31.25 50 53
62.50 44 47
100.00 40 43
100MHz의 고속 데이터 전송이 가능한 고속 모듈라 잭(Modular Jack)을 개발하는 데 있어서는 모듈라 잭 내의 근단누화, 원단누화(FEXT: Far End Crosstalk), 전자기간섭, 반사 감쇠량(Return Loss), Power Sum 등을 고려하여야 한다. 우선, 높은 주파수에서 문제가 되는 전자기간섭 문제를 해결해야 하고, 저주파에서는 문제가 되지 않았던 근단누화와, 페어(Pair)간 크로스토크(Crosstalk)나 커플링(Coupling)을 줄여야 하며, 입출력부분의 임피던스 매칭(impedance matching) 등을 고려하여 설계하여야 한다. 즉, 100MHz 이상의 주파수에서 동작하는 PCB 패턴을 만들기 위해서는 PCB 패턴 디자인에 대한 최적화, PCB 트레이스 길이의 최소화, PCB의 다층화, 다중 접지(Multi Grounding)를 사용함으로써 커플링(Coupling)을 줄이는 방법, 이미지 트레이스(Image Trace)를 사용하여 커플링(Coupling)을 줄이는 방법, 트레이스의 임피던스 매칭(impedance matching) 등의 기술적 방법을 고려해야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 PCB기판이 장착된 모듈라 잭이 벽 설치용 콘센트에 연결되는 분해사시도를 나타낸다.
사용자들은 벽에 있는 콘센트에 랜 케이블을 삽입하여 네트워크를 사용하게 되며, 더 자세하게는 PCB기판(33)이 삽입된 모듈라 잭(32)이 장착되어 벽에 설치된 콘센트(31)에 랜 케이블이 연결된 모듈라 플러그(30)를 접속하여 사용한다.
이하, 본 발명의 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭 구성과정을 상세히 설명한다.
(1) 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용한 시뮬레이션
맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터란, ICs, PCBs 설계자들이 2D와 3D의 빠르고 정확한 전자계 시뮬레이션에 바탕을 두고 전기적 설계 규칙을 신속하게 개발할 수 있는 소프트웨어로, PCB에서 R, L, C 파라미터를 추출함으로써 멀티 레이어 접속 구조의 3차원 모델을 생성할 수 있는 있는 소프트웨어이다.
필드상쇄효과를 위한 캐패시턴스 값을 구하기 위하여, 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 시뮬레이션하여 선간 캐패시턴스 계산값을 구한다. 계산된 선간 캐패시턴스 값을 기초로 하여 C언어를 사용하여 삽입할 보조 캐패시턴스 계산값을 산출한다. 도 4a는 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 그린 시뮬레이션의 사시도이고, 도 4b는 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 그린 시뮬레이션의 평면도, 측면도, 정면도, 사시도이다. 다음 표 2는 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 계산한 선간 캐패시턴스 계산치이고, 표 3는 C언어를 사용하여 계산한 삽입할 보조 캐패시턴스 계산치이다.
맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 계산한 선간 캐패시턴스 계산치
선간 캐패시턴스 값(단위: pF)
1 2 3 4 5 6 7 8
1 0.6450 -0.4370 -0.0422 -0.0171 -0.0101 -0.0124 -0.0073 -0.0113
2 -0.4370 0.9580 -0.411 -0.0261 -0.0122 -0.0112 -0.0064 -0.0062
3 -0.0422 -0.4110 0.9200 -0.3430 -0.9470 -0.0462 -0.0055 -0.0092
4 -0.0171 -0.0261 -0.3430 0.9470 -0.4090 -0.0898 -0.0145 -0.0110
5 -0.0101 -0.0122 -0.0242 -0.4090 0.9490 -0.3640 -0.0713 -0.0212
6 -0.0124 -0.0112 -0.0462 -0.0898 -0.3640 0.9460 -0.3330 -0.0412
