WO2007107206A1 - Steckverbinder für die telekommunikations- und datentechnik - Google Patents

Steckverbinder für die telekommunikations- und datentechnik Download PDF

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WO2007107206A1
WO2007107206A1 PCT/EP2007/000950 EP2007000950W WO2007107206A1 WO 2007107206 A1 WO2007107206 A1 WO 2007107206A1 EP 2007000950 W EP2007000950 W EP 2007000950W WO 2007107206 A1 WO2007107206 A1 WO 2007107206A1
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plug
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Hartmut Borchardt
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/6608—Structural association with built-in electrical component with built-in single component
    • H01R13/6633—Structural association with built-in electrical component with built-in single component with inductive component, e.g. transformer
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices
    • H01R24/64—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices for high frequency, e.g. RJ 45

Definitions

  • the invention relates to a connector for telecommunication and data technology according to the preamble of claim 1.
  • Such connectors are, for example, RJ45 sockets or plugs, such a generic RJ45 socket being described in WO 02/15339.
  • a female connector with a dielectric connector housing and disposed in the connector housing contacts for making a connection to the contacts of an inserted into an insertion of the connector housing associated connector, as well as external connection contacts for producing an electrical A connection to the female connector, comprising an arrangement for galvanic decoupling of the contacts for the associated connector from the external terminal contacts and with a filter device, wherein an insertable substantially completely in the connector housing element which both the contacts for the associated connector and the external Holding contacts and in which both the arrangement for galvanic decoupling and the filter device is arranged.
  • the arrangement for galvanic decoupling and the filter device comprise inductances, which are formed by coils with ferrite ring core, whose center axes are each aligned parallel to each other.
  • Transformers for galvanic decoupling act as a bandpass, which is disadvantageous in particular for broadband transmissions to CAT6 as well as 10 Gigabit / s Ethernet applications.
  • the invention is therefore based on the technical problem of providing a connector for telecommunications and data technology, by means of which the influence of the AXT is reduced at high transmission rates of CAT6 or 10 Gigabit / s Ethernet.
  • a common-mode filter arrangement is assigned to each adapter pair.
  • a disturbing common-mode signal is attenuated in pairs, so that this attenuated common-mode component does not lead to an AXT in an adjacent connector.
  • the common mode filter arrangement also attenuates coupled common mode signals from other connectors.
  • the common mode filter arrangement is formed as a common mode choke, which is arranged on a circuit board for the first and second contacts, wherein the common mode choke is preferably formed as an SMD component, resulting in a compact Construction allowed.
  • the common mode choke is preferably electrically connected between the first and second contacts.
  • the common mode arrangement may be formed as a ferrite sleeve, wherein each pair of wires is assigned its own ferrite sleeve, whereas a single ferrite sleeve for the whole cable would have little effect.
  • the reason for this is that the common-mode signals on the different wire pairs do not necessarily have the same direction. Therefore, the common mode noise must be reduced separately for each wire pair.
  • the ferrite sleeves are formed as a separate component and attached to the connector housing, for example, locked or glued.
  • the ferrite sleeves can also be arranged on a cable manager of the connector.
  • the connector housing and / or a hold-down and / or a cable manager consists at least partially of a ferrite material or contains ferrite material.
  • a cable manager may consist entirely of a ferrite material, through which the wire pairs are then carried out in their respective associated segment.
  • the ferrite sleeves can be overmolded in the connector housing. It is also possible to add ferrite powder to the plastic spray material.
  • a common mode filter arrangement takes place in the case of a plug connection both on the plug side and on the socket side, however, the particular design of the common mode filter arrangement may be different.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a common mode choke on a circuit board for the first and second contacts and
  • Fig. 2 is an exploded view of a connector (prior art).
  • the connector 1 comprises a connector housing 2, a printed circuit board 3, a hold-down 4 and a cable manager 5.
  • the connector housing 2 is formed in the example shown as a female housing with various locking and insertion means.
  • On the side surfaces of the connector housing 2 is formed with a shield plate 6.
  • the printed circuit board 3 is equipped on its front with a set of second contacts 7 and on its rear side with a set of first contacts 8, which are formed as insulation displacement contacts. In each case a contact 7 is connected to a contact 8.
  • the circuit board 3 is then inserted into the connector housing 2.
  • cylindrical pins 9 of the connector housing 2 penetrate holes in the printed circuit board 3, so that the connector housing 2 and the printed circuit board 3 are adjusted to each other and fixed.
  • the formed as RF contacts contacts 7 then protrude into an accessible from the front of the connector housing opening.
  • the hold-down device 4 is pushed over the contacts 8 of the second set and locked with the connector housing 2.
  • the hold-down 4 is formed on the front side with locking lugs 10 and has continuous Openings 11 for the insulation displacement contacts 8.
  • the hold-down 4 is formed with two latching hooks 12, which serve for latching with a cable manager 5.
  • the cable manager 5 is formed substantially square and has an opening in the middle, around which a cylindrical projection 14 is arranged. The opening extends continuously from the back to the front, wherein in the opening a guide cross 17 is arranged, that divides the opening into four segments. In each case, an associated wire pair of a data cable is guided in a segment.
  • WO 02/15339 With regard to the further construction of the connector, reference is hereby expressly made to WO 02/15339.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the common mode filter arrangement for a plug connector according to FIG. 2.
  • two associated insulation displacement contacts 8 are shown, by means of which the wires of a pair of wires are contacted.
  • the two insulation displacement contacts 8 are electrically connected via a respective conductor track 20, 21 to an SMD component 22, which comprises a common mode choke 23 with a ferrite ring 24.
  • SMD component 22 Via printed conductors 25, 26 as well as vias, not shown, the SMD element 22 is connected to the associated RF contacts 7 on the other side of the printed circuit board 3.
  • the common mode signal is reduced in pairs on the pair, so that this pair of wires represents a lesser source of interference for adjacent connectors.
  • the common mode choke 23 has been shown only for a pair of wires. It is understood that in the case of an RJ45 socket according to FIG. 2, four common-mode chokes 23 are used for the four wire pairs.
  • the connector housing 2 or the hold-down 4 and / or the cable manager 5 made of ferrite material or contain ferrite material. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder (1) ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse (2) sowie erste Kontakte (8) und zweite Kontakte (7) umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, wobei allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist.

