Конструкція пар контактів з компенсацією перехресної перешкоди в електричному роз’ємі

Номер патенту: 58592

Опубліковано: 15.08.2003

Автор: Гвяздовскі Міхаель

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Конструкція пар контактів для гнізда електричного роз'єма, що містить щонайменше дві вкладені одна в іншу пари контактів, зокрема для роз'єма RJ-45, причому контакти у приєднувальній зоні корпусу гнізда закріплені нерухомо, а у контактній зоні виконані з можливістю пружного відхиляння і щонайменше два контакти вкладених одна в іншу пар контактів виконані з перехрещенням, яка відрізняється тим, що точка (11) перехрещення контактів (4, ,5) розміщена у виконаній з можливістю пружного відхиляння частині контактів (4, 5).

2. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що точка (11) перехрещення розміщена безпосередньо біля контактної зони (10).

3. Конструкція за п. 2, яка відрізняється тим, що зовнішні контакти (3, 6) і внутрішні контакти (4, 5) мають перші відрізки (31, 61, 41, 51), які у контактній зоні (10) розміщені паралельно і спрямовані у протилежних напрямках, до перших відрізків (41, 51) внутрішніх контактів (4, 5) примикають другі відрізки (42, 52), на яких вказані контакти (4, 5) виконані зігнутими під кутом 180° і взаємно перехрещеними, і до яких у свою чергу примикають відрізки (43, 53), орієнтовані паралельно до перших відрізків (31,61,41,51).

4. Конструкція за п. 3, яка відрізняється тим, що контакти (3, 6; 4, 5) зігнуті на відрізках (32, 62; 44, 54) і далі орієнтовані паралельно.

5. Конструкція за п. 4, яка відрізняється тим, що внутрішні контакти (4, 5) виконані з відгинанням на відрізках (46, 56) і з електричною розв'язкою, на певній відстані від зовнішніх контактів (3, 6), паралельно до них підведені до приєднувальної зони (90).

6. Конструкція за будь-яким із пунктів 3-5, яка відрізняється тим, що контакти (1, 2; 7, 8) не вкладених одна в іншу пар контактів розміщені паралельно до відрізків (41, 51) контактів (4, 5) і спрямовані у тому ж напрямку, що й відрізки (41, 51), у зоні точки (11) перехрещення виконані з відгинанням і в положенні, паралельному до контактів (З, 6; 4, 5), підведені до приєднувальної зони (90).

7. Гніздо для електричного роз'єма, що складається із корпусу і комплекту контактів, яке відрізняється тим, що контакти (1, 2; 3, 6; 4, 5; 7, 8) виконані за будь-яким із пунктів 1-6.

8. Конструкція пар контактів для штекера електричного роз'єма, що містить щонайменше дві вкладені одна в іншу пари контактів, зокрема для роз'єма RJ-45, яка відрізняється тим, що контакти (203, 206; 204, 205) вкладених одна в іншу пар контактів між контактною зоною (210) і приєднувальною зоною (214) для створення зони (211) виникнення перехресних перешкод виконані паралельно один до іншого і без перехрещення, а до приєднувальної зони (214) обидві пари контактів (203, 206; 204, 205) підведені із забезпеченням електричної розв'язки.

9.   Конструкція за п. 8, яка відрізняється тим, що довжина контактів і/або відстань між контактами (203, 206; 204, 205) в зоні (211) перехресних перешкод вибрані таким чином, що рівень перехресних перешкод перевищує значення, встановлені для роз'ємів категорії 5.

10. Конструкція за п. 9, яка відрізняється тим, що між зоною (211) виникнення перехресних перешкод і приєднувальною зоною (214) контакти (204, 205) виконані із взаємним перехрещенням і утворюють компенсаційну зону (213).

11. Конструкція за п. 10, яка відрізняється тим, що контакти (203, 206; 204, 205) виконано із забезпеченням значень імпедансів у компенсаційній зоні (213) більших, ніж у зоні (211) виникнення перехресних перешкод.

12. Конструкція за п. 11, яка відрізняється тим, що контакти (203, 206; 204, 205) у компенсаційній зоні (213) виконані плоскими.

13. Конструкція за будь-яким із пунктів 8-12, яка відрізняється тим, що контакти (201, 202; 207, 208) виконані паралельними один до іншого, а у контактній зоні (210) спрямовані назустріч контактам (203, 206; 204, 205).