7 -0.0073 -0.0064 -0.0055 -0.0145 -0.0713 -0.3330 0.9230 -0.4400
8 -0.0113 -0.0062 -0.0092 -0.0110 -0.0212 -0.0412 -0.4400 0.6480
C언어를 사용하여 계산한 삽입할 보조 캐패시턴스 계산치
삽입할 보조 캐패시턴스 값(단위: pF)
1 2 3 4 5 6 7 8
1 0 0 -0.3688 0.0090 -0.0091 -0.0286 0.0009 -0.0091
2 0 0 0 0 -0.0139 -0.3998 0 -0.0002
3 -0.3688 0 0 0 0.2642 0 -0.3275 0.0283
4 0.0090 0 0 0 0 -0.5274 -0.0568 -0.0137
5 -0.0091 -0.0139 0.2642 0 0 0 0 -0.0501
6 -0.0286 -0.3998 0 -0.5274 0 0 0 -0.2918
7 0.0009 0 -0.3275 -0.0568 0 0 0 0
8 -0.0091 -0.0002 0.0283 -0.0137 -0.0501 -0.2918 0 0
(2)PCB 패턴을 이용한 캐패시턴스 생성
도 4c는 마이크로스트립을 이용한 캐패시터를 나타내고 있고, 그라운드 된 한 개의 종단 스트립을 가지는 캐패시터의 좌우 길이 L 값을 조절하는 것에 따라PCB 패턴을 이용하여 캐패시턴스를 생성할 수 있다. 0.1 - 15 pF 범위 내의 MIC(Microstrip Interdigital Capacitor)으로 설계해서 사용할 수 있으며, 주로 MIC 설계 또는 박막 설계로 구현할 수 있다. 집중 마이크로웨이브 칩 캐패시터(Lumped Microwave chip capacitor)들은 VHF(30 - 3000 MHz)에까지 사용될 수 있다(단, 적은 면적에서 캐패시턴스가 소화할 수 있는 전력은 제한되어 있다는 것을 주의해야 한다).
PCB 패턴을 이용하여 생성되는 캐패시턴스값은 다음의 수학식 1로부터 계산된다.
여기에서,
ε= 기판의 유전율(permittivity of substrate, epsilon_r = 4.3)
W = MIC의 높이(W=28 mil.)
N = 핑거의 갯수(the number of finger, N=4)
A1, A2 : T/X의 값에 따라서 정해짐(T: 그라운드 평면과 마이크로스트립사이의 유전체 두께/단위mm = 3 mil., X: 선 두께 = 4 mil.)
캐패시터의 좌우 길이 L 값을 변화시키는 것에 따른 PCB 패턴을 이용하여 생성되는 캐패시턴스 값들을 다음의 표 4에 표시하였다. 여기에서 가변 파라미터는 캐패시터의 좌우길이(L)이며, T=1.2mm, W=28 mil., A1= 3.2200000000[pf/m](T/X값에 따른 값), A2= 7.2800000000[pf/m](T/X값에 따른 값)으로 고정되어 있다.
캐패시터의 좌우길이(L)(mil.) PCB 패턴을 이용하여 생성된 캐패시턴스값(C) (pF)
254.979096 -0.201900
240.013976 -0.402500
294.20568 -0.268800
293.712732 -0.267900
358.355432 -0.398800
254.473436 -0.201100
또한, 본 발명은 선 두께(T)가 3mil. 이상이므로, 전자파가 매체를 통과했을 때 감쇄 되고 남은 양은 매우 적어서 무시할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 표면효과로 인한 깊이(skin depth)로 인해 거의 영향을 받지 않으므로, 이에 대하여는 크게 고려할 필요는 없다.
위에서 제시한 여러 가지 기술적 배경과 이론을 토대로 하여 카테고리 5E급의 PCB 패턴을 제작하였다.
도 5a는 설계한 카테고리 5E급의 PCB 패턴의 앞면과 뒷면의 모습을 나타내는 도면이고, 도 5b는 설계한 PCB 패턴의 실제 모습을 나타내는 도면이다.
모듈라 잭(32)과 모듈라 플러그(30)의 연결시 임피던스 매칭이 되지 않아 신호가 반사되고, 이 반사된 신호가 원래 선들에 지나가는 신호와 합성되어 선간 신호 간섭이 일어나 근단누화에 의한 원래 신호의 왜곡 현상이 발생할 수 있다. 이러한 왜곡현상과, 모듈라 플러그(30)에서의 선의 꼬임 풀림으로 인한 근단누화의 영향을 줄이기 위하여 다음과 같이 PCB패턴을 설계한다.
