CN101636880A - 电连接器 - Google Patents
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Abstract
一种电连接器用于在第一数据缆的绝缘导体和第二数据缆的相应绝缘导体之间传输数据信号,包括:插口,其被成形为适于至少部分地接收所述第一数据缆的插头;多个绝缘位移触头插槽,它们被成形为适于接收第二数据缆的导体的端部区段;以及多个导电触头元件,它们分别包括可弹性压缩的弹簧杆触头,其延伸到插口中以便与第一数据缆的相应导体电连接,以及绝缘位移触头,其支靠在相应绝缘位移触头插槽中,用于实现与第二数据缆的相应导体电连接,其中,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得相邻的绝缘位移触头对沿不同方向延展。
Description
技术领域
本发明涉及一种电连接器。
背景技术
国际协会已经同意了一套适用于电信工业的电连接器互配性建筑标准。最常用的连接器是模块式插头和插座,以便于例如数据电缆的互联。
插头典型地包括大致矩形壳体,其端部区段被成形为适于至少部分地插入相应插座的插口中。插头包括多个触头元件,它们电连接至数据电缆的绝缘导体。触头元件延伸穿过壳体,以使得它们的自由端被平行布置在插头端部区段的外周表面上。电缆的另一端可以连接至例如电话听筒。
插座可以安装至例如墙板,并且包括插口,其被成形为适于至少部分地接收模块式插头的端部区段,以及多个绝缘位移触头插槽,用于接收数据电缆的绝缘导体中的相应一个。插座还包括多个触头元件,用于将插头导体电连接至数据电缆的相应导体。触头元件第一端在插口中被平行布置为弹簧杆触头。当模块式插头以前述方式插入插口中时,弹簧杆触头弹性抵靠着模块式插头的相应触头元件。触头元件的第二端包括绝缘位移触头(IDC),其在绝缘位移触头插槽中的相应一个中延展。每个绝缘位移触头由分叉的触头元件形成,从而限定出两个相对的接触部分,二者之间由槽分开,绝缘导体可以压入该槽中,以使得接触部分的边缘接合并且移动绝缘导体,从而接触部分与导体弹性接合并且实现电连接。绝缘位移触头的两个相对的接触部分在相应绝缘位移触头插槽中延展。这样,通过将导体的端部按压进入绝缘位移触头插槽中,绝缘导体的端部可以电连接至绝缘位移触头。
上面描述的数据电缆典型地由保持在公共绝缘护套中的一定数量的成对扭绞绝缘铜导体形成。每对扭绞导体被用于承载单一的信息流。所述两个导体以特定的扭绞度(twist rate)扭绞在一起,以使得任何外部磁场趋向于相等地干扰两个导体,各扭绞对能够降低因电磁耦合导致的串扰。
将绝缘导体布置成扭绞对可以用于减少数据缆中的串扰。然而,在高数据传输速率下,连接器插座中的布线路径变为天线,其既传播也接收电磁辐射。插座中的不同对的布线路径之间的信号耦合,即串扰,是造成输入信号处理能力降低的干扰源。
插座的布线路径被成对布置,每对承载着相应数据缆扭转对的数据信号。串扰可以在紧密布置在一起的相邻对之间引起。串扰主要是由于相邻导体之间的电容和电感耦合导致的。由于串扰的程度是导体对中信号的频率的函数,因此随着频率增加,串扰的幅度成对数增加。出于经济、方便性和标准化方面的原因,希望以更高数据速度使用连接器插头和插座以扩展它们的适用性。数据速度越高,所面临问题的难度越大。由于国际标准将导线对分配给规定的端子,因此这些问题是复合型的。
模块式插头和插座的端子布线分配在作为商用建筑电信配线标准的ANSI/EIA/TIA-568-1991中有所规定。该标准将各个导线对与用于8位电信端口(T568B)的规定端子相关联。当高频信号存在于导线对中时,这种导线对的分配会造成困难。例如,向插座的插口中观测,导线对3跨越导线对1。在插座的电路径被平行布置并且基本上位于同一平面中的情况下,在导线对1和3之间存在电串扰。许多接收模块式插头的电连接器是以这种方式配置的,并且尽管导线对1和3之间的串扰在音频段并不显著,但在1MHz以上的高频段是无法接受的。尽管如此,出于连接方便以及成本方面的原因,仍希望使用这种类型的模块式插头和插座。
US 5,299,956教导了利用连接于插座的电路板上形成的电容来消除插座中出现的串扰。US 5,186,647教导了通过使得电连接器中的某些触头元件的路径以跨越的方式形成而减小电连接器中的串扰。虽然这些减小串扰的措施可能是有用的,但它们可能不足以满足用于千兆位以太网的ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1标准(所谓的″第6类(Category6)″电缆标准)。该标准中定义的沿着电缆的串扰条件远比用于第5类(Category 5)电缆的ANSI/TIA/EIA-568-A中定义的条件严格。第6类标准的高频操作要求还在用于连接任何两个第6类电缆的连接器和插座中引起了问题。
