TWI424635B - 具有串擾多區串擾補償之電信插座及其設計方法 - Google Patents

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TWI424635B TW096112754A TW96112754A TWI424635B TW I424635 B TWI424635 B TW I424635B TW 096112754 A TW096112754 A TW 096112754A TW 96112754 A TW96112754 A TW 96112754A TW I424635 B TWI424635 B TW I424635B
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Description

具有串擾多區串擾補償之電信插座及其設計方法
本發明廣泛係關於電信設備。具體而言，本發明係關於經組態用以補償近端串擾之電信插座。
在資料通信領域中，通信網路典型利用經設計用以維護或改良正在經由網路傳輸之訊號完整性之技術。為了保護訊號完整性，最低限度，滿足標準委員會(諸如電機電子工程學會(IEEE))制定之遵循標準。遵循標準協助設計人員提供達成至少最低程度訊號完整性及一些標準相容性之通信網路。
一種盛行類型通信系統使用雙絞線來傳輸訊號。在雙絞線系統中，諸如視訊、音訊及資料之類的資訊係以平衡訊號形式透過一對電線予以傳輸。該傳輸之訊號係藉由電線之間的電壓差予以定義。
串擾可負面地影響雙絞線系統中的訊號完整性。串擾係因介於電線與雙絞線系統之間的電容及/或電感所造成的非平衡雜訊。串擾效應變成更難以應對增大的訊號頻率範圍。
當傳輸訊號彼此愈靠近定位時，串擾效應亦增大。結果，通信網路包括特別易受因傳輸訊號接近所致的串擾之影響的區域。具體而言，通信系統包括使傳輸訊號彼此緊密接近的連接器。舉例而言，在雙絞線電信系統中用於提供互連之習知連接器(例如，插座與插頭)的接觸件特別易受到串擾干擾之影響。
圖1繪示經調適用於配合雙絞線電信系統使用之先前技術控電板20。該控電板20包括複數個插座22。每一插座22包括一經調適用於容納一標準電信插頭26之埠24。每一插座22經調適用於作為四個雙絞線傳輸線之終端。如圖2所示，每一插座22包括8個接觸彈簧，如位置1－8所標示。在使用中，接觸彈簧4與5被連接至一第一對電線，接觸彈簧1與2被連接至一第二對電線，接觸彈簧3與6被連接至一第三對電線，及接觸彈簧7與8被連接至一第四對電線。如圖3所示，一典型插頭26亦具有8個接觸件(標示為1－8)，彼等接觸件經調適用以當該插頭被插入於該埠24內時互連於該插座22的相對應之8個接觸件。
為了提升電路密度，需要將插座與插頭的接觸件彼此相當緊密接近地定位。因此，插座與插頭的接觸區域特別易受到串擾之影響。另外，某些成對之接觸件比其他成對之接觸件更易受到串擾之影響。舉例而言，典型地，插座與插頭中的第一對接觸件與第三對接觸件最易受到串擾之影響。
為了解決串擾問題，已設計出具有接觸彈簧組態之插座，其經調適用以減少介於接觸彈簧之間產生的電容耦合，使得串擾被最小化。一種替代做法涉及故意產生具有經設計用以補償或校正在插頭或插座處造成之串擾的量值與相位的串擾。典型地，可藉由操縱插座的接觸件或引線之位置來提供串擾補償，或可在用於電連接插座之接觸彈簧至插座之絕緣移位連接器的電路板上提供串擾補償。
電信產業經常以愈大的訊號頻率範圍為奮鬥目標。隨著傳輸頻率範圍加寬，串擾更加成為問題。因此，需要關於串擾矯正的進一步開發。
本發明之一項態樣係關於電路板層組態，其經調適用於支援對電信插座中之串擾的有效補償。
本發明之另一項態樣係關於使用高阻抗線路以補償因串擾補償配置所造成的返回損失。
本發明之另一項態樣係關於使用電容耦合以克服因串擾補償配置所造成的返回損失議題。
本發明之另一項態樣係關於串擾補償配置及設計串擾補償配置之方法。
在下文[實施方式]中將提出各種額外發明態樣。本發明態樣可相關於個別特徵或特徵組合。應明白，前文的一般說明及下文中的[實施方式]皆僅僅是示範及解說，並且非限制作為本文揭示之具體實施例之基礎的廣泛發明觀念。
圖4及圖5繪示具有根據本發明原理之發明態樣之實例之特徵的電信插座(即，電信連接器；下文統一稱插座120)的正面透視圖。該插座120包括一具有前部件124及一背部件126的殼體122。可藉由按扣式(snap fit)連接使該前部件124與該背部件126互連。該前部件124界定一前部埠128，該前部埠128經定尺寸及塑型以容納一習知電信插頭(例如，一RJ型插頭，諸如RJ 45插頭)。該背部件126界定一絕緣移位連接器介面且包括複數個塔130，該複數個塔經調適以裝載絕緣移位連接器刀片/接觸件。該插座120進一步包括一電路板132，該電路板132裝設在該殼體122的該前部件124與該背部件126之間。複數個接觸彈簧CS1 －CS8 終止於該電路板132之一前側。複數個絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 終止於該電路板132之一後側。該等接觸彈簧CS1 －CS8 延伸進入該前部埠128，且經調適以當一插頭被插入該前部埠128內時，電連接至配備於該插頭上之相對應的接觸件。該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 配裝於該殼體122之該背部件126的該等塔130內。該電路板132具有線軌T1 －T8 (例如，跡線，請參閱圖14－17)，該等線軌分別電連接該等接觸彈簧CS1 －CS8 至該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 。
