TWM340538U - Common mode choking winding improvement of high-frequency signal connector - Google Patents

Description

M340538 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作是有關於一種高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，尤其是— 種被裝置於高頻訊號連接器内，並且用來過濾高頻訊號連接器内共模雜訊 (Common Mode Noise)之共模抗流線圈。 【先前技術】 依據目如兩頻乙太網路的傳輸速度已是以每秒一千百萬位元為單位 計，即1000Mbps或lGiga bps為傳輸速度之單位。這種高頻訊號傳輸對於 電磁干擾（Electro-Magnetic Interference, EMI)相當敏感，因此多種 高頻訊號間很容易產生相互干擾（Cross Talk)。一般用來連接或傳輸高頻 乙太網路的線纜是以一種低價的無屏蔽雙絞線（Unshielded Twisted Pair Cable, UTP cable)作為傳輸媒介。這種UTP線纟覽與一般用來傳輸高頻訊 號的高價同軸線纜在結構上並不相同，兩者最大的差異是該無屏蔽雙絞線 並沒有金屬屏蔽層，因此當高頻訊號在該無屏蔽雙絞線傳遞時，該無屏蔽 雙絞線無法提供有效的電磁波屏蔽，導致在無屏蔽雙絞線内傳輸的高頻訊 號很容易對其他電子設備產生電磁干擾而產生雜訊（N〇ise)。 目前並無經濟且有效的方法足以完全克服該無屏蔽雙絞線未提供電磁 屏蔽的缺失，因此一般是以篩檢訊號（Signal c〇nditi〇ning)的方式去除 忒無屏蔽雙紅線的雜訊。尚頻乙太網路是利用差動模式傳輸差模訊號 (Differential Mode Signal )，但無屏蔽雙絞線内的共模訊號（c〇m_M〇de Signal)很容易干擾其他電子設備，此即所謂共模雜訊（c〇mm〇n M〇de M340538

Noise)，因此最常見的乙太網路篩檢訊號方法是在無屏蔽雙絞線終端的高 頻連接器内設置共模抗流線圈（C〇mmon Mode Choke Coil，CMC)，利用哕 共模抗流線圈使共模訊號能量衰減。 美國第7,153,163號專利所揭露之「乙太網路所用之模組連接器」即 為一種將共模抗流線圈直接裝入高頻訊號連接器之應用。如第一圖所示， 美國弟7,153, 163號專利將高頻訊號連接器輸入端的八隻訊號端子、 RJ-2、RJ-3、Rl-4、Rm6、.7及㈣分別連接至四個共模抗流線 圈，CMC卜CMC 2、CMC 3及CMC 4，藉此將高頻訊號連接器輸入端所傳輸 的四組差模訊號分別利用共模抗流線圈CMC 1、CMC 2、CMC 3及CMC 4淚 除共模雜訊。 如第二A圖所示，一般共模抗流線圈，主要是將一對傳輸訊號的導線 LI、L2纏繞於一鐵心F上，利用該對導線π、L2傳輸一組共模或差模訊號。 右一組差模訊號經由該對導線Li、L2流經該共模抗流線圈CMC1時，一電 流II被定義為從導線L1上的一節點Nil被傳輸經過共模抗流線圈CMn而 到達另一節點N12，則另一電流訊號〗2，則二導線將被被視為從導線以上 一節點N22被傳輸經過共模抗流線圈CMC1而到達另一節點呢丨，則二導線 LI、L2在鐵心F上產生的電磁場础、Ed2方向相反，二電磁場腿、麗 大致上可以相互抵銷，因此對二導線u、L2jl的差模訊號而言，流經共模 抗流線圈CMC1幾乎沒有阻抗值的變化，所以二導線L1、L2流經共模抗流 線圈CMC1的能量幾乎不會衰減。 如第二B圖所示，若Η與12為一組共模訊號時，電流12將被被視為 從導線L2上一節點N21被傳輸經過共模抗流線圈CMC1而到達另一節點 M340538 N22，一導線Ll、L2在鐵心F上產生的電磁場^卜以2方向相同，則二導 、本LI L2對鐵g F產生的電磁场是二電磁場eci、ec2總和，因此該組共 模訊號流經共模抗流線圈CMC1會發生阻抗值明顯變化，使二導線L1、L2 内的共模訊號的能量_觸失（臉_ Lqss)而被轉換減能及輻射能 而衰減，因此該組共模訊號在流經共模抗流線圈CMC1時，共模訊號的能量 大幅衰減。 如丽述，共模訊號流經共模抗流線圈CMC1的過程中會產生能量的輻射 現象，因此當该共模抗流線圈CMC1被裝置於高頻信號連接器中，會因共模 訊號流過該共模抗流線圈⑽丨而使該共模抗流賴GMGl魏一個輻射 源’反而導致流經共模抗流線目CMC1的差模訊號受到電磁干擾，這種情況 特別令紐生在有金屬屏肢體倾的高舰號連懸巾，因為此時輻射 源的輻射能被局限於該金屬屏蔽殼體的範圍内。 【新型内容】 本創作之主要目的在於提供一種高頻信號連接器之共模抗流線圈改 良’特別疋體積小到足以裝置在高頻信號連接共模抗流線圈。 本創作之次要目的在於提供一種高頻信號連接器之共模抗流線圈改 良特別疋種可以抑制共模抗流線圈產生輕射現象之共模抗流線圈。 本創作主要是在共模抗流線圈巾附加—巾間抽頭線，並將該中間抽頭 線接地，當共模訊號流經該共模抗流線圈時，該共模訊號所產生的輕射能 可以藉該被接地的中間抽頭線而被導引接地。 本創作的蝴这_可以被布置在_電路板而·人—高頻訊號連 M340538 接器，該種高頻訊號連接器具有一絕緣殼體、多數對接端子及多數傳輸端 子。該絕緣殼體具有一對接槽以容納一對接電子裝置的部份插入，且該絕 緣殼體具有一電路收容槽，藉該電路收容槽將該電路板裝置並固定於該高 頻Λ遽連接器内。a亥多數對接端子疋分別被固定於該絕緣殼體上，且該多 數對接端子是貫穿該絕緣殼體之對接槽及電路收容槽，藉以電性溝通對接 電子裝置與該該電路板上的電子電路。該電子電路至少具有一共模抗流線