绝缘位移触头常被用于电连接器中,以便简化电缆在连接器上的连接。绝缘位移触头经常是平行安装的,以便简化绝缘导体向连接器中的插入。在高速和高频电子应用场合,例如数据通信,这些绝缘位移触头的定位变得非常重要,因为它们可能引起不希望有的电容耦合。这种电容耦合可能增大串扰和降低信号质量。
普遍希望克服或改善前面提到的一或多个困难,或至少提供一种实用的替代方案。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种电连接器,用于在第一数据缆的绝缘导体和第二数据缆的相应绝缘导体之间传输数据信号,包括:
(a)插口,其被成形为适于至少部分地接收所述第一数据缆的插头;
(b)多个绝缘位移触头插槽,它们被成形为适于接收第二数据缆的导体的端部区段;以及
(c)多个导电触头元件,它们分别包括可弹性压缩的弹簧杆触头,其延伸到插口中以便与第一数据缆的相应导体电连接,以及绝缘位移触头,其支靠在相应绝缘位移触头插槽中,用于实现与第二数据缆的相应导体电连接;
其中,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得相邻的绝缘位移触头对沿不同方向延展。
优选地,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得各绝缘位移触头对沿它们各自的共同方向延展。
优选地,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得相应的绝缘位移触头以与第二数据缆的导体的端部区段的延伸方向成45度的角度接合第二数据缆的导体的端部区段。
附图说明
下面将参照附图而近于非限定性举例的方式描述本发明的优选实施方式,在附图中:
图1是连接器的示意性侧视图;
图2是图1所示连接器的另一示意性侧视图;
图3是图1所示连接器的示意性俯视图;
图4是图1所示连接器的示意性仰视图;
图5是图1所示连接器插座的示意性正视图;
图6是图1所示连接器插座的示意性后视图;
图7是图1所示连接器的导电触头元件的示意性俯视图;
图8是图7所示导电触头元件的示意性后视图;
图9是图7所示导电触头元件的示意性侧视图;
图10是图7所示导电触头元件的示意性透视图;
图11是图7所示导电触头元件的另一示意性透视图;
图12是图1所示连接器布置在第一使用状态时的示意性侧视图;
图13是图1所示连接器布置在第二使用状态时的示意性侧视图;
图14是图1所示连接器的壳体的后部的示意性正视图;
图15是图1所示连接器的壳体的后部的示意性正视图,其中包括支靠在壳体的后部中的沟槽中的触头;
图16是图1所示连接器的壳体的前部的示意性俯视图;
图17是穿过线″Q″-″Q″观察的支靠在壳体的后部中的连接器触头的示意图;
图18是图7所示触头元件的补偿区的示意性;
图19是图7所示触头元件的示意性侧视图;
图20是图7所示触头元件的末端区段的示意性正视图;
图21是显示了图7所示触头元件连结至连接器插头的相应触头的示意图;
图22a是图7所示触头元件中的一个触头元件的示意性侧视图;
图22b是图7所示触头元件中的另一触头元件的示意性侧视图;
图22c是图22a和22b所示触头元件的电容板的示意性侧视图;
图23a是图7所示触头元件中的又一触头元件的示意性侧视图;
图23b是图23a所示触头元件的电容板的示意图;
图24a是图7所示触头元件中的另一触头元件的示意性侧视图;
图24b是图24a所示触头元件的电容板的示意图;
图25是穿过线“S”-“S”的连接器示意性正视图;
图26是穿过线“R”-“R”的连接器示意性侧视图;
图27是图7所示触头元件中的两对触头元件的示意性透视图;
图28是图27所示触头元件的示意性侧视图;
图29是图27所示触头元件的另一示意性透视图;
图30是图7所示触头元件中的另两对触头元件的示意性透视图;
图31是与绝缘位移触头配合的绝缘导体的示意性后视图;以及
图32是与绝缘位移触头配合的绝缘导体的示意性侧视图。
具体实施方式
电连接器10,也被称作插座10,如示于图1至6,包括壳体12,其被形成为前侧互锁部分14和后侧互锁部分16。壳体12的前部14包括插口18,其被成形为适于至少部分地接收模块式插头(未示出)的插入段,所述插头被端接于数据电缆的绝缘导体。壳体12的后部16包括绝缘位移触头插槽20,它们分别被成形为适于接收数据电缆(未示出)的绝缘导体的端部区段。