在使用中，藉由將電線插入於成對的絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間而將該等電線電連接至該等接觸彈簧CS1 －CS8 。當將電線插入於成對的絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間時，該等刀片切穿該等電線之絕緣體並且形成電接觸於該等電線之中心導體。如此一來，藉由該電路板上之線軌而電連接至該等接觸彈簧CS1 －CS8 的絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 提供用於電連接一雙絞線至該插座120之該等接觸彈簧CS1 －CS8 的高效率構件。
圖6至圖8更清楚繪示該等接觸彈簧CS1 －CS8 。該等接觸彈簧CS1 －CS8 之相對定位、形狀及曲率宜經調適以在該插座120處提供某初始的串擾補償。
該插座120之該電路板132宜係一種多層電路板。舉例而言，圖9繪示之該電路板132包括一第一傳導層140、一第二傳導層142及一第三傳導層144。該第一傳導層140與該第二傳導層142係由一第一介電層146予以隔開。該第二傳導層142與該第三傳導層144係由一第二介電層148予以隔開。該第一傳導層140係位於該電路板132之一前側，並且該第三傳導層144係位於該電路板132之一後側。該等接觸彈簧CS1 －CS8 係裝設在該電路板132之該前側，而該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 係裝設在該電路板132之該後側。通道延伸穿過該第一介電層146與該第二介電層148，以提供該等傳導層140、142與144之間的電連接。該等傳導層140、142與144係藉由電連接該等傳導線軌T1 －T8 予以界定(請參閱圖14至圖17)。該等線軌T1 －T8 係形成(例如，蝕刻或以其他方式提供)於該等介電層146與148上。
該電路板132較佳包括用於補償發生於插座/插頭介面處之近端串擾的結構。在某些具體實施例中，用於補償近端串擾的結構包括介於該第一傳導層140與該第二傳導層142之間提供的電容耦合。在較佳具體實施例中，藉由位於該第一傳導層140與該第二傳導層142之面對面、大體平行的電容極板之設置來提供電容耦合。為了增大介於該第一傳導層140與該第二傳導層142之電容極板之間提供的電容耦合之量值，希望該第一介電層146相對薄。舉例而言，在某些具體實施例中，該第一介電層146之厚度t1 可小於約.01英吋，或小於約.0075英吋，或小於約.005英吋，或小於約.003英吋。在其他具體實施例中，厚度t1 可能係在.001英吋至約.003英吋範圍內或在.001英吋至約.005英吋範圍內。在一較佳具體實施例中，厚度t1 係約.002英吋。
在某些具體實施例中，該第一介電層146可係由具有相對低介電常數之材料所製成。在本文中，介電常數係相對於空氣之介電常數。在某些具體實施例中，該第一介電層146之介電常數可等於或小於約5。在其他具體實施例中，該第一介電層146之介電常數可小於或等於約4，或者小於或等於約3。用於製造該第一介電層146之實例材料係耐燃物料(FR-4)電路板材料。FR-4電路板材料係一種以織布玻璃纖維墊強化之環氧樹脂之複合材料。
該第二介電層148較佳經組態以使該第三傳導層144隔離於該第一傳導層140與該第二傳導層142。該第二介電層148之厚度t2 可不同於該第一介電層146之厚度t1 。在某些具體實施例中，該第二介電層148之厚度比該第一介電層146之厚度厚至少2.5倍，或比該第一介電層146之厚度厚至少5倍。在其他具體實施例中，該第二介電層148之厚度比該第一介電層146之厚度厚至少10倍或至少20倍。在一項示範性具體實施例中，該第二介電層148之厚度t2 係在.050英吋至約.055英吋範圍內。在另一項示範性具體實施例中，該第二介電層148之厚度t2 係在.040英吋至約.050英吋範圍內。
該第二介電層148亦可用不同於該第一介電層146之材料予以製造。在某些具體實施例中，該第二介電層148可具有不同於該第一介電層146之介電屬性。舉例而言，在某些具體實施例中，該第一介電層146之介電常數可大於(例如，至少1.5倍或至少2倍)該第二介電層148之介電常數。在一項實例中，該第二介電層148可用諸如FR－4之材料予以製造。當然，應明白亦可使用其他材料。