圈’韻柄抗流線圈至少具有-中間抽頭線被接地，且利用該多數傳輸端 子將該電子電路與主機板連接電連接。 在該高頻峨躲n巾’賴制子騎難子裝置傳輸的訊號傳送 到該電子電路，龍舰職電子電路上的雜抗鱗隨，透過該傳輪 端子將該!_«至高麵賴接科的其他電子電路。#親號為差模 訊號時，龍麟纖雜抗祕_乎沒有魅魏場或阻抗值變化， 因此該差模峨轉絲減的财。#翁縣雜職時，該訊號流經 該共模抗流線圈造成明顯磁場變化而導致該共模抗流線圈阻抗值劇列變 化’使該共觀狀《__熱缺輻概，藉由概流線圈上 破接地的中間抽頭線將該共模抗流線圈產生的輻射能導引接地。 其他關於本創作的應用可以藉由本創作說明書的揭露而變得顯而易 知’然而，本創作說明書的揭露只是以本創作的較佳實施例作為代表，並 非用以限制本創作的應用範_。 【實施方式】 如第三A圖所示 本創作中的共模 抗流線圈CMC的結構主要是在 一鐵 M340538 心F上纏繞-對訊號線La、Lb，再另外以_中間抽頭線Lz纏繞在該鐵心f 上’且斜間抽頭線被接地。假設—組差模訊號流經該共模抗流線圈撕 時，-電流la被定義為從導線La上的—節點被傳輸經過共模抗流線 圈CMC而到達另-節點Na2，另一電流化則被視為是從導線u上—節點 Nb2被傳輸經過共模抗流線圈c【而到達另—節點Nw。由於二導線上傳輪 的電流相位差是180。，則二導線所傳輸的差模訊號在共模抗流線圈上 形成的電磁場Eda、Edb方向剛好相反，兩電磁場強度相互抵銷，則導線經 過共模抗流線圈CMC的阻抗值幾乎不發生變化。 如第二B@所tf ’當二導線La、LbJi傳輸的是共模訊麟，_電流1& 被定義為從導線LaJi的-節點Nal被傳輸經過共模抗流線圈CMC而到達另 一節點_，則另一電流Ib被視為是從導線Lb上-節點Nbl被傳輸經過共 权抗流線圈CMC而到達另_節點舰。由於二導線上傳輸的電流沒有相位 差，則二導線La、Lb所傳輸的共模訊號在共模抗流線圈CMC上形成的電磁 場Eca、Ecb方向剛好相同，兩電磁場強度產生相加的結果，則共模抗流線 圈CMC上的電磁場變大，使共模訊號通過共模抗流線圈—的阻抗值顯著 變化，導致通過細抗鱗圈的共模減能麵著衰減。 在共模訊號的能量在通過共模抗流線圈CMC而顯著衰減時，該共模訊 號的能ϊ®阻紐變化職生的畴損失而觀成熱能及練能，而被接 地的中間抽頭、線Lz是被纏繞於共模抗流線圈CMC的鐵心F上，因此該共模 抗流線圈CMC所產生的輕射能便可以透過被接地的中間抽頭線Lz而接地。 由於在共模抗流線圈CMC中，各導線的纏繞方法與其所具有之電子特 性相關，因此本創作實施例之圖示中所繪製之共模抗流線圈CMC導線的纏 M340538 繞方法是被簡化的，其目的只是為了解說其動作原理，並非本創作只能適 用於圖示中的簡單共模抗流線圈CMC。 如第四A圖及第四b圖所示，該乙太網路高頻訊號連接器是一種上下 雙層且左右四埠排列之八璋乙太網路高頻訊號連接器，該八埠乙太網路高 頻動虎連接II之每-埠都可視為單觸—個高頻訊號連接器，因此習於此 項技藝者可簡單的將本實補之揭露獅於科乙太網路高頻訊號連接 器，且該乙太網路高頻訊號連接器一般是以RJ—45最為常用；但本創作之 實施不以該RJ-45高頻訊號連接器為限。 在本實例中，乙太網路高頻訊號連接器主要是由一絕緣殼體3、一電路 板4、夕數對接端子5及多數傳輸端子6所組成。其中該絕緣殼體3具有一 對接槽31及-電路收容槽32，魏緣殼體之對接槽是容納—對接電子裝置 的部份，使該對接電子裝置至少有—部份可以插人絕緣殼體的容置槽&。 該絕緣殼體3的電路收容槽32是絲收納該電路板4。該多數對接端子5 是被固定於絕緣殼體3上，且各該多數對接端子5是分別貫穿魏緣殼體3 的容置槽31及電路收容槽32並與該電路板4電連接，因此當該對接電子 褒置插入該絕緣殼體3的容置槽31時，透過各該對接端子5可以與該電路 板4電連接。各該多數傳輸端子6是用來將該電路板4電連接至高頻訊號 連接器外的其他電路，例如，主機板上的電子電路（圖面上未表示）。 