NO325855B1 - Hunn-konnektor og koblingshunnkontakt for å tilveiebringe en høyeffektsdatalinjekobling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en hun-konnektor og en koblingshunnkontakt for å tilveiebringe en høyeffektsdatalinjekobling til en slik hun-konnektor ifølge kravene 1 og 9.

For å lage en datalinjekobling fra en server til en terminal (kanal) eller mellom de tilsvarende koblingshunnkontakter (lenke) med en høy dataoverføringskapasitet, må alle komponenter i kanalen eller lenken, spesielt datakablene og koblingshunnkontaktene, tilfredsstille spesielle minimumskrav som vedrører deres overføringskarakteristikker. Komponentene deles basert på deres overføringskarakteri stikker i flere kategorier hvorav, ved det nåværende tidspunkt, kategoriene 5, 5e og 6 er av spesiell interesse. Det er planlagt å standardisere spesifikasjonene for komponenter i de aktuelle kategoriene. Basert på et standardiseringsforslag som dette, vil kabler i kategoriene 5, 5e og 6 måtte dempe den nære-ende-krysstale eller NEXT med 32,3, 35,3 eller 44,3 dB ved 100 MHz. For koblingshunnkontakter av kategorier 5, 5e og 6, anvendes verdier på 40, 43 eller 54 dB for NEXT-tap ved 100 MHz. Kravene for klassene 5, 5e og 6 kan tilfredsstilles relativt godt på det nåværende tidspunkt for kabler, men det finnes ingen tilfredsstillende løsning for koblingshunnkontakter, spesielt de i kategori 6.

Koblingshunnkontakter har vanligvis i det minste én hun-konnektor, f.eks. en RJ45 hun-konnektor, med et holdeelement for å plugge inn en datakabel og to eller flere langstrakte kontaktelementer, som er bøyd i en krokfasong, og som forløper over den største delen av lengden av holdeelementet, og som under bruk, tilveiebringer kontakt med linjene i datakabelen, eller de tilsvarende kontaktelementene på pluggen. Hun-konnektoren er montert på et grunn- eller basiskretskort, som omfatter linjekoblinger til en koblingsstrimmel for en ytterligere datakabel, som generelt er stasjonær. En ende av de krokformede kontaktelementene i hun-konnektoren er i hvert tilfelle tatt ut av holdeelementet og er loddet direkte på kretskortet eller til en linjekobling på det. I kjente design, er de elektrisk ledende komponenter plassert i den umiddelbare fysiske nærhet av hverandre uten noen skjermer og de vil således interferere med hverandre. RJ45 hun-konnektorer har åtte kontaktelementer som er plassert langs hverandre, for de fire par linjer i de tilsvarende datakablene. Et linjepar er i hvert tilfelle knyttet til kontaktelementene. 1/2, 4/5 og 7/8, mens et ytterligere linjepar er koblet til kontaktelementene 3 og 6. På grunn av den fysiske oppstillingen vil interferensen mellom paret 3/6 og 4/5 være spesielt alvorlig.

For å redusere interferensen, er det kjent at det grunnleggende kretskortet er utstyrt med en kompenseirngskrets som vil koble de enkelte linjer eller linjepar fra hverandre, f.eks. på kapasitiv måte. Koblingshunnkontakter med slike kompenseringskretser vil vanligvis tilfredsstille kategori 5 eller 5e krav. Imidlertid er det nødvendig med en forbedring på 11 dB ved 100 MHz for hoppet til kategorien 6, og dette har ikke vært oppnådd hittil med det beskrevne design.

En hun-konnektor med et holdeelement og et kretskort integrert i den er kjent fra US 6,190,211. En kompenseringskrets er plassert på kretskortet for å redusere interferens.

Oppfinnelsen er således basert på hensikten å spesifisere en hun-konnektor og en koblingshunnkontakt med forbedrede overføringskarakteristikker. Hun-konnektoren bør fortrinnsvis ha samme geometri som hun-konnektorer som allerede er i bruk, og spesielt ifølge RJ45, for å være kompatibel med konvensjonelle standard plugger.