該電路板132包括若干電容耦合，該等電容耦合之量值與位置經調適用以補償近端串擾。介於4－5對與3－6對之間的近端串擾係最大的問題。為了補償介於4－5對與3－6對之間的近端串擾，在線軌T4－5 與線軌T3－6 之間使用三個彼此依存的補償區。如圖10所示，該三個彼此依存的補償區包括一第一補償區ZA1 、一第二補償區ZA2 及一第三補償區ZA3 。該第一補償區ZA1 包括一介於線軌T3 與線軌T5 之間的電容耦合C1及一介於線軌T4 與線軌T6 之間的電容耦合C2。該第二補償區ZA2 包括一介於線軌T3 與線軌T4 之間的電容耦合C3及一介於線軌T5 與線軌T6 之間的電容耦合C4。該第三補償區ZA3 包括一介於線軌T3 與線軌T5 之間的電容耦合C5及一介於線軌T4 與線軌T6 之間的電容耦合C6。
圖11繪示用於提供介於4－5對與3－6對之間的串擾補償之串擾補償配置之概要圖表示。如圖11所示，該補償配置包括一第一向量100、一第二向量102、一第三向量104及一第四向量106。該第一向量100與該第三向量104具有正極性，而該第二向量102與該第四向量106具有負極性。該第一向量100具有一量值M且對應於在該插頭處引入的串擾。該第二向量102具有一量值－3M且對應於在該第一補償區ZA1 處引入的串擾。該第三向量104具有一量值3M且對應於在該第二補償區ZA2 處引入的串擾。該第四向量106具有一量值－M且對應於在該第三補償區ZA3 處引入的串擾。應明白，每一向量係在每一個別補償處提供之總串擾的一次總和(lump sum)，而該等向量係置於該等補償區的中心或中點。
在設計圖11之補償方案過程中，當決定該等補償區之定位時考量到數項因素。一項因素包括需要適應訊號在該電路板上透過線軌往兩方向(即，前向方向與反向方向)行進。為了適應透過該電路板之前向傳輸與反向傳輸，該補償方案較佳具有前向與反向對稱性之組態。亦希望補償方案在相對廣傳輸頻率範圍提供最佳化補償。舉例而言，在一具體實施例中，使效能對於從1 MHz至500 MHz頻率範圍最佳化。進一步希望補償配置考量由於隨著訊號行進於該等補償區之間而發生之時間延遲而出現的相移。
為了最小化該補償配置中的相移效應，較佳方式為，該第二向量102被定位在儘可能接近該第一向量100之處。在圖11中，介於該第一向量100與該第二向量102之間的時間延遲繪示為x。在一項示範性具體實施例中，對於具有每秒3X108 公尺之傳輸速度之訊號，x可係約100微微秒。
為了維護前向與反向對稱性，較佳方式為，介於該第三向量104與該第四向量106之間的時間延遲約相同於介於該第一向量100與該第二向量102之間的時間延遲。如圖11所示，介於該第三向量與該第四向量之間的時間延遲繪示為x。
較佳方式為，選擇介於該第二向量102與該第三向量104之間的時間延遲y，以最佳化補償方案在相當寬頻率範圍內的總體補償效應。藉由改變介於該第二向量102與該第三向量104之間的時間延遲y，來改變該第一補償區與該第二補償區的相位角，藉此改良在不同頻率提供的補償量。在一項示範性具體實施例中，為了設計該時間延遲y，一般而言，該時間延遲y之值起始時設定為等於x(即，介於該第一向量100與該第二向量102之間的時間延遲)。接著，測試或模擬系統，以決定是否提供跨意欲使用之整個訊號頻率範圍內可接受的補償程度。如果系統y值設定為等於x滿足串擾需求，則不需要進一步調整y值。如果補償方案在較高頻率方面無法滿足串擾需求，則可縮短該時間延遲y以改良在較高頻率方面之效能。如果補償方案在較低頻率方面無法滿足串擾需求，則可增大該時間延遲y以改良用於較低頻率的串擾效能。應明白，可在未改變前向與反向對稱性情況下改變該時間延遲y。
已決定：當該第二向量202與該第三向量104之量值分別是－3M與3M時，距離y較佳大於距離x，以提供最佳化串擾補償。但是，如果該第二向量102與該第三向量104之量值被減小至低於－3M與3M(例如，減小至－2.7M與2.7M)，則距離y宜小於距離x，以提供最佳化串擾補償。
串擾亦可能是1－2對與3－6對之間的問題。尤其，線軌T2 與線軌T3 之間可產生實質串擾。如圖10所示，使用一種兩區式補償配置來補償此串擾。該兩區式補償配置包括一第一補償區ZB1 與一第二補償區ZB2 。該第一補償區ZB1 包括一介於線軌T1 與線軌T3 之間的電容耦合C7及一介於線軌T2 與線軌T6 之間的電容耦合C8。該第二補償區ZB2 包括一介於線軌T1 與線軌T6 之間的電容耦合C9。圖12繪示1－2對與3－6對之間使用之補償配置的概要向量圖。如圖12所示，考量三個串擾向量。第一串擾向量110係在該插頭處產生之串擾的表示。第二向量112係在該第一補償區ZB1 處提供之串擾的表示。第三向量114係在該第二補償區ZB1 處產生之串擾的表示。該第一向量110與該第三向量114具有正極性且量值係約N。該第二向量112具有負極性及一約2N之向量。在測試線軌1－2與3－6之間所提供的補償配置過程中，經判定：當在該第二補償區ZB1 處線軌T2 與線軌T3 之間未提供任何離散電容耦合時，獲得改良之結果。但是，在替代具體實施例中，亦可於線軌T2 與線軌T3 之間提供一離散電容耦合以維護對稱性。應明白，M(繪示於圖11)通常在量值上實質大於N(繪示於圖12)。
亦可使用一種兩區式補償配置，用以提供4－5對與7－8對之間的串擾補償。舉例而言，圖10繪示用於提供4－5對與7－8對之間之串擾補償之一第一補償區ZC1 與一第二補償區ZC2 。該第一補償區ZC1 包括一介於線軌T8 與線軌T5 之間的電容耦合C10。該第二補償區ZC2 包括一介於線軌8與線軌4之間的電容耦合C11。該第一補償區ZC1 與該第二補償區ZC2 可具有1－2－1量值序列，類似於關於線軌1－2與3－6所描述之兩區式補償配置。