在本實施例中，該電路板4上的電子零件除了共模抗流線圈cmc (圖中 未表示）之外，還可以包括有絕緣變壓器（Is〇lati〇n τ聰f〇rmer)、Lc 濾波器（LC Filter)或其他依實際需求而使用的電子零件，其中該絕緣變 壓器可以絲調整電子電路的阻抗值，該LC濾波器可以絲齡高頻雜訊。 M340538 在本實施例中，高頻訊號連接器的絕緣殼體3外可以如習知技術一般 附加—金輸刪鐵_繼嫌卜輸峨喊在高頻訊 说連接器内的傳遞。由於高頻訊號連接器的金屬屏蔽殼體7通常會被電連 賊主機板的接地電路，因此共模抗流線圈CMC的中間抽頭線Lz接地可以 是透過高頻訊號連接器的金屬屏蔽殼體7接地。例如利用高頻訊號連接器 的金屬屏蔽殼體7挾持共模抗流線·的接地中間抽頭線Lz，或直接將 共模抗流線眺的接地中間抽頭線Lz焊接在高頻訊號連接器的金屬屏蔽 殼體7上。 如第五圖所示，本創作的共模抗流線圈CMC應用在一般乙太網路高頻 峨連接11時，電流是自編號為T1到T8的四對對接端子5傳輸至内建電 路板4上。理想中，該辑對接端子5是分別傳輸四組差模訊號，但由於 又到其他磁場干鮮ig素辨，導致該四組差觀齡㈣共模訊號雜 在本貫知例中’四組差模訊號進入電路板會先經過四個共模抗流線圈 CMC1、CMC2、CMC3及CMC4 ’藉以將共模雜訊滤除，再使該四組差模訊號分 別經過其他電子電路元件而被傳輸至主機板。 在本貫知例巾各個共模抗流線圈分別具有一接地的中間抽頭線Μ、 Lz2、Lz3及Lz4，因此該共模抗流線圈c腦、CMC2、㈣及c【4所產生 的電磁波便可藉各該中間抽猶Lz卜Lz2、Lz3及—而被導引至地，藉 此抑制乙太網路ν頻訊號連接器巾各個共模抗流線圈⑽、及 CMC4產生電磁波’進而增加該乙太網路高頻訊號連接器的防跚特性。 弟图斤示在本創作所揭露之技術中，各訊號並非必須先經過共 線圈GMQ、⑽、〇〇及才有其功用，該各個共模抗流線圈 11 M340538 CMa、CMC2、CMC3及CMC4也可以被設置於鄰近電路板4輪出端處，該電路 板4輸出端是鄰近本實施例中的傳輸端子6。由於各該共模抗流線圈、 CMC2、CMC3及CMC4具有一中間抽頭線Lzl、Lz2、Lz3及Lz4接地，因此各 該共模抗流線圈CMC1、CMC2、CMC3及CMC4產生的電磁波一樣被導引接地。 在本創作所揭露之技術中，將乙太網路高頻訊號連接器電路板4上的 電子元件接地之技術已由有多份專利文獻揭露；惟本創作是揭露將共模抗 流線圈CMn、CMC2、CMC3及CMC4接地，藉以將該共模抗流線圈cmci、CMC2、 CMC3及CMC4所產生之電磁波導引至地，因此並不限於使用任何方法將該共 模抗流線圈CMa、CMC2、CMC3及CMC4的中間抽頭線Lz：l、Lz2、Lz3及Lz4 電連接至地。在本創作實施例中，四個共模抗流線圈CMC1、CMC2、CMC3及 CMC4可以是分別被焊接或挾持在乙太網路高頻訊號連接器絕緣殼體外的金 屬屏蔽殼體7上，藉由該金屬屏蔽殼體7接地，或直接將該接地中間抽頭 線Lzl、Lz2、Lz3及Lz4固定於連接器外的主機板的接地電路上。 在第五圖及第六圖之圖示中，該乙太網路高頻訊號連接器的訊號電流 是自編號為T1到T8的四對對接端子5經四個共模抗流線圈CMC1、CMC2、 CMC3及0〇舰至八支傳輸端子6，經由該各傳輸端子6而將訊號傳遞至 主機板。在該二圖之®示巾，龍傳輸端子6?是自域板提供電壓源供各 個共模抗流線圈αία、□〇、oc3及⑽制，而接地傳輸端子6g則將 流經各個共模抗流賴GO、GMG2、〇〇及GMG4的電流傳遞回主機板形 成迴路。 如第七圖所示，-般主機板8具有多數導電層，包括電源層、接地層 及傳輸層，該Μ層是提供各電子元件運作所需之獅，雌地層是為了 M340538 滿足各電子元件接地的需求，而該傳輸層上配置有電子電路。該主機板8 傳輸層上的電子零件大致上可以區分為·電子元件及數位電子元件，其 中類比電子元件可以是音效裝置（圖示中以音效連接器81為代表），數位 電子元件則包括乙太網路高頻訊號連接器82及網路控制晶片（LAN chip) 83，且該類比電子元件及數位電子元件接地條件不同，因此該多層主機板8 的接地層通常會區分為類比地(Analog Gr〇und，AGND)84及數位地③