Hensikten er oppnådd ved hjelp av en hun-konnektor med trekkene i krav 1 og en koblingshunnkontakt med trekkene i krav 9. Fordelaktige utviklinger av oppfinnelsen kan finnes i de avhengige krav, i beskrivelsen og i tegningene.

Oppfinnelsen er basert på den overraskende kunnskap om at også strukturer med mindre enn 1/10 av bølgelengden til de relevante signalene påvirker den gjensidige interferensen. Forflytting av kompenseringskretsen fra grunnlagskretskotet inntil den umiddelbare fysiske nærheten av kontaktelementene i hun-konnektoren fører til betraktelig bedre kompensering, spesielt for NEXT verdiene. Denne effekten er forsterket ved å forkorte lengden til kontaktelementene eller til signalbanene fra kontaktelementene i pluggen til kompenseringskretsen, eller til koblingene til en ytterligere kabel. Signalene er utstyrt med kompensering før de forlater hun-konnektoren, og behøver ikke å rettes eller de kan rettes på en mindre komplisert måte, på grunnkretskortet.

Ifølge oppfinnelsen er kontaktelementene i en hun-konnektor festet til et kompenseringskretskort, som omfatter en kompenseringskrets for å redusere interferens påvirkninger, spesielt krysstalepåvirkninger mellom linjer, og som er anordnet innenfor holdeelementet for pluggen. Kontaktelementene i hun-konnektoren kan være veldig korte siden de forløper bare fra kontaktelementene i pluggen til kompenseringskretskortet, og det behøver ikke å passere ut av hun-konnektoren eller holdeelementet, som er tilfellet ved den kjente teknikken. Størrelsen til den gjensidige interferens mellom signalbanene, spesielt den gjensidige krysstalen, er redusert. Til slutt kan kompenseringskretsen i kompenseringskretskortet forenkles, f.eks. ved å anvende kondensatorer med lavere kapasiteter.

Kompenseringskretskortet kan integreres i en hvilken som helst hun-konnektor, hvor holdeelementet er spesielt tilpasset plugger med en fasong som er kjent i seg selv. Dette unngår kompatibilitetsproblemer når man bytter til kategori 6 komponenter. Holdeelementer og hun-konnektorer som tilsvarer er RJ45 fasong er fortrinnsvis anvendt. Kompenserings kretskortet forløper f.eks. over bunnflaten i holdeelementet eller danner bunnflaten, og det kan fjernes. Monteringselementer er fortrinnsvis tilveiebrakt for montering på grunnkretskortet og i en spesielt foretrukket form tillater de montering i flere stillinger i forhold til det.

I tillegg til det minste én hun-konnektor ifølge oppfinnelsen, har koblingshunnkontakten et grunnkretskort og en koblingsstrimmel. Ytterligere elementer kan også være tilveiebrakt, f.eks. for å danne et foretrukket skjermet hus. Huset kan være utformet på kjent måte, f.eks. ifølge EP-A 0928052.

Utførelseseksempler av oppfinnelsen vil beskrives i den etterfølgende tekst og er rent skjematisk illustrert i tegningene: Fig. 1, 2 viser en hun-konnektor ifølge oppfinnelsen og i et riss på skrå fra forsiden hhv. baksiden; Fig. 3, 4 viser et snitt gjennom en koblingshunnkontakt ifølge oppfinnelsen med en hun-konnektor i to forskjellige installasjonsstillinger; Fig. 5 viser to hun-konnektorer koblet til hverandre;

Fig. 6a, 6b viser et eksempel på en kompenseringskrets.

Figurene 1 og 2 viser to tredimensjonale riss av en hun-konnektor ifølge oppfinnelsen med et holdeelement 1, som danner en holder 11 med samme fasong som konvensjonelle RJ45 hun-konnektorer, for en plugg. Figurer 3 og 4 viser to forskjellige installasjonsstillinger for denne hun-konnektor på et grunnkretskort 9.

Holdeelementet 1 har en hovedsaklig terningsformet grunnfasong med en bunnflate la og en toppflate lb, og to parallelle sideflater, lc, ld. Det bakre område le er i det foreliggende tilfelle på skrått eller utformet i en prismefasong, for å gjøre det mulig å montere koblingselementet til et grunnkretskort i flere installasjonsstillinger. (Fig. 3 og 4).