除了上文所述之多區補償配置以外，亦可使用若干單區式補償。舉例而言，補償區ZD1 係一種單區補償，其包括一介於線軌T2 與線軌T5 之間的電容耦合C12。另一單區式補償區ZE1 係藉由形成於線軌T6 與線軌T8 之間的電容耦合C1來提供。線軌T5 與線軌T6 之間的另一電容耦合C14補償電路板本身所產生的非所要串擾。
為了解決4－5對與3－6對之間的串擾議題，使用相當大電容量。此大電容量可能造成該插座具有無法接受的返回損失程度。可運用若干方法來改良返回損失效能。舉例而言，可藉由增大該電路板之線軌T3 、T4 、T5 與T6 的阻抗來改良返回損失效能。該等磁軌之阻抗宜係透過第一、第二與第三補償區予以增大，並且亦在第一、第二與第三補償區之後。可藉由最小化線軌T3 、T4 、T5 與T6 的橫向剖面面積來增大阻抗。該等線軌之一示範性橫向剖面面積係在13至16平方密耳(1密耳＝.001英寸)範圍內。亦可藉由排定該等線軌之路徑，使線軌T3 與線軌T4 之間及線軌T5 與線軌T6 之間維持一相對大之間距，使該阻抗增大。在一項具體實施例中，線軌T3 －T6 的阻抗大於100歐姆。在另一具體實施例中，該阻抗等於或小於120歐姆。在另一項具體實施例中，線軌T3 －T6 的阻抗等於或大於150歐姆。在進一步具體實施例中，線軌T3 －T6 的阻抗等於或大於175歐姆。在進一步具體實施例中，線軌T3 －T6 的阻抗等於或大於200歐姆。
亦可藉由增大介於該等接觸彈簧CS1 －CS8 與該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間提供的該等線軌T3 －T6 之長度，使該等線軌T3 －T6 之阻抗增大。在某些具體實施例中，可藉由對於該等線軌T3 －T6 使用盤旋(serpentine)或迴路返回排定路徑組態(loop back routing configuration)來提供此增大之長度。在某些具體實施例中，在使介於接觸彈簧CS1 －CS8 與其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間提供的該等線軌T3 －T6 之長度增大過程中，可將該等線軌T3 －T6 之長度增大至介於接觸彈簧CS1 －CS8 與其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間的直線距離之至少1.5倍或至少2倍。在其他具體實施例中，該等線軌T3 －T6 之長度可係介於接觸彈簧CS1 －CS8 與其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間的直線距離之至少3倍或4倍。
亦可藉由增大/最大化介於線軌T4 與線軌T5 之間及介於線軌T3 與線軌T6 之間的間距，使該等線軌T3 －T6 之阻抗增大。在一項具體實施例中，線軌T4 與線軌T5 隨著線軌T4 與線軌T5 延伸遠離接觸彈簧CS4 與CS5 彼此背道而馳，並且接著隨著線軌T4 與線軌T5 接近絕緣移位連接器刀片IDC4 與IDC5 而再次會合。因此，線軌T4 與線軌T5 的中間區域相對地彼此遠離隔開。在一項具體實施例中，在介於線軌T4 與線軌T5 之間界定至少0.1英吋(往平行於該電路板之寬度W方向予以測量)之間距。在某些具體實施例中，此間距表示該電路板之寬度的至少1/4。應明白，可在線軌T3 與線軌T6 之間使用類似的間距，以增大阻抗。
仍然請參考圖10，亦藉由在線軌T3 與線軌T6 之間提供一電容耦合C15及在線軌T4 與線軌T5 之間提供一電容耦合C16來改良返回損失。為了使電容耦合C15與C16改良(而非惡化)返回損失，應使電容耦合C15與C16置放於充分遠離該三個補償區ZA1 －ZA3 之中心，使得在較高頻率下，電容耦合C15與C16所引入的電容之相位抵消沿該等線軌T3 －T6 的返回損失。
圖13係描繪出在一頻率範圍內不同因素如何可影響該插座中返回損失之圖表。在該圖表中，y軸標繪返回損失，x軸標繪頻率。線400表示跨該頻率範圍的最大可容許之返回損失。線402表示：如果使用標準長度之標準100歐姆線軌以提供介於該等接觸彈簧與該等絕緣移位連接器刀片之間的電路徑之情況下，存在於該等線軌T3 －T6 中的返回損失。線404繪示：如果將標準長度之線軌變換為高阻抗線路之情況下，存在於線軌中的返回損失。如線404所示，返回損失相較於線402而言有所改良，但是仍然未遵守線400所設定的返回損失程度。線406表示：如果使介於該等接觸彈簧與該等絕緣移位連接器刀片之間的高阻抗線軌長度延伸之情況下，在該等線軌中的返回損失。如線406所示，該等延長之高阻抗線軌在較低頻率方面大幅改良返回損失，但是在較高頻率(例如，高於300 MHz之頻率)方面使返回損失惡化。線408A、408B與408C繪示：結合在該等接觸彈簧CS1 －CS8 與該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之間使用相對長之高阻抗線軌，介於線軌T3 與線軌T6 之間及介於在線軌T4 與線軌T5 之間的相加電容耦合C15與C16之效應。為了遵守線400所設定的返回損失程度，相距於該等補償區ZA1 －ZA3 之中心置放該等電容耦合的距離係重大事項。如果該等電容耦合C15與C16太接近該等補償區ZA1 －ZA3 之電容耦合，則返回損失在低頻率下不合格(如線408A所示)。如果將該等電容耦合C15與C16置放於太遠離該等補償區ZA1 －ZA3 ，則返回損失不合格將發生在較高頻率(如線408C所示)。藉由選擇該等電容耦合C15與C16相距於該等補償區ZA1 －ZA3 的距離，使得該等電容耦合C15與C16有效地抵消200－500 Mhz範圍內之頻率的返回損失，該插座可在整個頻率範圍內滿足線400設定的返回損失參數，如線408B所示。