14. Конструкція за п. 9, яка відрізняється тим, що контакти (201, 202; 207, 208) поблизу контактної зони (210) мають вигини (215).

15. Штекер для електричного роз'єма, що складається із корпусу штекера і комплекту контактів, який відрізняється тим, що контакти виконані за будь-яким із пунктів 8-14.

Текст

1 Конструкція пар контактів для гнізда електричного роз'єма, що містить щонайменше дві вкладені одна в іншу пари контактів, зокрема для роз'єма RJ-45, причому контакти у приєднувальній зоні корпусу гнізда закріплені нерухомо, а у контактній зоні виконані з можливістю пружного відхиляння і щонайменше два контакти вкладених одна в іншу пар контактів виконані з перехрещенням, яка відрізняється тим, що точка (11) перехрещення контактів (4, ,5) розміщена у виконаній з можливістю пружного відхиляння частині контактів (4, 5) 2 Конструкція за п 1, яка відрізняється тим, що точка (11) перехрещення розміщена безпосередньо біля контактної зони (10) 3 Конструкція за п 2, яка відрізняється тим, що ЗОВНІШНІ контакти (3, 6) і внутрішні контакти (4, 5) мають перші відрізки (31, 6 1 , 4 1 , 51), які у контактній зоні (10) розміщені паралельно і спрямовані у протилежних напрямках, до перших відрізків (41, 51) внутрішніх контактів (4, 5) примикають другі відрізки (42, 52), на яких вказані контакти (4, 5) виконані зігнутими під кутом 180° і взаємно перехрещеними, і до яких у свою чергу примикають відрізки (43, 53), орієнтовані паралельно до перших відрізків (31,61,41,51) 4 Конструкція за п 3, яка відрізняється тим, що контакти (3, 6, 4, 5) зігнуті на відрізках (32, 62, 44, 54) і далі орієнтовані паралельно 5 Конструкція за п 4, яка відрізняється тим, що внутрішні контакти (4, 5) виконані з відгинанням на відрізках (46, 56) і з електричною розв'язкою, на певній відстані від ЗОВНІШНІХ контактів (3, 6), паралельно до них підведені до приєднувальної ПЕРЕХРЕСНОЇ ПЕРЕШКОДИ В зони (90) 6 Конструкція за будь-яким із пунктів 3-5, яка відрізняється тим, що контакти (1, 2, 7, 8) не вкладених одна в іншу пар контактів розміщені паралельно до відрізків (41, 51) контактів (4, 5) і спрямовані у тому ж напрямку, що й відрізки (41, 51), у зоні точки (11) перехрещення виконані з відгинанням і в положенні, паралельному до контактів (3, 6, 4, 5), підведені до приєднувальної зони (90) 7 Гніздо Д Л Я електричного роз'єма, що складається із корпусу і комплекту контактів, яке відрізняється тим, що контакти (1, 2, 3, 6, 4, 5, 7, 8) виконані за будь-яким із пунктів 1-6 8 Конструкція пар контактів для штекера електричного роз'єма, що містить щонайменше дві вкладені одна в іншу пари контактів, зокрема для роз'єма RJ-45, яка відрізняється тим, що контакти (203, 206, 204, 205) вкладених одна в іншу пар контактів між контактною зоною (210) і приєднувальною зоною (214) для створення зони (211) виникнення перехресних перешкод виконані паралельно один до іншого і без перехрещення, а до приєднувальної зони (214) обидві пари контактів (203, 206, 204, 205) підведені із забезпеченням електричної розв'язки 9 Конструкція за п 8, яка відрізняється тим, що довжина контактів і/або відстань між контактами (203, 206, 204, 205) в зоні (211) перехресних перешкод вибрані таким чином, що рівень перехресних перешкод перевищує значення, встановлені для роз'ємів категорії 5 10 Конструкція за п 9, яка відрізняється тим, що між зоною (211) виникнення перехресних перешкод і приєднувальною зоною (214) контакти (204, 205) виконані із взаємним перехрещенням і утворюють компенсаційну зону (213) 11 Конструкція за п 10, яка відрізняється тим, що контакти (203, 206, 204, 205) виконано із забезпеченням значень імпедансів у компенсаційній зоні (213) більших, ніж у зоні (211) виникнення перехресних перешкод 12 Конструкція за п 1 1 , яка відрізняється тим, що контакти (203, 206, 204, 205) у компенсаційній зоні (213) виконані плоскими 13 Конструкція за будь-яким із пунктів 8-12, яка відрізняється тим, що контакти (201, 202, 207, О о> ю 00 ю З 58592 4 208) виконані паралельними один до іншого, а у зони (210) мають вигини (215) 15 Штекер для електричного розєма, що контактній зоні (210) спрямовані назустріч складається із корпусу штекера і комплекту контактам (203, 206, 204, 205) 14 Конструкція за п 9, яка відрізняється тим, що контактів, який відрізняється тим, що контакти контакти (201, 202, 207, 208) поблизу контактної виконані за будь-яким із пунктів 8-14 Винахід стосується конструкції пар контактів з компенсацією перехресної перешкоди в електричному роз'ємному з'єднанні Внаслідок магнітного і електричного зв'язку між двома парами контактів одна пара контактів індукує в сусідніх парах контактів струм або наводить електричні заряди, в результаті чого виникає перехресна перешкода Для зменшення перехресної перешкоди пари контактів можуть бути розміщені дуже далеко одна від іншої або між ними може бути встановлений екран В разі ж необхідності конструктивно дуже щільного розміщення пар контактів вказані вище заходи не можуть бути реалізовані, тому перехресні перешкоди мають бути компенсовані Найбільш розповсюдженим електричним роз'ємним з'єднанням для симетричних кабелів для передачі даних є роз'єм RJ-45, відомий - в залежності від технічних вимог - у різноманітних формах виконання Наприклад, ВІДОМІ роз'єми RJ-45 категорії 5 повинні мати між усіма чотирма парами контактів затухання перехресної перешкоди більше 40дБ при частоті передачі 100МГц Внаслідок несприятливої розкладки контактів у RJ-45 виникають конструктивно зумовлені особливо у штекері між двома вкладеними одна в іншу парами контактів 3, 6 і 4, 5 значні перехресні перешкоди, які обмежують використання роз'ємів на високих частотах Одначе з міркувань сумісності з випущеними раніше штекерами розкладка контактів не може бути змінена Внаслідок цього несприятливого конструктивного розміщення навіть для досягнення затухання перехресної перешкоди більшого від 40дБ на частоті 100МГц для категорії 5 необхідні спеціальні технічні рішення Всі ВІДОМІ заходи не торкаються штекера і забезпечують зменшення перехресної перешкоди шляхом компенсаційних рішень лише у ГНІЗДІ роз'єма Відоме, наприклад, перехрещення контактів однієї пари, завдяки чому за перехрещеним відрізком виникає протифазна перехресна перешкода Так, у європейському патенті ЕР 0525703 А1 описано перехрещення провідників 4 і 5, а в публікації WO 94/06216 описано перехрещення провідників 3 і 6 на друкованих платах Також із європейського патенту ЕР 0601829 А2 відоме звивання жил різних пар У європейському патенті ЕР 0692 884 А1 описана компенсація шляхом безпосереднього введення ємностей до розміщеного через один контакту Компенсація шляхом застосування подовжених і кілька разів звитих контактів з метою їх перехрещення описана у європейському патенті ЕР 0598192 А1, де компенсація здійснюється за місцем перехрещення у подовжених контактах і ножових клемах Всі ВІДОМІ рішення є компенсаційними заходами у ГНІЗДІ, причому відстань між зоною перехресної перешкоди і ефективною зоною компенсації завелика Для реалізації пружних зусиль і для надійного напрямлення рухомих контактів у гніздах роз'ємів їх виконують порівняно довгими, тому перехрещення провідників на друкованій платі, подовжених нерухомих контактів чи скручених приєднувальних жил виконують надто далеко Тому цими компенсаційними заходами досягається лише обмежений ефект, внаслідок чого з їх використанням не може бути реалізований роз'єм для частоти 200 МГц, оскільки на таких високих частотах перехресна перешкода на ближньому КІНЦІ не може бути скомпенсована у достатній мірі В основу винаходу покладена технічна задача розробки конструкції пар контактів для електричного роз'єма, що містить щонайменше дві вкладені одна в іншу пари контактів, зокрема для роз'єма RJ-45, для використання на високих частотах передачі із задовільним затуханням перехресної перешкоди Іншою технічною задачею