Kompenseringskretskort 2 ifølge oppfinnelsen er anordnet innenfor holdeelementet 1, i dette tilfelle i området for bunnflaten la. Kompenseringskretskortet 2 kan, når det er egnet, erstatte bunnflaten la. Fjærende kontaktelementer 3 som er bøyd til krokfasong er plassert på kompenseringskretskort 2, og deres kontaktflater 3 rager inn i holderen 11 og er orientert slik at de peker på skrått mot baksiden og bort fra innføringsåpningen for pluggen. Som vist i figur 3, er lengden L til kontaktelementene 3 bare en del (i dette tilfelle omtrent en fjerdedel) av lengden til hun-konnektoren målt i innføringsretningen E, mens kontaktelementene ifølge den kjente teknikken vil generelt forløpe over hele lengden til hun-konnektoren. En kompenseringskrets 13 er også plassert på kompenseringskretskortet 2, selv om det bare er angitt her. Figurer 6a, 6b viser et eksempel på en kompenseringskrets 13. Kompenseringskretsen 13 kobler kontaktelementene 3 til koblinger 7 som i dette tilfelle er i form av pinner, og ved hjelp av disse tilveiebringes elektrisk kontakt med grunnkretskortet 9, i applikasjonen illustrert i figurer 3 og 4. Kompenseringskretskortet 2 er styrt i to sidespor 10 i holdeelementet 1 og er festet ved hjelp av en låsekobling 6, omfattende en utsparing i kompenseringskretskortet 2 og en låsetapp i bunnflaten. Dette sikrer at hun-konnektoren kan monteres på lett måte. Holdeelementet er fortrinnsvis integrert, i ett stykke, spesielt injeksjonsstøpt eller en forstøpt del. Hun-konnektoren kan også ha ytterligere metallisk skjerming, f.eks. som omgir holdeelementet.

Holdeelementet 1 har monteringselementer 5 i form av låsetapper eller føtter, som er anvendt for å montere i tilsvarende utsparinger 14 i bunnkretskortet 9. Monteringselementene 5 er anordnet i forskjellige orienteringer i forhold til bunnflaten la, slik at hun-konnektoren kan være installert i forskjellige stillinger. Dette tillater at innføringsretningen E for pluggen tilpasses kravene på installasjonssiden, f.eks. parallelt (fig. 3) eller med vinkel a (fig. 4) til bunnflaten 1 a, som er generelt innrettet parallelt med veggen som holder koblingshunnkontakten.

En koblingsstrimmel 8, f.eks. også i form av en koblingsblokk, er koblet til grunnkretskortet 9 og i denne anvendelse er anvendt for permanent kobling av linjer i en datakabel som er generelt laget slik at den er stasjonær. Den elektriske kontakten med det tilsvarende kontaktelement 3 innenfor hun-konnektoren er tilveiebrakt via linjekoblinger som ikke er vist, på grunnkretskortet 9 og via koblinger 7. Grunnkretskortet 9 kan også ha en ytterligere kompenseringskrets for å kompensere krysstale som oppstår utenfor hun-konnektoren.

På siden har holdeelementet 1 koblingselementer4, 4' som er tilpasset hverandre, i dette tilfelle i form av en underskåret skinne eller en svalehaleformet forbindele, som er anvendt for å koble to eller flere hun-konnektorer til hverandre. Figur 5 viser et eksempel på en hun-konnektorforbindelse slik som denne.

Standard elementer, f.eks. tosidige FR4 kretskort kan anvendes for kompenseringskretskortet og for grunnkretskortet.

Figurer 6a og b viser et eksempel på en kompenseringskrets 13. Illustrasjonene viser den øvre flaten og den nedre flaten av kompenseringskretskortet 2 med de respektive elektroniske komponenter, i dette tilfelle linjeelementer 15 og

kondensatorer 16.1 det foreliggende tilfelle, er en avkoblingskondensator 16 i hvert tilfelle plassert mellom linjeelementene, som er knyttet til pinnepar 1/3, 3/5, 4/6 og 6/8. Typiske verdier for disse kapasitanser er f.eks. 0,81 pF for par 1/3 og 6/8 og for 0,92 pF for parene 3/5 og 4/6 (ved 250 MHz i hvert tilfelle). Betraktelig høyere kapasitanser og/eller mer kompliserte kretser er anvendt for de tidligere kjente kompenseringskretser på kretskortet, f.eks. en avkoblingskrets med følgende kapasitanser mellom de nevnte pinnepar.