电连接器10还包括八个导电触头元件22,如示于图7至11,每个导电触头元件延伸在插口18和相应绝缘位移触头插槽20之间。触头元件22将连接着插口18的第一数据电缆的导体电连接至另一数据电缆的连结着相应绝缘位移触头插槽20的相应导体。
每个触头元件22的第一端24是可弹性压缩的弹簧杆触头24,其通过转弯部25结合至固定段34。弹簧杆触头24被布置成适于电连接至支靠在插口18中的配合模块式插头(未示出)的相应触头。当插头被插入插口18中时,弹簧杆触头24弹性推抵模块式插头的相应触头元件。触头元件22的第二端26包括绝缘位移触头28,其在相应的绝缘位移触头插槽20中延展。每个绝缘位移触头28被分叉以便限定出两个相对的接触部分28i、28ii,二者之间由槽分开,绝缘导体可以被推入该槽中,以使得接触部分28i、28ii的边缘接合和移动绝缘导体。在这一动作中,接触部分28i、28ii弹性接合导体并且实现与其电连接。绝缘位移触头28的两个相对的接触部分28i、28ii在相应绝缘位移触头插槽20中保持延展。这样,通过按压绝缘导体的端部进入绝缘位移触头插槽20,绝缘导体的端部可以电连接至绝缘位移触头28。
如特别示于图14,壳体12的后部16的大致平面前侧30包括八个沟槽32。每个沟槽32被成形为以示于图15的方式接收触头元件22的固定段34并使得固定段支靠在所述沟槽中。沟槽32随从于预定路径,所述路径被设计成在触头元件22的相邻对之间感应并限制电容耦合。沟槽32的布置将在后面更详细地描述。
沟槽32具有主要为0.5mm的深度(深度定义为沿着所述平面的法向垂直方向凹入的距离)。然而,在任何两个沟槽以轨道的方式彼此交叉的点,沟槽的深度增加到1.5mm。沟槽32的宽度为0.6mm。触头元件22的相应固定段34的宽度为0.5mm、深度为0.5mm。触头元件22的固定段34因此而紧密配合在它们相应的沟槽32中。沟槽32和触头元件22之间的摩擦接合可阻止触头元件22的横向移动。
如特别示于图17,除了触头元件22c以外的其它每个触头元件22包括挂耳35,所述挂耳延伸到形成在壳体12的后部16的大致平面前侧30中的相应凹陷37中。挂耳35设在触头元件22的固定段34上。具体地讲,挂耳35设在触头元件22的柄部78和转弯部25之间。凹陷37优选地共用于所有触头元件22并且延伸穿越壳体12的后部16的大致平面前侧30。
如特别示于图14和15,壳体12的后部16的前侧30还包括形成在壳体12中的多个转弯部支座39。每个转弯部支座39被成形为以示于图15的方式接收相应触头元件22的转弯部25并使其支靠在支座中。支座39将各个触头元件22分开预定量的距离并且防止触头元件22移动。
在组装过程中,触头元件22以示于图15的方式支靠在各自沟槽32中。在被如此安置时,挂耳35支靠在相应的凹陷37中,转弯部35安置在相应支座39中。挂耳35和它们的相应转弯部25之间的距离小于或等于凹陷37和相应支座39之间的距离。这样,挂耳35和相应转弯部25的相对侧推抵壳体16并且用于通过它们之间的摩擦接合将触头元件22保持在固定位置。挂耳35和转弯部25抵靠着壳体的作用可阻止触头元件22的固定段34的移动,并且因此而防止电容板76之间的相对运动。所述板的操作将在后面进一步详细描述。板76的精确定位允许板76之间的电容可被精确地确定。提高的电容精度允许连接器10被进一步精确地调节,以便进一步降低其承载的信号的串扰作用。
连接器的组装
在组装连接器10的过程中,触头元件22支靠在它们各自的沟槽32中,以使得绝缘位移触头28支靠在它们的绝缘位移触头插槽20中。在被如此安置时,触头元件22的转弯部25安置在它们的支座39中并被沿着壳体12的共同边缘36平行布置。弹簧杆触头24以示于图12的方式背离壳体12的后部16的前侧30向外延伸,例如与前侧30成60度的角度。
壳体12的前部14以示于图12和13的方式可滑动地连结至后部16,以将触头元件22封入它们之间。如特别示于图3,后部16包括由壳体12的左侧42上的彼此分隔的肋40a、40b限定的凹槽40和由壳体12的右侧46上的彼此分隔的肋44a、44b限定的凹槽44。凹槽40、44在壳体12的顶侧46和底侧38之间延伸。壳体12的前部14包括左右侧凸缘48a、48b,所述凸缘被成形为在顶部14在底部16上滑动时移过凹槽40、44中的相应一个。每个凸缘包括向内突伸挂耳50a、50b,它们在顶部14、底部16向一起滑动时沿着凹槽40、44滑动。当支靠在凹槽40、44中时,挂耳50a、50b将前部14紧固至后部16。当顶部14以前述方式滑动就位时,壳体12的前部14的底侧凸缘54推抵壳体12的底部16的底侧46。在顶部14在底部16上滑过时,底侧凸缘54限制顶部14的行程。