Description

Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechπik
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für die Telekommunikationsund Datentechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Steckverbinder sind beispielsweise RJ45-Buchsen oder -Stecker, wobei eine solche gattungsgemäße RJ45-Buchse in der WO 02/15339 beschrieben ist.
Weiter ist aus der DE 298 19 314 Ul ein buchsenartiger Steckverbinder bekannt, mit einem dielektrischen Steckverbindergehäuse und in dem Steckverbindergehäuse angeordneten Kontakten für die Herstellung einer Verbindung zu den Kontakten eines in eine Einstecköffnung des Steckverbindergehäuses eingefügten zugeordneten Steckverbinders, sowie mit externen Anschlusskontakten zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu dem buchsenartigen Steckverbinder, mit einer Anordnung zur galvanischen Entkopplung der Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder von den externen Anschlusskontakten sowie mit einer Filtereinrichtung, wobei ein im Wesentlichen vollständig in das Steckverbindergehäuse einfügbares Element, welches sowohl die Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder als auch die externen Anschlusskontakte hält und in welchem sowohl die Anordnung zur galvanischen Entkopplung als auch die Filtereinrichtung angeordnet ist. Die Anordnung zur galvanischen Entkopplung und die Filtereinrichtung umfassen Induktivitäten, welche durch Spulen mit Ferrit-Ringkern gebildet sind, deren Mittenachsen jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind. Transformatoren zur galvanischen Entkopplung wirken als Bandpass, was insbesondere bei breitbandigen Übertragungen nach CAT6 als auch 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen von Nachteil ist.
Bei CAT6 oder 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen tritt neben den bekannten Übersprecheffekten innerhalb eines Steckverbinders, wie NEXT (Near End Cross Talk) und FEXT (Far End Cross Talk), ein erhöhter Einfluss des so genannten ANEXT (Alien Near End Cross Talk) bzw. AFEXT (Alien Far End Cross Talk) bei benachbarten Steckverbindern auf. Der Einfluss des ANEXT bzw. AFEXT nimmt mit höheren Signalübertragungsraten stark zu. Dieses AXT (Alien Cross Talk) setzt sich zusammen aus dem direkten AXT zwischen den Steckverbindern und dem indirekten AXT über die Gegen- zu Gleichtaktwandlung des Steckverbinders, der Gleichtaktkopplung zwischen den angeschlossenen Kablen und der Gleich- zu Gegentaktwandlung im gestörten Steckverbinder.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zu schaffen, mittels dessen bei hohen Übertragungsraten von CAT6 bzw. 10 Gigabit/s-Ethernet der Einfluss des AXT reduziert wird.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu ist allen Adempaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet. Hierdurch wird paarweise ein störendes Gleichtaktsignal gedämpft, so dass dieser gedämpfte Gleichtaktanteil nicht zu einem AXT in einem benachbarten Steckverbinder führt. Gleichzeitig dämpft die Gleichtaktfilter-Anordnung auch eingekoppelte Gleichtaktsignale von anderen Steckverbindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleichtaktfilter-Anordnung als Gleichtaktdrossel ausgebildet, die auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte angeordnet ist, wobei die Gleichtaktdrossel vorzugsweise als SMD-Bauelement ausgebildet ist, was einen kompakten Aufbau erlaubt. Die Gleichtaktdrossel liegt dabei vorzugsweise elektrisch zwischen den ersten und zweiten Kontakten.