Ground，DGND)85兩區域，藉以分別滿足類比電子元件及數位電子元件接地 需求。 實務上，有時基於難以克服的原因，在主機板8線路佈局時會將屬於 數位電子元件的乙太網路高頻訊號連接器82配置於音效連接器81(屬於數 位電子元件）附近，則此時該乙太網路高頻訊號連接器82可能被配置於該 類比地84的上方或附近，因此該乙太網路高頻訊號連接器的金屬屏蔽殼體 7可能被電連接至類比地84。 由於屬於數位電子元件的乙太網路高頻訊號連接器82利用類比地84 接地有可能使各個共模抗流線圈CMC1、CMC2、CMC3及CMC4的接地不確實， 因此有必要以其他路徑將乙太網路高頻訊號連接器82中各個共模抗流線圈 CMC1、CMC2、CMC3及CMC4的各接地中間抽頭線Lzl、Lz2、Lz3及Lz4電連 接至數位地85。 在本實施利中，由於乙太網路高頻訊號連接器82與主機板8電連接的 十支端子，包括八支傳輸端子6、一支電壓傳輸端子6p及一支接地傳輸端 子6g，都是透過主機板8上的電子電路而與網路控制晶片83電連接，而該 網路控制晶片83會被電連接至數位地85，因此可以將本實施例中該乙太網