如特别示于图16,壳体12的顶部14的顶侧56包括八个平行终端沟槽58,每个终端沟槽被成形为适于接收一个弹簧杆触头24的末端区段60。终端沟槽56是由从壳体12的顶部14向外平行延伸的七个间隔部62限定的。终端沟槽58将触头元件22的末端60安置在固定位置,以使得弹簧杆触头24的移动受到限制,并且触头元件22彼此之间被电隔离。
壳体12的顶部14的顶侧56还包括八个平行的转弯部沟槽62,每个转弯部沟槽被成形为适于接收弹簧杆触头24的临近于固定段34的段64。转弯部沟槽62是由从壳体12的顶部14平行向外延伸的七个间隔部66限定的。转弯部沟槽62将触头元件22的段64安置在固定位置,以使得弹簧杆触头24的移动被防止,并且触头元件22彼此之间被电隔离。
壳体12的前部14的顶侧56包括分布在终端沟槽58和转弯部沟槽62之间的开孔68。开孔68延伸穿过插口18的顶段72。触头元件22的接触段70在终端沟槽58和下部沟槽62之间延伸穿过开孔68,并且可从插口18触及到。配合模块式插头(未示出)因此能够插入到插口18中,以实现电连接至触头元件22的接触段70。
当壳体的前部14以示于图12和13的方式在壳体12的后部16上滑动时,弹簧杆触头24支靠在它们各自的沟槽58、62中。当前部14和后部16以前述方式结合在一起时,接触段70支靠在插口18中。以这种方式使得壳体12的前部14和后部16配合在一起,取得的效果类似于包覆成型工艺。如果以这种方式制造,就不需要昂贵的包覆成型工艺了。
补偿方案
连接器10的补偿方案试图对由上面描述的连接器插头(未示出)产生的任何近端串扰和远端串扰耦合做出补偿。连接器10优选被设计成使得配合的连接部表现为尽可能在电学上接近于100欧姆电缆的特征阻抗,以确保最佳回波损耗性能。
用于模块式插头和插座的端子配线分配在作为商业建筑电信配线标准的ANSI/EIA/TIA-568-1991中有所规定。该标准涉及以示于图5的方式布置的8位电信端(T568B)的特定端子的各个导线对。下面的各对被描述:
1.对1触头元件22d和22e(针4和5);
2.对2触头元件22a和22b(针1和2);
3.对3触头元件22c和22f(针3和6);以及
4.对4触头元件22g和22h(针7和8)。
上面描述的导线对分配方式导致一些与串扰有关的困难。这一点在高频信号存在于导线对上时更是如此。例如,由于各个电路径彼此平行并且位于大体上同一平面内,当对3跨越对1时,在对1和3之间容易出现电串扰。尽管对1和3之间的串扰量值可能在例如音频段内并不显著,但在频率超过1MHz时会高得无法接受。因此,出于连接方便以及成本方面的原因,仍希望使用这种类型的模块式插头和插座。
触头元件22被布置在连接器10中以使得传输通过连接器10的通信信号的串扰作用被减小。触头元件22的分布优选使得连接器10适合于高速数据传输,并且优选与第6类通信标准相容。如前所述,电磁耦合发生在两对触头之间,而不是位于单一对内。当信号或电场感应到另一对时,就发生了耦合。
示于图18的连接器10的补偿方案100被分为五个区(Z1至Z5)。第一区至第三区包括共同的特征并且下面将集中描述。下面是对连接器10的补偿方案100有关这五个区的详细描述。
1.第一区
如前所述,位于连接器插座10内的平行导体22常会在插座10内产生串扰。每个导体22的作用类似于天线,向连接器10中的其它导体22传输信号和从其接收信号。这为电容和电感耦合提供了好的条件,而这又促进了在导体22之间产生了串扰。电容耦合取决于部件之间的距离和它们之间的材料。电感耦合取决于部件之间的距离。
导体22在第一区中紧密相邻使得它们容易遭受电容耦合。在信号向电缆中传输的点处,串扰特别强。随着信号沿着电缆传送,信号趋向于衰减,并且因此而导致任何给定脉冲引起的电磁干扰减小。
突伸超出RJ插头(未示出)和插口的相应连接点102的触头元件22的末端60被认为存在于补偿方案100的第一区中,如示于图18。如前所述,末端60支靠在由间隔部62限定的沟槽58中。末端60为各个弹簧杆触头24提供机械稳定性。间隔部62是塑料销,用于确保触头元件22的末端之间的正确间隔。然而,末端60在触头的相邻对之间感应出不希望有的电容耦合。塑料销62会增加不希望有的电容,因为它们的介电常数是空气的大约3倍。
如特别示于图19和28,弹簧杆触头24通过相应转弯部25连结至触头元件22的固定段34。每个触头元件22在其固定段34处的厚度为0.5mm。在转弯部25处厚度增加到0.7mm。转弯部25用作弹簧杆触头24的枢轴,并且具有增大的厚度以提高弹簧杆触头24在固定段34上的结合强度。触头元件22的接触段70和末端60的厚度为0.5mm。