є розробка електричного роз'єма для високих швидкостей передачі даних, що має зворотну сумісність з відомими роз'ємами категорії 5 Розв'язання поставленої технічної задачі здійснене шляхом реалізації ознак пунктів 1 і 8 формули винаходу Завдяки розміщенню точки перехрещення у пружній частині контакту гнізда, місце компенсації зміщене в безпосередню близькість до місця, де перехресна перешкода виникає, а саме до зони контакту, завдяки чому можуть бути досягнуті значно вищі граничні частоти Завдяки розв'язаному положенню контактів у приєднувальній зоні штекера, допуски, що виникають при виготовленні контактів, зменшуються настільки, що у поєднанні з конструкцією контактів для гнізда, роз'єми можуть бути застосовані при більш високих частотах передачі даних, залишаючись, одначе, бути сумісними з роз'ємами категорії 5 Інші ВИГІДНІ вдосконалення винаходу відображені у додаткових пунктах формули винаходу У переважній формі здійснення винаходу точка перехрещення розміщена безпосередньо за зоною контактування, що зумовлює мінімальну відстань між зоною виникнення перехресної перешкоди і компенсаційною зоною, завдяки чому зсувом фаз внаслідок різного часу розповсюдження можна знехтувати В ІНШІЙ переважній формі виконання контакти 58592 вкладених одна в іншу пар контактів у зоні контактування орієнтовані паралельно, причому внутрішні контакти спрямовані назустріч ЗОВНІШНІМ контактам, що зумовлює індуктивну розв'язку відрізків внутрішніх контактів, через які не протікає струм Для цього внутрішні контакти виконані перехрещеними, зігнутими під кутом 180° і орієнтованими паралельно першому відрізку Завдяки цьому безпосередньо після точки перехрещення контактів знак сигналу перехресної перешкоди змінюється на протилежний, внаслідок чого відбувається компенсація перехресної перешкоди Для створення достатнього пружного зусилля контакти вкладених одна в іншу пар контактів зігнуті під гострим кутом і паралельно один до іншого підведені до приєднувальної зони Для розв'язки і, тим самим, обмеження зони компенсації внутрішні контакти перед приєднувальною зоною ще раз відігнуті від ЗОВНІШНІХ контактів і знову орієнтовані паралельно ЗОВНІШНІМ контактам Для зменшення перехресної перешкоди від ЗОВНІШНІХ контактів вкладених одна в Іншу пар контактів до не вкладених одна в іншу пар контактів останні у зоні контактування орієнтовані паралельно внутрішнім контактам, відігнуті в положення, що забезпечує розв'язку, а потім підведені до приєднувальної зони паралельно контактам вкладених одна в іншу пар контактів Для покращення компенсації перехресну перешкоду в штекері цілеспрямовано вибирають більшою, а потім знову компенсують, причому зону компенсації переважно розділяють на дві частини, а саме на зону компенсації у ГНІЗДІ І зону компенсації у приєднувальній зоні штекера, для чого внутрішні контакти також перехрещують У наступній переважній формі виконання винаходу внутрішні контакти у компенсаційній зоні штекера виконують із меншим імпедансом, ніж у зоні виникнення перехресної перешкоди, завдяки чому між контактами вкладених одна в іншу пар контактів виникає переважно ємнісний зв'язок, який компенсує переважну частину ємнісного зв'язку у зоні переходу штекер/гніздо, де між частинами контактів гнізда і штекера, через які не проходить струм, існує ємнісний зв'язок Контакти ЗОВНІШНІХ не вкладених одна в іншу пар контактів орієнтовані паралельно один одному, причому з метою розв'язки вони підведені до контактної зони назустріч контактам вкладених одна в іншу пар Для кращої розв'язки відносно контактів гнізда ЗОВНІШНІ контакти штекера у зоні контактування мають вигини Нижче винахід детальніше пояснюється з використанням переважного прикладу виконання На фігурах зображено фіг 1 - Розміщення контактів у роз'ємі RJ-45 (рівень техніки), фіг 2 - Зв'язки, що виникають при розміщенні контактів згідно з фіг 1, фіг 3 - Ізометричне зображення вкладених одна в іншу пар