圖14至圖17繪示用於實施圖10之補償配置的示範性電路板佈局。圖15至圖17分別繪示該電路板132的前傳導層140、中間傳導層142及後傳導層144。圖14係該三個傳導層140、142及144之覆疊圖。該電路板132界定開口301－308，該等開口分別容納該等接觸彈簧CS1 －CS8 之杆，使得該等接觸彈簧CS1 －CS8 終止於該電路板132。該電路板亦界定開口401－408，該等開口分別容納該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 之杆，使得該等絕緣移位連接器刀片IDC1 －IDC8 終止於該電路板。通道延伸穿過該電路板，用於使介於該等層140、142與144之間的該等線軌電互連。舉例而言，通道V6A 、V6B 與V6C 使位於不同層140、142與144的線軌T6 之部分互連。再者，通道V5A 與V5B 使位於不同層140、142與144的線軌T5 之部分互連。另外，通道V4A 與V4B 使位於不同層140、142與144的線軌T4 之部分互連。此外，通道V3 使位於不同層140、142與144的線軌T3 之部分互連。線軌T1 、T2 、T7 與T8 各自提供於該電路板132之一單層上。舉例而言，線軌T1 與T2 係提供於層140上，並且線軌T7 與T8 係提供於層144上。
請參考圖14至圖16，藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C15 與C13 來提供該第一補償區ZA1 之該電容耦合C1。藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C24 與C26 來提供該第一補償區ZA1 之該電容耦合C2。藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C34 與C33 來提供該第二補償區ZA2 之該電容耦合C3。藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C45 與C46來提供該第二補償區ZA2 之該電容耦合C4。藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C55A 與C53A 來提供該第三補償區ZA3 之該電容耦合C5。亦藉由提供於層144處之叉合式電容器指部C55B 與C53B 來提供該電容耦合C5。藉由分別提供於層140與142處之面對面的電容器極板C66A 與C64A 來提供該第三補償區ZA3 之該電容耦合C6。亦藉由提供於層144處之叉合式電容器指部C66B 與C64B 來提供該電容耦合C6。
藉由分別提供於該電路板之層140與142處之面對面的電容器極板C71 與C73 來提供該第一補償區ZB1 之該電容耦合C7。藉由分別提供於該電路板之層140與142處之面對面的電容器極板C82 與C86 來提供該第一補償區ZB1 之該電容耦合C8。藉由提供於該電路板之層140處之叉合式電容器指部C91 與C96 來提供該第二補償區ZB2 之該電容耦合C9。
藉由分別提供於該電路板之層140與142處之面對面的電容器極板C105 與C108 來提供該第一補償區ZC1 之該電容耦合C10。藉由提供於該電路板之層144處之叉合式電容器指部C114 與C118 來提供該第二補償區ZC2 之該電容耦合C11。
藉由提供於該電路板之層140處之叉合式電容器指部C122 與C125 來提供該第二補償區ZD1 之該電容耦合C12。藉由提供於該電路板之層144處之平行電容器指部C138 與C136 來提供該補償區ZE1 之該電容耦合C13。藉由提供於該電路板之層144處之叉合式電容器指部C145 與C146 來提供該電容耦合C14。藉由分別提供於該電路板之層140與142處之面對面的電容器極板C153 與C156 來提供該電容耦合C15。藉由分別提供於該電路板之層140與142處之面對面的電容器極板C164 與C165 來提供該電容耦合C16。