如特别示于图20,触头元件22c、22d、22e和22f的末端60(针3至6)具有减小的端部轮廓。也就是说,触头元件22c、22d、22e和22f的末端60的轮廓(Z乘以Y)从0.5mm乘以0.5mm减小到0.5mm乘以0.4mm。通过将厚度减小0.1mm,电容分量被减小百分之二十。
在替代性配置中,触头元件22c、22d和22e、22f的末端60的宽度(″Z″)小于触头元件22a、22b、22g和22h的末端60的宽度″Z″。触头元件22c、22d和22e、22f的末端60的宽度″Z″为0.4mm,触头元件22a、22b、22g和22h的末端60的宽度为例如0.5mm。这样,触头元件22c、22d、22e、22f的末端60彼此分隔距离″X″,触头元件22a、22b、22h、22g的末端彼此分隔距离″Y″,其中″X″>″Y″。触头元件22c、22d和22e、22f的减小的宽度允许它们之间的间隔大于传统八位八导体(8P8C)连接器中的间隔。该增大的距离可减小触头元件之间的电容耦合,从而减小触头元件中承载的任何数据信号中遭受的串扰作用。
2.第二区
电磁耦合发生在触头元件对的相邻触头元件22之间。结果是侧对侧(同一走线层)串扰。为了避免近端串扰,触头元件对可以分布在彼此之间非常宽地间隔的位置,或者屏蔽体可以安置在触头元件对之间。然而,如果出于设计原因触头元件对必须彼此非常近地安置,则前述措施无法实现,并且近端串扰必须被补偿。
最常用于对称数据缆的电转接插头是RJ-45转接插头,这种插头能够以各种实施方式实现,取决于技术要求。现有技术中的第5类RJ-45转接插头在所有四个触头元件对之间在100MHz传输频率时的侧对侧串扰衰减率为例如>40dB。由于在RJ-45中具有不佳的触头元件配置,因此这种设计会导致增大的侧对侧串扰发生。在在两对3、6和4、5之间,插头特别容易发生这种串扰,这是由于交错布置方式(例如EIA/TIA 568A和568B)而导致的。这种增大的侧对侧串扰对高传输频率下的应用构成了限制。然而,出于与现有技术插头的相容性原因,触头元件分配方案不能被改变。
在示于图21的配置中,下面的触头元件是交叉跨越的:
a.对1中的22d和22e;
b.对2中的22a和22b;以及
c.对4中的22g和22h。
上面描述的成对触头元件22在尽可能靠近RJ插头106和插口之间的接触点102的位置交叉跨越,以便尽可能快速地引入对RJ插头的补偿。前述触头元件的跨越被构造成在RJ插头106中的板108和连接器10的插口之间的接触点102紧邻后面感应出与RJ插头106和弹簧杆触头24所在区段中出现的耦合″相反的″耦合。由于插头106的几何结构,在RJ插头106中会产生触头元件22e和22f以及触头元件22c和22d之间的耦合。由于所需的配合几何结构,同样的耦合出现在插口中。触头元件22d和22e的交叉跨越允许在相对的触头元件对中产生耦合。
3.第三区
如特别示于图11,每个导电触头元件22包括电容板(capacitiveplate)76。各个板76分别被电连结至触头元件22的相应固定段34上的会合点78。电容板76用于改进平行触头元件22的串扰特性。电容板76对RJ插头106中的电容以及连接器10的引线框中的电容性部件作出补偿。插座10具有一定数量的大的或相对大的具有电容的部件。板76对这些电容做出补偿。
第三区的长度取决于连接器10的几何形状、机械限制条件以及在稳定区域上安装电容板的需求。第三区的下述方面将被进一步详细描述:
a.电容板76的位置;
b.电容板76的柄部;
c.电容板76的相对尺寸;以及
d.介电材料。
a.位置
电容板76以触头元件22的一体部分的形式形成,例如,位于相应固定段34上的靠近转弯部25的会合点78处。这些板76越靠近配合模块式插头106的触头108,它们对串扰补偿的影响越大。会合点78位于固定段上,以防止板76在使用中相对运动。板76的移动会降低这些板76对串扰所做补偿的效用。
电容板76被连结至触头元件22的相应会合点78,以使得串扰补偿跨越各触头元件22同时实现。
在设计连接器10时,最有可能的是,连接器10被制作成看上去类似于配合RJ插头106。在插头106中,靠近与连接器10的界面处具有相对大的电容板108。通过将板76安置成尽可能靠近连接器/插头界面,电容板76可有利地模仿插头106中的电容板108。
b.柄部
如特别示于图19,板7通过设在靠近转弯部25的位置上的导电柄部80被连结至固定段34的相应会合点78。柄部8被安置成例如尽可能靠近转弯部25,而不会受到由弹簧杆触头24引起的转弯部25处的移动的影响。柄部80被布置成提供最大补偿,而不会由于电容板76的相对运动引起损失。