PCB기판(33)의 앞면과 뒷면의 PCB 패턴의 중간 부분에서 4개의 각 홀과 홀 사이에 아래에서 위로 길게 네 선으로 지나가는 부분 중 13과 35사이에 맥스웰 3D 파라미터 익스트랙터를 사용하여 계산된 기생 캐패시턴스의 값(C3)을 각 페어(pair)간 선간 간격, 선의 두께, 유전율(ε)을 고려하여 PCB 패턴으로 적용시키고, 46과 68번 사이에도 기생 캐패시턴스의 값(C2)을 각 페어(pair)간 선간 간격, 선의 두께, 유전율(ε)을 고려하여 PCB 패턴으로 적용시킨다. 그리고, 26, 37번 사이의 캐패시턴스 값들을 상쇄시키기 위하여 패턴 앞면의 윗 부분의 34번 사이에 캐패시턴스(C1)를 삽입한다. 이렇게 PCB패턴을 이용하여 캐패시턴스를 생성함으로써, 원래 신호들은 더 강해지고 누화(Crosstalk) 신호들은 약해지게 되고, 랜 케이블의 특성 임피던스와 PCB 상에 마이크로스트립 라인의 특성임피던스와 임피던스 매칭을 통하여 회기 손실을 줄여 원래 신호의 왜곡 현상의 발생이 억제된다.
도 6a 내지 도 6f는 각 PCB 페어(pair)의 근단누화의 측정결과를 도시하였으며, 카테고리 5급보다 인핸스드 카테고리 5급이 근단누화가 줄어들어 품질이 개선됨을 알 수 있다.
따라서, 캐패시턴스 생성에 의한 입출력부분의 임피던스 매칭을 통해, LAN 케이블에 주로 사용되는 PCB기판이 삽입된 모듈라 잭 내의 주파수에 따른 근단누화를 100MHz에서 43dB까지 만족하는 것과 동시에, 높은 주파수에서 발생되는 전자기간섭 문제와 신호의 왜곡현상을 방지하여 데이터의 송수신 효율을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭은 100MHz대에서 근단누화를 43dB까지 지원하며, 모듈라잭에 삽입되는 인쇄회로기판(PCB)에서의 임피던스 매칭을 통하여 회기 손실 등을 줄여 신호의 왜곡 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭은 인핸스드 카테고리 5급 규격을 만족하므로, 데이터의 장거리 전송시 에러를 줄일 수 있어 데이터 송수신 효율을 높일 수 있으며 대용량의 데이터를 고속으로 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 앞으로 카테고리 5급에서 인핸스드 카테고리 5급으로 고속 모듈라 잭의 세대 교체가 예상되고 있으므로, 수입 대체 및 국외 수출로 인한 외화절약 효과도 예상할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 랜 케이블이 연결된 모듈라 플러그(plug)(30), 벽 설치용 콘센트(31), 상기 모듈라 플러그(30)와 연결되는 암 커넥터인 모듈라 잭(32)을 구비하는 시스템에 있어서,
    상기 모듈라 잭에 장착되어 벽에 설치된 콘센트에 케이블이 연결된 모듈라 플러그를 접속하는 인쇄회로(PCB) 기판을 포함하되,
    상기 PCB 기판은,
    상기 PCB 기판의 소정부분에 제 1 커패시턴스(C1), 제 2 기생커패시턴스(C2) 및 제 3 기생커패시턴스(C3)를 삽입하고, 삽입된 제 1 커패시턴스, 제 2 기생커패시턴스 및 제 3 기생커패시턴스에 상응하는 커패시터를 설계함으로써 누화되는 양을 같게 하여 왜곡현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 PCB 기판(33)은, 상기 모듈라 플러그(30)에서 근단누화, 왜곡현상의 영향을 줄이기 위해, 상기 PCB기판(33)의 앞면과 뒷면의 PCB 패턴의 중간 부분에서 4개의 각 홀과 홀 사이에 아래에서 위로 길게 네 선으로 지나가는 부분 중 13과 35 사이에 기생 캐패시턴스의 값(C3)을 각 페어(pair)간 선간 간격, 선의 두께, 유전율(ε)을 고려하여 PCB 패턴으로 적용시키고, 46과 68번 사이에도 기생 캐패시턴스의 값(C2)을 각 페어(pair)간 선간 간격, 선의 두께, 유전율(ε)을 고려하여 PCB 패턴으로 적용시키는 것과 동시에, 26과 37번 사이의 캐패시턴스 값들을 상쇄시키기 위하여 패턴 앞면의 윗 부분의 34번 사이에 캐패시턴스(C1)를 삽입함으로써, 랜 케이블의 특성 임피던스와 PCB 상에 마이크로스트립라인의 특성임피던스의 임피던스 매칭을 통하여 회기 손실을 줄여 원래 신호의 왜곡 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭.