Alternativ oder ergänzend kann die Gleichtakt-Anordnung als Ferrit-Hülse ausgebildet sein, wobei jedem Adernpaar eine eigene Ferrit-Hülse zugeordnet ist, wohingegen eine einzelne Ferrit-Hülse für das ganze Kabel kaum Wirkung hätte. Der Grund hierfür ist, dass die Gleichtaktsignale auf den unterschiedlichen Adernpaaren nicht zwangsläufig die gleiche Richtung haben. Daher muss die Gleichtaktstörung für jedes Adernpaar separat reduziert werden.
Für die Anbindung der Ferrit-Hülsen an den Steckverbinder bzw. das Steckverbindergehäuse sind nun verschiedene Ausführungsformen möglich.
In einer Ausführungsform werden die Ferrit-Hülsen als separates Bauteil ausgebildet und an dem Steckverbindergehäuse befestigt, beispielsweise verrastet oder verklebt. Neben dem eigentlichen Steckverbindergehäuse können die Ferrit-Hülsen auch an einem Kabelmanager des Steckverbinders angeordnet werden.
In einer alternativen Ausführungsform besteht das Steckverbindergehäuse und/oder ein Niederhalter und/oder ein Kabelmanager mindestens teilweise aus einem Ferrit-Material oder enthält Ferrit-Material. So kann beispielsweise ein Kabelmanager vollständig aus einem Ferrit-Material bestehen, durch den dann die Adernpaare in ihrem jeweils zugeordneten Segment durchgeführt werden. Alternativ können die Ferrit-Hülsen im Steckverbindergehäuse umspritzt werden. Weiter ist es möglich, dem Kunststoff-Spritzmaterial Ferrit-Pulver beizumischen.
Vorzugsweise erfolgt eine Gleichtaktfilter-Anordnung bei einer Steckverbindung sowohl auf der Stecker- als auch auf der Buchsenseite, wobei jedoch die jeweilige Ausbildung der Gleichtaktfilter-Anordnung unterschiedlich sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gleichtaktdrossel auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte und
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders (Stand der Technik).
In der Fig. 2 ist ein Steckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse 2, eine Leiterplatte 3, einen Niederhalter 4 und einen Kabelmanager 5. Das Steckverbindergehäuse 2 ist im dargestellten Beispiel als Buchsengehäuse mit verschiedenen Rast- und Einsteckmitteln ausgebildet. An den Seitenflächen ist das Steckverbindergehäuse 2 mit einem Schirmblech 6 ausgebildet. Die Leiterplatte 3 ist auf ihrer Vorderseite mit einem Satz von zweiten Kontakten 7 und auf ihrer Rückseite mit einem Satz von ersten Kontakten 8 bestückt, die als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind. Jeweils ein Kontakt 7 ist mit einem Kontakt 8 verbunden. Die Leiterplatte 3 wird dann in das Steckverbindergehäuse 2 eingeführt. Dabei durchdringen Zylinderstifte 9 des Steckverbindergehäuses 2 Bohrungen in Leiterplatte 3, so dass Steckverbindergehäuse 2 und Leiterplatte 3 zueinander justiert und fixiert sind. Die als HF-Kontakte ausgebildeten Kontakte 7 ragen dann in eine von der Vorderseite des Steckverbindergehäuses zugängliche Öffnung hinein. Anschließend wird der Niederhalter 4 über die Kontakte 8 des zweiten Satzes geschoben und mit dem Steckverbindergehäuse 2 verrastet. Hierzu ist der Niederhalter 4 an der Stirnseite mit