柄部80的长度优选为1mm。该距离优选足以防止在电容板76和触头元件22的相应固定段34之间产生电容耦合。
c.相对尺寸
如特别示于图22a至24b,电容板76是大致矩形导电板,其在一端通过柄部78连接着触头元件22的相应固定段34。板76以示于图11的方式背离相应转弯部25平行延伸。在相邻板76的重叠段之间感应出电容耦合。相邻板76的重叠段的相对尺寸部分地决定了所述板之间的相对电容。这样,板76的重叠段的相对尺寸被用于调节电容补偿。参看图22a至24b,触头元件22的电容板76的相对尺寸列于表1中。
表1:电容板的尺寸(mm)
板 | 76a | 76b | 76c | 76d | 76e | 76f | 76g | 76h |
D1 | 1.95±0.10 | 1.95±0.10 | 3.36±0.10 | 3.36±0.10 | 3.36±0.10 | 3.36±0.10 | 1.95±0.10 | 1.95±0.10 |
D2 | 0.95 | 0.95 | ? | 0.95 | ? | ? | 0.95 | 0.95 |
W1 | 2.6±0.1 | 4.1±0.1 | 5.7±0.1 | 5.7±0.1 | 5.7±0.1 | 5.7±0.1 | 4.1±0.1 | 4.1±0.1 |
W2 | 1.13±0.10 | 1.13±0.10 | 2.45±0.10 | 2.45±0.10 | 2.45±0.10 | 2.45±0.10 | 1.13±0.10 | 1.13±0.10 |
W3 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 |
W4 | n/a | n/a | 1.34±0.10 | 1.34±0.10 | 1.34±0.10 | 1.34±0.10 | ||
β | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° |
α | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° | 91.0° |
μ | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° | 28.0°±0.5° |
θ | n/a | n/a | 45.0°±0.5° | 45.0°±0.5° | 45.0°±0.5° | 45.0°±0.5° | n/a | n/a |
能够在任何两个相邻板76之间改变电容的能力允许制造商改变连接器10中的任何两个导电板22之间的电容耦合。这种高级别的电容控制又允许对连接器中的任何平行触头之间产生的串扰的补偿进行更高度的控制。
如前所述,两个相邻板76的重叠区域的面积决定了可能产生电容的面积。在一般情况下,这是由较小的那个板的面积决定的。相邻对电容板76之间的相对面积列于表2中。通过对板面积进行控制,任何两个相邻板之间的相对电容可以被唯一地确定,并且通过改变相关板的尺寸而简单地改变。
表2:有效介电面积
d.介电材料。
在设计连接器10时,最有可能的是,连接器10被制作成看上去类似于配合RJ插头106。在插头106中,靠近与连接器10的界面具有相对大电容板。电容板76有利地模仿插头106中的电容板。板76被布置成尽可能靠近连接器/插头界面。在触头元件22的固定段34和绝缘位移触头28之间还有额外的电容耦合。电容板76还可对这种附加的电容耦合进行补偿。
特别地讲,如示于图25和26,板76被定位,并且在一些情况下,被壳体12分隔,壳体由介电常数为例如真空的三倍的聚合材料制成。壳体12因此而防止板76的相对运动。任何两个相邻板76之间的空间由下述部分占据:
i.连接器壳体12;
ii.空气;或
iii.连接器壳体12和空气的组合。
充填在任何两个相邻板76之间的空间中的壳体12的部分和空气之间的比例决定了所述两个板之间的介电常数。这反过来又决定了电容所述两个板之间的电容。随着壳体12任何两个板之间的相对面积增大,板76之间的相应介电常数增加。这些有效介电面积示于表2。
任何两个相邻板76之间的电容还取决于它们之间的垂直于板区域测量的距离(法向距离,在图25中以″N″表示)。板之间的法向距离″N″越大,它们之间的电容越小。每对相邻板之间的精确法向距离列于表3。这些距离与表2中的面积比例相组合,可产生表4中给出的电容。
表3:板P1-P8之间的法向距离
板对 | 板之间的法向距离(mm) |
76b-76a(P2-P1) | 0.516 |
76a-76c(P1-P3) | 0.516 |
76c-76e(P3-P5) | 0.516 |