請參考圖14至圖17，請注意，排定線軌T4 與T5 之路徑使其大部分的長度彼此遠離，致使增大該等線軌之阻抗，以解決返回損失。同樣地，排定線軌T3 與T6 之路徑使其大部分的長度彼此遠離，亦致使增大該等線軌之阻抗，以解決返回損失。亦請注意，線軌T3 －T6 亦較佳具有延伸之長度以增大阻抗，用於改良返回損失效能。舉例而言，請參考圖14，隨著線軌T3 從接觸彈簧CS3 延伸至其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC3 而向上延伸且環繞。線軌T3 亦包括一迴路返回900，用於進一步增大該線軌T3 之長度。仍然請參考圖14，隨著線軌T4 從接觸彈簧CS4 延伸至其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC4 而延伸至另一邊、向上且環繞。進一步請參考圖14，隨著線軌T5 從接觸彈簧CS5 延伸至其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC5 而向上且延伸至另一邊。此外，線軌T5 亦具有一迴路返回902，用於進一步增大該線軌之長度。請再次參考圖14，隨著線軌T6 從接觸彈簧CS6 延伸至其相對應之絕緣移位連接器刀片IDC6 而向上延伸至另一邊且環繞。
仍然請參考圖14，在該電路板上之該等線軌的排定路徑組態亦經調適，用於相對遠離該三個補償區ZA1 －ZA3 之所提供之電容的中心地定位該等電容耦合C15與C16。舉例而言，為了提供額外距離，配合多個迴路返回提供迴路延伸部分904與906，用於增大該等電容耦合C15與C16相距於該等補償區ZA1 －ZA3 之所提供之電容的中心之間距。
該電路板亦具備經調適用於提升製造效率之結構。舉例而言，每一組面對面極板電容器的第一極板大於相對應之第二極板，使得該第一極板之部分向外延伸越過該第二極板之邊界。因為不需要介於極板之間的精確對位，所以促進製造效率。此外，一些極板可具備殘段910，彼等殘段可經雷射修整以精確調諧電容，使得該插座滿足相關的串擾需求。亦可藉由在一個較佳連接區使用電容器極板與平行電容器指部之組合來調諧電容。另外，一些線軌可具備殘段912，在該電路板之設計期間可使用彼等殘段來手動改變該等線軌之長度。以此方式，可依經驗評估改良一定線軌長度的效應。
前文說明內容提供如何可實施某些本發明態樣的實例。應明白，可用除本文中具體繪示與描述之本發明態樣外的其他方式來實施本發明態樣，而不會脫離本發明的精神及範疇。
1-8‧‧‧插座之接觸彈簧(圖2)
1-8‧‧‧插頭之觸點件(圖3)
20‧‧‧控電板
22‧‧‧插座
24‧‧‧埠
26‧‧‧插頭
100‧‧‧第一向量
102‧‧‧第二向量
104‧‧‧第三向量
106‧‧‧第四向量
110‧‧‧第一串擾向量
112‧‧‧第二向量
114‧‧‧第三向量
120‧‧‧插座
122‧‧‧殼體
124‧‧‧前部件
126．．．背部件
128．．．前部埠
130．．．塔
132．．．電路板
140．．．第一傳導層(前傳導層)
142．．．第二傳導層(中間傳導層)
144．．．第三傳導層(後傳導層)
146．．．第一介電層
148．．．第二介電層
301－308,401－408．．．開口
900,902．．．迴路返回
904,906．．．迴路延伸部分
910,912．．．殘段
400．．．最大可容許之返回損失
402．．．存在於線軌T3 －T6 (標準長度之線軌)中的返回損失
404．．．存在於線軌(高阻抗線路)中的返回損失
408A．．．返回損失在低頻率下不合格
408B．．．在整個頻率範圍內滿足返回損失參數
408C．．．返回損失在較高頻率下不合格
C1－C16．．．電容耦合
C15 ,C13 ,C24 ,C26 ,C34 ,C33 ,C45 ,C46 ,C55A ,C53A ,C66A ,C64A ,C71 ,C73 ,C82 ,C86 ,C105 ,C108 ,C153 ,C156 ,C164 ,,C165 ．．．電容器極板
C55B ,C53B ,C66B ,C64B ,C91 ,C96 ,C114 ,C118 ,C122 ,C125 ,C145 ,C146 ．．．叉合式電容器指部
C138 ,C136 ．．．平行電容器指部
CS1 －CS8 ．．．接觸彈簧
IDC1 －IDC8 ．．．絕緣移位連接器刀片
M,N．．．量值
T1 －T8 ．．．線軌
V3 ,V5A ,V5B ,V4A ,V4B ,V6A ,V6B ,V6C ．．．通道
W．．．寬度
ZA1 ．．．第一補償區
ZA2 ．．．第二補償區
ZA3 ．．．第三補償區
ZB1 ．．．第一補償區
ZB2 ．．．第二補償區
ZC1 ．．．第一補償區
ZC2 ．．．第二補償區
ZD1 ．．．補償區
ZE1 ．．．補償區
t1 ．．．第一介電層之厚度
t2 ．．．第二介電層之厚度
x,y．．．向量之間的時間延遲(距離；值)
圖1繪示先前技術控電板的透視圖；圖2繪示先前技術插座的概要圖；圖3繪示先前技術電信插頭的概要表示；圖4繪示具有根據本發明原理之發明態樣實例之特徵的電信插座的正面透視圖；圖5繪示圖4之插座的分解圖；圖6繪示圖4之電路板、絕緣移位連接器及接觸彈簧之側視圖；圖7繪示圖6之電路板、絕緣移位連接器及接觸彈簧之正視圖；圖8繪示圖6之電路板及接觸彈簧之俯視圖；圖9繪示以沿圖8之9-9線為例的剖面圖；圖10繪示併入於圖4之電信插座中的串擾補償方案之概要圖；圖11繪示用於提供介於圖4之電信插座之4-5對與3-6對之間的串擾補償之串擾補償配置之概要圖；圖12繪示用於提供介於圖4之電信插座之1-2對與3-6對之間的串擾補償之串擾補償配置之概要向量圖； 圖13係描繪出在一頻率範圍內某些因素如何可影響圖4之插座中返回損失之圖表；圖14係圖4之電信插座中使用之電路板之跡線覆疊圖；圖15繪示圖4之電信插座中使用之電路板之前傳導層；圖16繪示圖4之電信插座中使用之電路板之中間傳導層；及圖17繪示圖4之電信插座中使用之電路板之後傳導層。