Rastnasen 10 ausgebildet und weist durchgehende Öffnungen 11 für die Schneid-Klemm-Kontakte 8 auf. Des Weiteren ist der Niederhalter 4 mit zwei Rasthaken 12 ausgebildet, die zur Verrastung mit einem Kabelmanager 5 dienen. Der Kabelmanager 5 ist im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und weist mittig eine Öffnung auf, um die ein zylindrischer Ansatz 14 angeordnet ist. Die Öffnung erstreckt sich von der Rückseite durchgehend bis zur Vorderseite, wobei in der Öffnung ein Führungskreuz 17 angeordnet ist, dass die Öffnung in vier Segmente unterteilt. Dabei wird jeweils ein zugehöriges Adernpaar eines Datenkabels in einem Segment geführt. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Steckverbinders wird hiermit ausdrücklich auf die WO 02/15339 Bezug genommen.
In der Fig. 1 ist nun schematisch eine erste Ausführungsform der Gleichtaktfilter-Anordnung für einen Steckverbinder gemäß Fig. 2 dargestellt. Auf der Leiterplatte 3 sind zwei zugehörige Schneid-Klemm- Kontakte 8 dargestellt, mittels derer die Adern eines Adernpaares kontaktiert werden. Die beiden Schneid-Klemm-Kontakte 8 sind elektrisch über jeweils eine Leiterbahn 20, 21 mit einem SMD-Bauelement 22 verbunden, das eine Gleichtaktdrossel 23 mit Ferrit-Ring 24 umfasst. Über Leiterbahnen 25, 26 sowie nicht dargestellte Durchkontaktierungen ist das SMD-Element 22 mit den zugehörigen HF-Kontakten 7 auf der anderen Seite der Leiterplatte 3 verbunden. Hierdurch wird paarweise das Gleichtaktsignal auf dem Adernpaar reduziert, so dass dieses Adernpaar eine geringere Störquelle für benachbarte Steckverbinder darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Gleichtaktdrossel 23 nur für ein Adernpaar dargestellt. Es versteht sich, dass bei einer RJ45-Buchse gemäß Fig. 2 für die vier Adernpaare vier Gleichtaktdrosseln 23 Anwendung finden. Alternativ kann auch das Steckverbindergehäuse 2 bzw. der Niederhalter 4 und/oder der Kabelmanager 5 aus Ferrit-Material bestehen bzw. Ferrit-Material enthalten. Bezugszeichenliste
1 Steckverbinder
2 Steckverbindergehäuse
3 Leiterplatte
4 Niederhalter
5 Kabelmanager
6 Schirmblech
7 HF-Kontakte
8 Schneid-Klemm-Kontakte
9 Zylinderstifte
10 Rastnasen
11 Öffnungen
12 Rasthaken
14 zylindrischer Ansatz
17 Führungskreuz
20 Leiterbahn
21 Leiterbahn
22 SMD-Bauelement
23 Gleichtaktdrossel
24 Ferrit-Ring
25 Leiterbahn
26 Leiterbahn

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse sowie erste Kontakte und zweite Kontakte umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kontakte (7, 8) über eine Leiterplatte (3) verbunden sind, wobei die Gleichtaktfilter-Anordnung als Gleichtaktdrossel (23) ausgebildet ist, die auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
3. Steckverbinder nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktdrossel (23) als SMD-Bauelement (22) ausgebildet ist.
4. Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktfilter-Anordnung als Ferrit-Hülse ausgebildet ist.
5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrit-Hülsen als separates Bauteil an dem Steckverbindergehäuse (2) befestigt sind.
6. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindergehäuse (2) mindestens teilweise aus einem Ferrit- Material besteht oder Ferrit-Material enthält.
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