76e-76d(P5-P4) | 1.016 |
76d-76f(P4-P6) | 0.516 |
76f-76h(P6-P8) | 0.516 |
76h-76g(P8-P7) | 0.516 |
表4:板对之间产生的电容
板对 | 基于各个面积的组合介电值 | 产生的电容(pF) |
76b-76a(P2-P1) | 3.000 | 22.85 |
76a-76c(P1-P3) | 1.985 | 15.12 |
76c-76e(P3-P5) | 1.585 | 48.72 |
76e-76d(P5-P4) | 3.000 | 46.83 |
76d-76f(P4-P6) | 1.585 | 48.72 |
76f-76h(P6-P8) | 2.697 | 35.61 |
76h-76g(P8-P7) | 2.998 | 39.59 |
触头元件22d和22e之间的间隔相对于其它对之间的间隔加倍。这种间隔提高了第一对(22d和22e)的回波损耗性能,并且提供了在第四区中的附加的调节功能。
4.第四区
触头元件22在第四区中被布置成改进近端串扰性能。具体地讲,触头元件22被布置成偏移和平衡第三区中引起的耦合中的一些。下面是触头元件在第四区中的布置的详细描述。
对4、5和对3、6中的触头元件22c、22d、22e和22f的布置示于图27至29。触头元件22d和22e(针4和5)之间的间隔减小到0.5mm。这是通过使得触头元件22d(针4)的延伸路径以台阶的形式靠近于触头元件22e(针5)的延伸路径而实现的。通过这一方式,触头元件22d(针4)以阶梯的形式背离触头元件22f(针6)。这减小了触头元件22d和22f(针4和6)之间的耦合。通过前面描述的初始分开触头元件22d和22e(针4和5),如示于图15,可以便于实现这种形成阶梯的工艺。
触头元件22d和22e(针4和5)在第四区的末端交叉跨越,以便在信号中感应出相位偏移,并且允许引起″相反的″耦合。例如,触头元件22e和22f(针5和6)之间的耦合。
触头元件22c(针3)尽可能早地偏离触头元件22e(针5)。这样可以获得去除由于周围触头元件22靠近而引起的任何额外耦合的作用。如特别示于图14和15,用于触头元件22c(针3)的沟槽32c的深度为1.5mm,并且横穿沟槽32e、32d和32f朝向绝缘位移触头插槽20c延伸。触头元件22c(针3)支靠在沟槽32c中,以便从支靠在相应的沟槽32e、32d和32f中的触头元件22e、22d和22f下面穿过。通过使得触头元件22c在所有其它触头元件下面穿过,触头元件22c(针3)的对其它触头元件22的干扰在第四区中被最小化。
第三区的长度是由触头元件22e和22d(针4和5)的交叉跨越点和触头元件22d(针4)背离触头元件22f(针6)偏移的位置确定的。
对4、5和对1、2中的触头元件22a、22b、22d和22e的布置示于图30。触头元件22d和22e(针4和5)之间的间隔减小到0.5mm。这是通过使得触头元件22d(针4)的延伸路径以台阶的形式靠近于触头元件22e(针5)的延伸路径而实现的。通过前面描述的初始分开触头元件22d和22e(针4和5),如示于图15,可以便于实现这种形成阶梯的工艺。
触头元件22a(针1)和22e(针5)之间的间隔减小到0.5mm。这是通过使触头元件22a(针1)朝向触头元件22e(针5)形成台阶而实现的。耦合因此在触头元件22a(针1)和22e(针5)之间增大。
如特别示于图14和15,沟槽32a在第四区的末端朝向绝缘位移触头插槽20a延伸。这样,当支靠在沟槽32a中时,触头元件22a(针1)在第四区的末端朝向绝缘位移触头插槽20a延伸。
触头元件22b(针2)尽可能早地偏离触头元件22a(针1)。这样可以获得去除由于周围触头元件22靠近而引起的任何额外耦合的作用。如特别示于图14和15,用于触头元件22b(针1)的沟槽32b的深度为0.5mm,并且在第四区的起始端朝向绝缘位移触头插槽20b延伸。
类似地,触头元件22g和22h(针7和8)尽可能早地偏离触头元件22f(针6)。这样可以获得去除由于周围触头元件22靠近而引起的任何额外耦合的作用。如特别示于图14和15,用于触头元件22g和22h(针7和8)的沟槽32g和32h的深度为0.5mm,并且在第四区的起始端朝向相应的绝缘位移触头插槽20g和20h延伸。
5.第五区
触头元件22在第五区中被布置成改进近端串扰性能,并且进一步偏移和平衡第三区中产生的耦合中的一些。如前所述,触头元件22d和22e(针4和5)在第四区的末端交叉跨越,以便感应出信号中的相位偏移并且允许产生″相反的″耦合。这是通过使得触头元件22e(针5)的延伸路径以台阶的形式靠近触头元件22f(针6)的延伸路径而实现的。这样,触头元件22e和22f(针5和6)之间的间隔减小到0.5mm。耦合因此在触头元件22e和22f(针5和6)之间感应出来。