120‧‧‧插座
122‧‧‧殼體
124‧‧‧前部件
126‧‧‧背部件
128‧‧‧前部埠

Claims (19)

  1. 一種在一雙絞線系統中使用的電信插座，該電信插座包括：一殼體，用於界定一用於容納一插頭的埠；複數個接觸彈簧，其經調適以當該插頭被插入於該殼體之該埠中時電接觸該插頭；複數個電線終端接觸件，用於使電線終止於該插座；一電路板，其包括使該等接觸彈簧電連接至該等電線終端接觸件之傳導線軌；及一串擾補償配置，其提供該電路板之所選線軌之間的串擾補償，該串擾補償配置包括一第一補償區，該第一補償區經定位以對該插頭處之一串擾源遠離一第一時間延遲，該串擾補償配置亦包括一第二補償區，該第二補償區經定位以對該第一補償區遠離一第二時間延遲，該串擾補償配置進一步包括一第三補償區，該第三補償區經定位以對該第二補償區遠離一第三時間延遲，該第一時間延遲與該第三時間延遲大體彼此相等，且該第二時間延遲不同於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  2. 如請求項1之電信插座，其中該第一補償區具有一第一電容，與該插頭處之該串擾源之電容相比，該第一電容具有一相反極性及約三倍之量值；其中該第二補償區具有一第二電容，與該第一電容相比，該第二電容具有約相同量值但具有一相反極性；其中該第三補償區具有一第三電容，與該插頭處之該串擾源之該電容相比，該第 三電容具有一相反極性及約相同之量值；且其中該第二時間延遲小於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  3. 如請求項1之電信插座，其中該第一補償區具有一第一電容，與該插頭處之該串擾源之電容相比，該第一電容具有一相反極性及低於三倍之量值；其中該第二補償區具有一第二電容，與該第一電容相比，該第二電容具有約相同量值但具有一相反極性；其中該第三補償區具有一第三電容，與該插頭處之該串擾源之該電容相比，該第三電容具有一相反極性及約相同之量值；且其中該第二時間延遲大於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  4. 如請求項1之電信插座，其中：該複數個接觸彈簧包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八連續配置之接觸彈簧，該等接觸彈簧經調適以當該插頭被插入於該殼體之該埠中時電接觸該插頭；該複數個電線終端接觸件包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八電線終端接觸件，用於使電線終止於該插座；該電路板包括分別使該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八接觸彈簧電連接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八電線終端接觸件的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八線軌；提供該第一補償區，該第一補償區包括第一電容耦合 與第二電容耦合，該第一電容耦合係形成於該第三線軌與該第五線軌之間，且該第二電容耦合係形成於該第四線軌與該第六線軌之間；提供一第二補償區，該第二補償區包括第二電容耦合與第四電容耦合，該第三電容耦合係形成於該第三線軌與該第四線軌之間，且該第四電容耦合係形成於該第五線軌與該第六線軌之間；提供一第三補償區，該第三補償區包括第五電容耦合與第六電容耦合，該第五電容耦合係形成於該第三線軌與該第五線軌之間，且該第六電容耦合係形成於該第四線軌與該第六線軌之間；及該等所選線軌包括該第三、第四、第五、第六、第七與第八線軌。
  5. 如請求項1之電信插座，其中該第二時間延遲小於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  6. 如請求項1之電信插座，其中該第二時間延遲大於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  7. 一種用於在一插座中提供串擾補償之方法，該串擾補償經調適以補償位於插入於該插座內之一插頭之一電容耦合處所產生的非所要串擾，該方法包括：提供一第一電容耦合，該第一電容耦合經定位以對該插頭處之電容耦合遠離一第一時間延遲，與該插頭處之該電容耦合相比，該第一電容耦合具有一較大之量值及一相反極性； 提供一第二電容耦合，該第二電容耦合經定位以對該第一電容耦合遠離一第二時間延遲，與該第一電容耦合相比，該第二電容耦合具有大體相同之量值但具有一相反極性；提供一第三電容耦合，該第三電容耦合經定位以對該第二電容耦合遠離一第三時間延遲，該第三電容耦合具有與該插頭處之該電容耦合相同的極性及大體相同之量值；定位該第一電容耦合、該第二電容耦合與該第三電容耦合，使得該第一時間延遲與該第三時間延遲大體相等，且該第二時間延遲不同於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  8. 如請求項7之方法，其中如果該第一電容耦合之該量值低於該插頭處之該電容耦合之該量值的三倍，則定位該第二電容耦合以使得該第二時間延遲大於該第一電容耦合之時間延遲與該第三電容耦合之時間延遲。