< S 13 M340538 路高頻訊號連細2的各接地㈣顿Lzi、μ、μ及Μ透過該接 地傳輪端子6g而電連接至網路控制晶片83再電連接數位地邪。 4上所述’本創作所揭露之技術並鍾能義赠述實麵，習於此 項技藝者可以鋪補作之減而直彳錢經過修改祕前着_應用在 各種冋頻λ錢接ϋ的崎料巾。凡習於此項技藝者依據本翁之揭露 所為之細或修改’只要其顧或修改之精神未脫離本創料請專利範圍

所“述之顧侧’域參照本鑛所揭露實侧之等效細或修改。 【圖式簡單說明】 第-圖’為習知細第7，153，163號專利所揭露之電子電路示意圖。 第二八圖，為-組差模訊號對習知一般共模抗流線圈產生的電磁場影 響不意圖。 ' 第二Β圖，為一組共模訊號對習知一般共模抗流線圈產生的電磁場影 響不意圖。 弟 Α圖為組差模訊號對本創作的共模抗流線圈產生的電磁場影 響示意圖。 第二B圖，為一組共模訊號對本創作的共模抗流線圈產生的電磁場影 響示意圖。 第四A圖，為第三圖之共模抗流線圈應用於雙層乙太網路高頻訊號連 接器之結構示意圖。 第四B圖，為第四a圖剖面示意圖。 第五圖’為高頻訊號連接器應用本創作之電子電路示意圖一。 M340538 第六圖，為高頻訊號連接器應用本創作之電子電路示意圖二。 第七圖，為高頻訊號連接器被裝置於主機板類比地之狀態示意圖。 【主要元件符號說明】

Lz中間抽頭線 Lzl中間抽頭線 Lz2中間抽頭線 Lz3中間抽頭線 Lz4中間抽頭線 RJ-1訊號端子 RJ-2訊號端子 RJ-3訊號端子 RJ-4訊號端子 RJ-5訊號端子 RJ-6訊號端子 RJ-7訊號端子 RJ-8訊號端子 3 絕緣殼體 31對接槽 32電路收容槽 4 電路板 CMC 1共模抗流線圈 ^ CMC 2共模抗流線圈 — CMC 3共模抗流線圈 — CMC 4共模抗流線圈 • Eel共模訊號電磁場

Eel共模訊號電磁場 Edl差模訊號電磁場 Ed2差模訊號電磁場 Eca共核訊號電磁場 Ecb共模訊號電磁場 Eda差模訊號電磁場 Edb差模訊號電磁場 — II電流 12電流 la電流 lb電流 F 鐵心

Nil節點 N12節點 5 對接端子 6 數傳輸端子 15 M340538 N21 節點 6p電源數傳輸端子 N22 節點 6g接地數傳輸端子 Nal 節點 7 金屬屏蔽殼體 Na2 節點 8 主機板 Nbl 節點 81音效連接器 Nb2 節點 82乙太網路高頻訊號連接器 LI 導線 83網路控制晶片 L2 導線 84類比地 La 訊號線 85數位地 Lb 訊號線 16

Claims (1)

1. M340538 九、申請專利範圍： L -種高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，該連接器至少具有_絕缘、 -電子電路、錄對接端子及錄傳輪辭，射舰雜體財—對 及-電路收容槽，該絕緣殼體之對接槽是容納一對接電子裝置的部份， 緣殼體的電路收容槽是用來收納該電子電路，該電子電路具有至少 流線圈，鮮數對麵子是觀定魏較紅，㈣電連接崎接電ς 置及該電子電路’該多數傳輸端子是用來建立電子電路與電連接科盆他電 路之電連接4特徵在於：職模抗鱗駐少具有—中_觀被接地。 .如申請專利範圍第1項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，盆心 電子電路具有多數個共模抗流線圈，且各個共模抗流線圈的各個被接地种 間抽頭線被同一中間抽頭線導引接地。 3.如申請專利卿2項所述之高頻訊號_之共模抗流軸改良，盆中卞 電子電路還具姆個繼，且各個對接端子蝴連_應的物 及共模抗流線圈。 4·如申睛專利細第3項所述之高頻訊號連接器之雜抗流軸改良，盆中各 個對接端子上的電流是先經過各個共模抗流線圈才被傳遞至對應的變壓器。 5.如申請專利範圍第3項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，其中各 個對接端子上的電流是先經過各個鍾器才被傳遞至對應的共模抗流線圈。 .^申請專利範圍第〗項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，其中該 子電路之各個雜抗流細之接雜頭是電連接顺高頻峨連接並 他電路。 /、 .如申轉利範圍第〗項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，其中該 17 M340538 南頻訊號連接器之絕緣殼體外還具有一金屬屏蔽殼體。 8·如申凊專利範圍第5項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈， ψ I Λ* 個，、模抗流線圈之接地中間抽頭線是電連接到該高頻訊號連接器之、士 體。 屏蔽彀 9. 如申請專利範圍第1項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，其中节 電子電路具有多數個共模抗流線圈，且各個共模抗流線圈的各個被接地^ 間抽頭線經由同一端子而被電連接至主機板上的地。 10. 如申請專利範圍第9項所述之高頻訊號連接器之共模抗流線圈改良，其中該 端子被電連接至主機板上其他電子元件，藉該電子元件接地。