在朝向绝缘位移触头插槽20d交叉跨越后,触头元件22d(针4)尽可能早地偏离触头元件22e(针5)。这样可以获得去除由于周围触头元件22靠近而引起的任何额外耦合的作用。如特别示于图15,用于触头元件22d(针4)的沟槽32d的深度为大约0.5mm。然而,在交叉跨越点左右沟槽32d的深度为1.5mm。触头元件22d(针4)支靠在沟槽32d中,以便在触头元件22d和22e支靠在它们各自的沟槽32d和32e中时,触头元件22d从触头元件22e下面穿过。
第五区的长度是由触头元件22e和22f(针5和6)平行分隔的距离决定的。每个触头元件22e和22f在第五区的末端沿相反方向朝向它们各自的绝缘位移触头插槽20e和20f延伸。
参看图18,补偿可以根据下面的方程而被考虑:
(5/6+3/4)RJ插头+(5/6+3/4)RJ插口=(4/6+3/5+5/6)RJ插口 (1)
各IDC的定向
绝缘位移触头被布置成相对于配合绝缘导体112的延伸方向成角度″α″,该角度为45度,如示于图31和32。如前所述,在组装期间,触头元件22支靠在壳体12的后部16的相应沟槽32中。壳体12的前部14然后以示于图12和13的方式装配在后部16上。通过这种方式,绝缘位移触头28以示于图15的方式。支靠在它们各自的绝缘位移触头插槽20中绝缘位移触头插槽20被成形为适于接收相应绝缘位移触头28并将它们限制在固定位置,以便实现与绝缘导体的配合。
绝缘位移触头28根据T568配线标准被成对布置。各对绝缘位移触头28之间的电容耦合可能会产生问题,即引起它们所传播的信号之间的串扰。为了减轻电容耦合,相邻对中的相邻触头28沿不同方向延展。各对触头28优选彼此相对于对方以90度的角度″β″延展,如示于图8。各对触头28之间的间隙被最大化,以使得耦合效应最小化。
每个绝缘位移触头28被安置成相对于电容板76的方向成角度″δ″,该角度为例如45度。
虽然这里展示和描述了本发明的特定实施方式,但本领域技术人员可以作出其它修改和改进。因此,希望能够理解,本发明并不局限于所显示的特定形式,并且权利要求包含了所有不脱离本发明精神和范围的修改。
在整个申请文件中,除非另加说明,否则词语″包括″及其各种时态应被理解为涵盖了后面的项目或步骤或是项目组或步骤组,同时也不排除其它项目或步骤或是项目组或步骤组。
这里对任何现有技术的引用并不意味着、也不能被理解为承认或以任何方式表明该技术在澳大利亚属于公知常识。
Claims (7)
1、一种电连接器,用于在第一数据缆的绝缘导体和第二数据缆的相应绝缘导体之间传输数据信号,包括:
(a)插口,其被成形为适于至少部分地接收所述第一数据缆的插头;
(b)多个绝缘位移触头插槽,它们被成形为适于接收第二数据缆的导体的端部区段;以及
(c)多个导电触头元件,它们分别包括:可弹性压缩的弹簧杆触头,其延伸到插口中以便与第一数据缆的相应导体电连接;以及绝缘位移触头,其支靠在相应的绝缘位移触头插槽中,用于实现与第二数据缆的相应导体电连接;
其中,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得相邻的绝缘位移触头对沿不同方向延展。
2、如权利要求1所述的连接器,其中,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得各绝缘位移触头对分别沿着它们各自的共同方向延展。
3、如权利要求1所述的连接器,其中,所述绝缘位移触头插槽被布置成使得相应的绝缘位移触头以与第二数据缆的导体的所述端部区段的延伸方向成45度的角度接合所述端部区段。
4、如权利要求1至3中任一项所述的连接器,其中,所述触头元件中的第一和第二触头元件(由T568A配线标准定义)的绝缘位移触头沿着一共同方向延展,该共同方向与第四和第五触头元件(由T568A配线标准定义)的绝缘位移触头所延展的共同方向成大致90度。
5、如权利要求1至4中任一项所述的连接器,其中,所述触头元件中的第三和第六触头元件(由T568A配线标准定义)的绝缘位移触头沿着一共同方向延展,该共同方向与第七和第八触头元件(由T568A配线标准定义)的绝缘位移触头所延展的共同方向成大致90度。
6、如前述权利要求中任一项所述的连接器,其中,所述绝缘位移触头以减小连接器中串扰作用的方式布置。
7、一种电连接器,其基本上如说明书中参照附图所描述。
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