  9. 如請求項7之方法，其中如果該第一電容耦合之該量值大體等於該插頭處之該電容耦合之該量值之三倍，則定位該第二電容耦合以使得該第二時間延遲小於該第一電容耦合之時間延遲與該第三電容耦合之時間延遲。
  10. 如請求項7之方法，其中定位該第二電容耦合以使得該第二時間延遲小於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  11. 如請求項7之方法，其中定位該第二電容耦合以使得該第二時間延遲大於該第一時間延遲與該第三時間延遲。
  12. 一種用於決定一插座中之第一串擾補償區、第二串擾補償區與第三串擾補償區之位置的方法，該第一串擾補償區、該第二串擾補償區與該第三串擾補償區經調適以補償位於插入於該插座內之一插頭處之一非所要電容耦合所造成的非所要串擾，該第一串擾補償區包括一第一電容耦合，該第一電容耦合經定位以對該插頭處之該非所要電容耦合遠離一第一時間延遲，與該插頭處之該非所要電容耦合相比，該第一電容耦合具有一較大之量值及一相反極性，該第二串擾補償區包括一第二電容耦合，該第二電容耦合經定位以對該第一電容耦合遠離一第二時間延遲，與該第一電容耦合相比，該第二電容耦合具有大體相同之量值但具有一相反極性，該第三串擾補償區包括一第三電容耦合，該第三電容耦合經定位以對該第二電容耦合遠離一第三時間延遲，該第三電容耦合具有與該插頭處之該非所要電容耦合相同的極性及大體相同之量值，該方法包括：將該第一電容耦合、該第二電容耦合與該第三電容耦合定位於初始位置中，在該等初始位置中，該第一時間延遲、該第二時間延遲與該第三時間延遲大體彼此相等；及從該初始位置調整該第二電容耦合之位置，以提供改良之串擾補償。
  13. 一種在一雙絞線系統中使用的電信插座，該電信插座包括： 一殼體，用於界定一用於容納一插頭的埠；複數個接觸彈簧，其經調適以當該插頭被插入該殼體之該埠中時電接觸該插頭；複數個電線終端接觸件，用於使電線終止於該插座；一電路板，其包括使該等接觸彈簧電連接至該等電線終端接觸件之傳導線軌；及一串擾補償配置，其提供該電路板之所選線軌之間的串擾補償，該串擾補償配置包括位於一補償區之一電容耦合，該電容耦合包括面對面之第一與第二電容器極板且亦包括大體平行之電容器指部；其中該電路板包括由一介電層隔開之一第一傳導層與一第二傳導層，其中該電路板亦包括一第三傳導層，其中在該第一傳導層處提供該第一電容器極板，在該第二傳導層處提供該第二電容器極板，且其中在該第三傳導層處提供該等電容器指部。
  14. 如請求項13之電信插座，其中該等電容器指部係叉合式。
  15. 如請求項13之電信插座，其中該第一電容器極板與該第二電容器極板具有不同大小，以促使該第一電容器極板與該第二電容器極板對位。
  16. 如請求項13之電信插座，其中該串擾補償配置包括介於該等所選線軌之間的第一、第二與第三補償區，且其中在該第三補償區處提供該第一電容器極板、該第二電容器極板及該等電容器指部。
  17. 如請求項13之電信插座，其中該電路板包括一用於補償於該電路板處產生之非所要串擾的電容耦合。
  18. 如請求項13之電信插座，其中：該複數個接觸彈簧包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八連續配置之接觸彈簧，該等接觸彈簧經調適以當該插頭被插入該殼體之該埠中時電接觸該插頭；該複數個電線終端接觸件包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八電線終端接觸件，用於使電線終止於該插座；該電路板包括分別使該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八接觸彈簧電連接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八電線終端接觸件的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七與第八線軌；提供一第一補償區，該第一補償區包括第一電容耦合與第二電容耦合，該第一電容耦合係形成於該第三線軌與該第五線軌之間，且該第二電容耦合係形成於該第四線軌與該第六線軌之間；提供一第二補償區，該第二補償區包括第二電容耦合與第四電容耦合，該第三電容耦合係形成於該第三線軌與該第四線軌之間，且該第四電容耦合係形成於該第五線軌與該第六線軌之間；提供一第三補償區，該第三補償區包括第五電容耦合 與第六電容耦合，該第五電容耦合係形成於該第三線軌與該第五線軌之間，且該第六電容耦合係形成於該第四線軌與該第六線軌之間，該第五電容耦合係由該第一電容器極板、該第二電容器極板及該等電容器指部提供。
  19. 如請求項18之電信插座，其中藉由面對面之第三與第四電容器極板來提供該第六電容耦合。
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