Par 6/4: 2,1 pF: 5/3: 2,14 pF, par 6/8: 1,84 pF; par 3/8: 1,4 pF, par 1/3: 0,58 pF.

Dimensjonene til kompenseringskretskortet 2 er tilpasset størrelsen til hun-konnektoren, og i det foreliggende tilfellet er det omtrent 17 med mer langt og 12 med mer bredt.

Claims (10)

1. Koblingshunnkontakt for å tilveiebringe en høy effekts datalinjekobling mellom linjer i en datakabel, som er lagt permanent, og en ytterligere datakabel, omfattende i det minste én hun-konnektor, et grunnkretskort (9) hvor den i det minste ene hun-konnektor er montert, og i det minste én koblingsstrimmel (8) med kontaktelementer for kobling av linjer i den stasjonære datakabel, med hun-konnektoren omfattende et holdeelement (1) for en han-konnektor i en datakabel og med to eller flere elektrisk ledende kontaktelementer (3) som under bruk vil tilveiebringe kontakt med linjer i en han-konnektor som er innført i holdeelementet (1), og med grunnkretskortet (9) omfattende linjeelementer for å tilveiebringe en elektrisk ledende kobling mellom kontaktelementer i koblingsstrimmelen (8) og kontaktelementer (3) i hun-konnektoren, karakterisert ved at et kompenseringskretskort (2) er anordnet innenfor holdeelementet (1), i hun-konnektoren omfatter en kompenseringskrets (13) for å redusere interferenspåvirkning, spesielt krysstale, og hvor kontaktelementene (3) er montert, og ved at grunnkretskortet (9) omfatter en ytterligere kompenseringskrets for å redusere interferenspåvirkninger.

2. Koblingshunnkontakt ifølge krav 1, karakterisert ved at i bruk er kompenseringskretskortet (2) plassert i umiddelbar fysisk nærhet av en han-konnektor, som er innført i hun-konnektoren i en datakabel.

3. Koblingshunnkontakt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at holdeelementet (1) har en bunnflate (la), en toppflate (lb) og to sideflater (lc, ld) som danner en holder for en han-konnektor, med kompenseringskretskortet (2) innrettet parallelt med bunnflaten (la) i holdeelementet, og fortrinnsvis i dens umiddelbare fysiske nærhet.

4. Koblingshunnkontakt krav 3, karakterisert ved at kompenseringskretskortet (2) er styrt i spor (10) og er fortrinnsvis festet ved hjelp av en låsemekanisme (6) innenfor holdeelementet (1).

5. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i det minste et monteringselement (5) ved hjelp av hvilket hun-konnektoren kan monteres på et grunnkretskort (9) slik at han-konnektoren kan innføres i holdeelementet (1) parallelt med grunnkretskortet (9) eller med en forhåndsbestemt vinkel (a) i forhold til dette.

6. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at kontaktelementene (3) er bøyd som kroker og har en kontaktflate (3a) som er orientert med en spiss vinkel i forhold til kompenseringskretskortet (2).

7. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at lengden til kontaktelementene (3) er mellom 3 og 8 mm, fortrinnsvis mellom 4 og 6 mm.

8. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved i det minste et koblingselement (4,4') som er montert på siden av holdeelementet (1) og ved hjelp av hvilket i det minste to hun-konnektorer fortrinnsvis kan avtakbart kobles for å denne en felles montasje.

9. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at hun-konnektoren er montert på grunnkretskortet (9) slik at han-konnektoren kan innføres i holdeelementet (1) parallelt med grunnkretskortet (9) eller i en forhåndsbestemt vinkel (a).

10. Koblingshunnkontakt ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved et hus som dekker grunnkretskortet (9) og den i det minste ene hun-konnektor, og som har i det minste én åpning for innføring av en han-konnektor i den i det minste ene hun-konnektor.