контактів для гнізда RJ-45, фіг 4 - Вид збоку на конструкцію згідно з фіг З, фіг 5 - Вид збоку на чотири пари контактів для гнізда RJ-45, фіг 6 - Схематичне зображення вкладених одна в іншу пар контактів у приєднувальній зоні штекера RJ-45, фіг 7а - Модель двох однорідних провідників для пояснення перехресної перешкоди на ближньому КІНЦІ, фіг 7Ь - Модель згідно з фіг 7а з простою компенсацією, фіг 7с - Модель згідно з фіг 7а з подвійною компенсацією, фіг 8 - Частотні характеристики моделей згідно з фіг 7а-с, фіг 9 - Конструкція контактів згідно з фіг 6 з перехрещенням і компенсацією, фіг 10 - Вид збоку на всі чотири пари контактів для штекера RJ-45, фіг 11 - Перший ізометричний вид конструкції контактів згідно з фіг 5, фіг 12 - Другий ізометричний вид конструкції контактів згідно з фіг 5, фіг 13 - Третій ізометричний вид конструкції контактів згідно з фіг 5, фіг 14 - Перший ізометричний вид конструкції контактів згідно з фіг 10, фіг 15 - Другий ізометричний вид конструкції контактів згідно з фіг 10 На фіг 1 зображено розміщення контактів для роз'єма RJ-45 Роз'єм RJ-45 містить чотири пари контактів 1, 2, 3, б, 4, 5, 7, 8 До того ж, контакти однієї пари не завжди розміщені поруч один з іншим, так, середні пари контактів 3, 6 і 4, 5 вкладені одна в іншу, що веде до збільшення перехресної перешкоди В разі чотирьох пар контактів між парами контактів виникає шість зв'язків, схематично зображених на фіг 2, причому товщина лінії символізує силу зв'язку Оскільки за допомогою дотеперішніх компенсаційних заходів намагалися зменшувати перехресні перешкоди лише в гніздах роз'ємів, полишаючи перехресні перешкоди в штекерах, виходячи із вимоги зворотної сумісності з роз'ємами категорії 5 при вдосконаленні роз'ємів не може бути досягнуте будь-яке бажане зменшення рівня перехресних перешкод в штекерах Спочатку вдосконалення стосуються пріоритетне гнізда Нижче наведено окремі технічні рішення, кожне з яких окремо, а також усі разом є суттєвими для винаходу На фіг 3 наведено ізометричне зображення вкладених одна в іншу пар контактів 3, 6 і 4, 5 Для покращення компенсації у ГНІЗДІ відстань між контактною зоною 10, в якій дотикаються контакти штекера і контакти гнізда, і компенсаційною зоною зменшено Для цього в принципі відоме перехрещення контактів 4 і 5 виконано у рухомій частині контактів гнізда Як видно із фіг 3, перехрещення 11 виконано в безпосередній близькості до контактної зони 10, причому компенсаційна зона безпосередньо прилягає до перехрещення 11 Принцип компенсації в конструкції контактів згідно з фіг 3 детальніше пояснюється з використанням фіг 4, яка є видом збоку конструкції згідно з фіг 3 Контакти 3 і 6 58592 розведеної пари виконані повністю ідентично і розміщені паралельно один одному вони містять перші відрізки 3 1 , 6 1 , які починаються від контактної зони 10 і орієнтовані вниз ліворуч, зігнуті відрізки 32, 62 і прямі відрізки 33, 63 і закінчуються у приєднувальній зоні 90, якою може бути, наприклад, друкована плата Контакти 4 і 5 вкладеної між контактами 3 і 6 пари містять розміщені у зоні контактування паралельні контактам 3 і 6 відрізки 4 1 , 5 1 , зігнуті під кутом 180° відрізки 42, 52, якими контакти перехрещуються, тобто у виді зверху контакт 4 займає місце контакту 5, а контакт 5 займає місце контакту 4 Після перехрещення 11 відрізки 43, 53 контактів 4 і 5 орієнтовані паралельно один до одного і до відрізків 3 1 , 61 контактів 3 і 6 Похилі відрізки 43, 53 через зігнуті відрізки 44, 54 переходять у відрізки 45, 55, які лежать у тій же площині, що й відрізки 33, 63 контактів 3 і 6 Ефект компенсації починає проявлятися відразу після перехрещення 11 (відповідає зігнутим відрізкам 42, 52) завдяки паралельності відрізків 3 1 , 6 1 , 43, 53, а також 33, 63, 45, 55 Для обмеження ефекту компенсації контакти 4 і 5 покидають зону компенсації завдяки наявності зігнутих відрізків 46, 56, після яких вказані контакти з розв'язкою від інших контактів підводяться до приєднувальної зони 90 Для досягнення необхідного пружного зусилля відрізки 3 1 , 32 і 4 1 , 42, 43, 44 і 5 1 , 52, 53, 54 і 6 1 , 62 виконано рухомими, а ІНШІ розміщено в ГНІЗДІ нерухомо Завдяки виконанню перехрещення 11 у рухомих частинах контактів зона виникнення перехресних перешкод і зона їх компенсації розміщені близько одна до іншої Завдяки продовженню контактів від зони контактування у протилежних напрямках контактів 3 і 6 ліворуч, а контактів 4 і 5 праворуч перехресна перешкода між відрізками 3 1 , 4 1 , 5 1 , 61 обмежена лише електричною складовою, оскільки струми, що протікають у протилежних напрямках, навряд чи впливають на виникнення перешкод На фіг 5 зображено конструкцію усіх контактів для гнізда роз'єму RJ-45 Для оптимізацм перехресної перешкоди між ЗОВНІШНІМИ парами контактів 1, 2 і 7, 8 з метою досягнення сумісності з роз'ємами категорії 5 у ГНІЗДІ не потрібні цілеспрямовані компенсаційні заходи Тому перехресна перешкода між ЗОВНІШНІМИ парами контактів мінімізується Для зменшення перехресної перешкоди у зоні контактування між контактами гнізда 3 і 1, 2 або 6 і 7, 8 контакти 1, 2, 7, 8 орієнтовані у напрямку, протилежному напрямку сусідніх контактів 3, 6 Продовження ЗОВНІШНІХ пар контактів 1, 2 і 7, 8 здійснено на висоті між внутрішніми парами 3, 6 і 4, 5 у положенні, коли діє майже повна розв'язка Внаслідок вимоги сумісності у вдосконаленому штекері може залишатися відповідна перехресна перешкода між парами З, 6 і 4, 5 Внаслідок відомого зазвичай безпосереднього приєднання жил до контактів штекерів категорії 5 проявляються порівняно великі допуски на перехресні перешкоди в залежності від положення жил, що, втім, 8 відповідає вимогам до штекерів категорії 5 Для використання штекерів на ще більш високих частотах в них мають бути здійснені деякі вдосконалення На фіг 6 зображено контакти 203, 206, 204, 205 вкладених одна в іншу пар контактів у виді зверху Контакти 203, 204, 205, 206 розміщені повністю паралельно один іншому Лише у приєднувальній зоні 214 пари контактів 204, 205 чи 203, 206 розводяться, завдяки чому у приєднувальній зоні 214 між ними є певна відстань і, отже, вони значною мірою розв'язані одна відносно іншої Це може бути досягнуто показаним на фіг 6 чином - шляхом відгинання контактних пар у протилежних напрямках - або шляхом простого відгинання однієї контактної пари Принцип дії конструкції контактів вдосконаленого штекера полягає у обмеженні досі зазвичай високих допусків на перехресні перешкоди і у встановленні рівня перехресних перешкод на узгодженому з компенсацією у ГНІЗДІ нижньому значенні діапазону допусків, яке ще задовольняє вимоги до штекерів категорії 5 Встановлення рівня перехресних перешкод на певному значенні здійснюється шляхом нерухомого розміщення контактів у пластмасовому корпусі, в якому контакти розміщені паралельно для отримання необхідного значення перехресних перешкод Для суттєвого обмеження впливу кабеля при приєднанні жил до контактів останні для однозначного обмеження зони утворення перехресних перешкод взаємно розводяться (відгинаються) і жили кабеля приєднуються до контактів у значною мірою розв'язаному положенні Завдяки скручуванню значною мірою обмежується вплив неоднозначного положення жил на рівень перехресних перешкод Такий штекер разом із описаним раніше гніздом має значно кращі параметри стосовно перехресних перешкод на ближньому КІНЦІ при підвищених частотах передачі даних, що підтверджується вимірюваннями 3 метою подальшого покращення частотної характеристики рівень перехресних перешкод у штекері між парами контактів 203, 203 і 204, 205 цілеспрямовано встановлюється більшим, а потім знову коригується шляхом заключної компенсації При цьому компенсацію вибирають таким чином, що штекер знову має параметри, необхідні для категорії 5 Перед описом перетворень у контактному пристрої має бути детальніше пояснений покладений в їх основу принцип дії Разом із описаним вище конструкцією контактів для гнізда увесь роз'єм веде себе як зона виникнення перехресних перешкод з двома компенсаційними зонами, а саме однією у ГНІЗДІ І ОДНІЄЮ у штекері, які порівняно з простою компенсацією в одному з елементів роз'єма дають значно кращий компенсаційний ефект, що буде пояснено нижче на прикладі простої моделі двох зв'язаних пар провідників з використанням фіг 7а-с Перехресна перешкода між двома паралельними однорідними провідниками згідно з фіг 7а зростає до певної межі з крутизною 20дБ 58592 на декаду, тобто така пара провідників веде себе як фільтр верхніх частот першого порядку В разі компенсації цієї перехресної перешкоди, наприклад, за допомогою другої пари провідників згідно з фіг 7Ь, причому одна пара провідників перехрещена, отримують граничну криву для перехресної перешкоди при оптимальній компенсації, яка зростає з крутизною 40дБ на декаду Ця гранична крива наочно пояснюється за допомогою середньої відстані d між зонами виникнення і компенсації перехресної перешкоди - сигнал, що проходить через компенсаційну зону, має більший час пробігу, зумовлений подвійною відстанню d Це веде до додаткового залежного від частоти зсуву фаз, який зумовлює відхилення від бажаного для демпфування перехресної перешкоди значення 180° Відстань d=A,/4 внаслідок подвійного шляху проходження сигналу зумовлює додаткову інверсію фази, тому у цьому разі результуюча перехресна перешкода ВДВІЧІ більша, ніж у некомпенсованій зоні утворення перехресної перешкоди Більш ТОЧНИЙ розгляд веде до результату, що при компенсації такого типу ефект досягається лише для відстані d=A,/12 Для отримання значення компенсації 20дБ необхідна одна десята цієї відстані, тобто близько d=V120 На частоті 200МГц - в залежності від параметрів оточуючої пластмаси довжина хвилі становить близько 1 м, тобто в цьому разі потрібна відстань d близько 8 мм Приклад показує, як розміри роз'єма визначають граничні значення компенсації Розмір 8мм в роз'ємі RJ-45 навряд чи може бути реалізований з конструктивних міркувань, крім того, 20дБ не є достатнім результатом Варіант розділення компенсаційної зони на дві однакові частини і розміщення їх до і після зони утворення перехресної перешкоди, ілюструється фіг 7с Завдяки розділенню виникають два компенсаційні сигнали, середній час пробігу яких ідентичний з середнім часом пробігу у зоні утворення перехресної перешкоди При цьому відсутній залежний від частоти зсув фаз, різниця фаз між сигналом перехресної перешкоди і компенсаційним сигналом залишається рівною 180°, причому передбачається симетрична конструкція Завдяки цьому отримують значно кращі параметри компенсації При точній настройці може бути досягнута гранична крива перехресних перешкод з крутизною бОдБ на декаду Це граничне значення пояснюється тим, що величина компенсації внаслідок геометричного розділення обох компенсаційних зон на високих частотах зменшується Коли відстань між обома компенсаційними зонами становить 1,5d=A,/4, тобто d=A,/6, то обидва компенсаційні сигнали мають протилежні знаки і компенсація відсутня Гранична частота, при якій компенсація перестає діяти, ВДВІЧІ більша, ніж при простій компенсації Разом із більш крутим ходом кривої перехресних перешкод на фіг 8 видно ефективність цього виду компенсації Зображені на фіг 8 частотні характеристики можуть бути підтверджені вимірюваннями на чотирижильному плоскому кабелі 10 На фіг 9 зображено конструкцію внутрішніх контактів 203, 204, 205, 206 Для здійснення описаної вище подвійної компенсації два внутрішні контакти 204, 205 перехрещені, причому праворуч від точки 212 перехрещення лежить зона 211 утворення перехресних перешкод, а ліворуч від точки 212 перехрещення лежить перша компенсаційна зона 213, тоді як друга компенсаційна зона лежить у ГНІЗДІ Крім того, контакти 203, 204, 205, 206 мають низький імпеданс у компенсаційній зоні 213 порівняно із зоною 211 перехресної перешкоди, що може бути реалізовано за допомогою різного діаметру або форми контактів Завдяки цьому між обома парами у компенсаційній зоні діє переважно ємнісний зв'язок Він компенсує переважну частину ємнісного зв'язку у зоні переходу штекер/гніздо, де КІНЦІ контактів штекера і передовсім гнізда, через які не протікає струм, діють як ємкості Завдяки цьому технічному рішенню роз'єм навіть у цьому діапазоні частот має добрі параметри перехресних перешкод на дальньому КІНЦІ Речення Альтернативно можуть бути закладені або розподілені частини контактів з різними імпедансами також за перехрещенням у ГНІЗДІ Технологічно реалізація цих ємностей простіше може бути здійснена у штекері шляхом виготовлення штампованих контактів, ніж у ГНІЗДІ, контакти якого виготовляються із дроту На фіг 10 зображена повна конструкція контактів для штекера Для забезпечення розв'язки між внутрішніми контактами 203, 206, 204, 205 і ЗОВНІШНІМИ контактами 201, 202, 207, 208 ЗОВНІШНІ контакти у контактній зоні 210 орієнтовані зустрічне Наочно видно, що струм у ЗОВНІШНІХ контактах протікає зверху вниз, а у внутрішніх контактах - знизу вгору Всі контакти виконані із заокругленнями на кінцях для покращення контактування з ВІДПОВІДНИМИ контактами гнізда Крім того, ЗОВНІШНІ контакти 201, 202, 207, 208 безпосередньо за контактною зоною 210 мають вигин 215, який служить для кращої розв'язки з контактами гнізда Продовження ЗОВНІШНІХ контактів 201, 202, 207, 208 від контактної зони 210 до приєднувальної зони 214 здійснено паралельно до внутрішніх контактів 203, 206, 204, 205 в ІНШІЙ ПЛОЩИНІ таким чином, що забезпечена розв'язка між внутрішніми і ЗОВНІШНІМИ контактами Приєднання жил кабеля у зоні приєднання здійснено попарно і завдяки розміщенню контактів у вигляді матриці 2x2 забезпечене просторове відокремлення однієї пари від іншої, тому вплив жил кабеля внаслідок неоднакового скручування незначний На фіг 11-13 у різних ізометричних видах зображено конструкцію контактів для гнізда з друкованою платою 91, оснащеною ножовими затискними контактами 92 Контакти зображено без корпусу гнізда При вставлянні в корпус гнізда ВІСІМ контактів орієнтовані паралельно і мають необхідне попереднє механічне напруження Місця пайок на друкованій платі для контактів 1, 2 і 4, 5 і 7, 8 зміщено з метою дотримання мінімальної відстані, необхідної для недопущення струмів витікання На фіг 14 і 15 в ізометрії зображено 58592 12 11 частини, призначені для зниження імпедансу конструкцію контактів для штекера, причому порівняно з імпедансом зони 211 утворення контакти 201-208 у приєднувальній зоні 214 перехресних перешкод Крім того, контакти 201мають приєднувальні наконечники 216 для 208 у зоні 210 контактування мають гачки 217, утворення з'єднання проникненням Контакти призначені для кріплення контактів у не 203-206 двох вкладених одна в іншу пар контактів зображеному корпусі штекера у компенсаційній зоні 213 мають розширені ФІГ. 6 ФІГ. 1 12 3 4 5 6 7 ФІГ. 2 ФІГ. 7а ФІГ. З ФІГ. 4 42 ,52 41,51 31,61 32,62 ФІГ. 7с ФІГ. 8 ФІГ 5 / 0,01 f грэн 0,1 f грэн і гран частота 2f грав 14 58592 13 ФІГ. 12 ФІГ. 9 2 Я 204 205 206 ФІГ, 10 ФІГ. 11 ФІГ. 14 91 211 205 26 5 16 205 25 1 Комп'ютерна верстка Т Чепелева Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Arrangement of contact pairs providing crosstalk compensation in a connector

Назва патенту російською

Расположение пар контактов, обеспечивающее нейтрализацию перекрестных помех в разъемном электрическом соединителе

МПК / Мітки

МПК: H04B 3/02, H01R 24/00

Мітки: роз'ємі, контактів, електричному, пар, компенсацією, перехресної, перешкоди, конструкція

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-58592-konstrukciya-par-kontaktiv-z-kompensaciehyu-perekhresno-pereshkodi-v-elektrichnomu-rozehmi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Конструкція пар контактів з компенсацією перехресної перешкоди в електричному роз’ємі</a>

Подібні патенти