  3. 제 1 항에 있어서, 네트워크 신호의 전송시 랜 케이블 끝의 상기 모듈라 플러그(30) 부분에서 선들이 풀리면서 발생되는 선간 커플링과 용량성 누화를 최소화하기 위해, 상기 모듈라 잭(32)에 삽입되는 상기 PCB 기판(33)에 각 페어(1~18 pair)간 크로스토크나 커플링을 줄이기 위해 필드를 상쇄시킬수 있는 캐패시턴스 값을 부여하여 전송선 페어의 커플링을 같게 해 줌으로써 100MHz의 고속에서도 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판(PCB) 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급 모듈라 잭.
KR10-2000-0058208A 2000-10-04 2000-10-04 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭 KR100379580B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0058208A KR100379580B1 (ko) 2000-10-04 2000-10-04 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0058208A KR100379580B1 (ko) 2000-10-04 2000-10-04 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020027669A KR20020027669A (ko) 2002-04-15
KR100379580B1 true KR100379580B1 (ko) 2003-04-10

Family

ID=19691722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0058208A KR100379580B1 (ko) 2000-10-04 2000-10-04 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100379580B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160008771A (ko) 2014-07-15 2016-01-25 이중근 Pcb를 이용한 고 적응성 모듈러 잭
KR20160029374A (ko) 2014-09-05 2016-03-15 이중근 메쉬 구조의 pcb를 이용한 향상된 고 적응성 모듈러 잭
KR102022806B1 (ko) 2018-08-06 2019-09-18 (주)신승티엘 통신 및 tv 복합형 콘센트

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160008771A (ko) 2014-07-15 2016-01-25 이중근 Pcb를 이용한 고 적응성 모듈러 잭
KR20160029374A (ko) 2014-09-05 2016-03-15 이중근 메쉬 구조의 pcb를 이용한 향상된 고 적응성 모듈러 잭
KR102022806B1 (ko) 2018-08-06 2019-09-18 (주)신승티엘 통신 및 tv 복합형 콘센트

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020027669A (ko) 2002-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9209569B2 (en) Communications connectors including transmission lines having impedance discontinuities that improve return loss and/or insertion loss performance and related methods
US10270210B2 (en) Communications connectors including transmission lines having impedance discontinuities that improve return loss and/or insertion loss performance and related methods
JP5194440B2 (ja) プリント配線基板
AU2001257104B2 (en) A connector element for high-speed data communications
US8907748B2 (en) Common-mode suppression filter for microstrip 10-Gb/s differential lines
CN109842990B (zh) 一种高速差分过孔的优化方法
JP5983780B2 (ja) プリント配線基板、電子機器及び配線接続方法
WO2008047852A1 (en) Multilayer substrate
KR100379580B1 (ko) 인쇄회로기판 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭
US20040124940A1 (en) Voltage plane with high impedance link
JP2004015534A (ja) クロストーク抑制部材及びデジタル信号伝送線路
Gobinath et al. Reduction of Near-End and Far-End Crosstalk in Microwave and Millimetre Wave Band of Parallel Transmission Lines using Meander Shaped DMS
KR100372010B1 (ko) 인쇄기판회로 패턴을 이용한 인핸스드 카테고리 5급모듈라 잭
EP3381093B1 (en) Communications connectors including transmission lines having impedance discontinuities that improve return loss and/or insertion loss performance and related methods
JP7339734B2 (ja) 高速通信用ジャック
JP7028517B2 (ja) 高速通信用ジャック
Koledintseva et al. Impedance mismatch effects in microstrip and stripline EBG common-mode filters
CN110996499A (zh) 一种印制电路板(pcb)高速信号的过孔走线结构
US10432256B2 (en) System for reducing crosstalk and return loss within electrical communication connectors
JPH06177612A (ja) 高周波用配線・接続部品
CN215896884U (zh) 一种具有串扰抑制印制板的高速背板连接器
Lin et al. Design of the Test Fixture for High Speed Connectors
Meghana et al. High speed interconnect: impact of novel strip line for IOT application
WO2022097424A1 (ja) 信号電源分離回路が構成される多層回路基板
Lin et al. Crosstalk Reduction on Delay Line with Rectangular-Patches (RPs) Design

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110110

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee