专利名称：高速网路用标准模块化接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子插座及插头，更确切地说是涉及一种高速网路用标准模块化接头，具有超短波传送信号调制功能、有用于高速网路的标准外罩及符合RJ-45格式参数标准，是一种模块化电话式RJ-45第三类及第五类网路实体介面接头。
在RJ-45的第三类或第五类模块化接头附近的网路介面连接中通常存在某种形式的信号调制，其目的一般是要阻隔各种寄生信号，如高频杂讯、差模直流(DC)和共模电压等。美国HALO Electronics公司供售的种种磁性体总成，如ULTRATM系列的16插脚式SOIC隔离模块，就被用于实现IEEE802.3标准对10/100BASE-TX及ATM155应用所制订的各项要求。1995年12月12日授权的美国5474474号专利中详细说明了有关接头及网路应用的背景，并充分列举了相关在先的技术。
目前已有一些厂商开始将信号调制组件置入接头的本体内，如1997年7月15日授权的美国5647767号专利，就公开了一种带有后嵌件的接头插座，其中就包括了若干信号调制组件。由于必须在接头的背后设置一个相当大的外壳延伸部供横向容置一印刷电路板，导致外罩表面过大，其实施例在形式、适配性及功能等方面均无法取代已设计用于各种网路产品中的一般接头。1996年12月24日授权的美国5587884号专利公开了另一种接头插座，也设有一个其内包含有若干信号调制组件的嵌合体，同时在嵌件的成型体内还包含有共模扼流圈及磁性体，该技术中的接头外罩由于要容置设置于后方的小型横向印刷电路板(用于各磁性体)而相当大，也无法直接取代市售的许多标准型接头。
之后，Gregory Loudermilk等人提出用滤波式模块化插座向高速通讯系统提供所需的信号调制，同时该插座在印刷电路主机板上所占用的面积应与现有的模块化插座相当，但在其1997年11月11日授权的美国5687233号专利中，所公开的附图及说明均表明在安装插脚阵列的后方有个大型延伸部，用于供容置位于外壳后部的设有信号收发器的印刷电路板。
在1991年12月3日授权的美国5069641号专利中，于RJ-45模块化插座的后方有个适当大小的延伸部，在成列安装插脚的正上方有片纵向的小型印刷电路板，印刷电路板上安装有共模扼流圈。但美国5687233号专利的申请人认为，该RJ-45接头的精密性还不足以适合如区域网路LAN及非同步传输模式ATM交换器等高速应用的信号调制功能使用。
本实用新型的目的是设计一种高速网路用标准模块化接头，是一种具有信号调制功能的组件封装式模块化接头，且其外罩与没有信号调制功能的常用模块化接头一致。
本实用新型的目的是这样实现的，高速网路用标准模块化接头，其特征在于包括一塑料矩形外壳、一弹簧连接器、一组用于安装在印刷电路板上的插脚和一电子电路；所述的矩形塑料外壳具有一个供容置与之匹配的RJ-45型模块化插座的敞露前端和一个与之相对的敞露后端；所述的弹簧连接器由塑料块及分别与不同电路连接的一组电线组成，所述的电线组从外壳的敞露后端向前穿入敞露前端的后方，并由插入且锁定在外壳敞露后端内的塑料块支撑而越过塑料块的直角弯曲部；所述的插脚组位于所述塑料块的底缘处；所述的电子电路是一接口电路，设置在所述的塑料块中，连接插脚组及弹簧连接器。
所述的塑料矩形外壳具有一个以上的第一敞露前端机架和一个以上与之相对的第二敞露后端机架，所述的弹簧连接器、塑料块及插脚组插入并锁定在各机架中，所述的插脚组平行排成前后两排，各插脚的间距一致。
所述的具有一个以上第一敞露前端机架和一个以上第二敞露后端机架的外壳成一横排安装在一印刷电路板上，外壳与印刷电路板的安装点位于所述后排插脚组的前方。
所述的具有一个以上第一敞露前端机架和一个以上第二敞露后端机架的外壳成均匀两横排安装在一印刷电路板上，下排外壳与印刷电路板的安装点位于其上后排插脚组的前方，上排外壳毗连下排外壳并延伸至下排外壳的后方。
所述的电子电路是共模扼流圈。
所述的电子电路是隔离变压器。
所述的电子电路是阻抗匹配变压器。
本实用新型的电子电路，经插脚与弹簧连接器为区域网路的介质电缆与网路介面控制器NIC的实体层装置PHY之间提供接口。以共模扼流圈为主体的电子电路可抑制在以太区域网路介质电缆上操作时所产生的相关杂讯干扰，以隔离变压器为主体的电子电路可阻隔在以太区域网路介质电缆上操作时所产生的相关直流讯号，以阻抗匹配变压器为主体的电子电路可用于区域网路介质电缆与以太区域网路讯号间的耦合。
本实用新型高速网路用标准模块化接头的优点是可提供一个多端口的模块化接头，无需在主外壳后方加设延伸部分就能实现组合的信号调制功能，故可用于取代一般的模块化接头所提供的多端口模块化接头具有组合信号调制功能，即使在主机板进行焊接作业期间也不会中断。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术
图1是按本实新型方案实施的单端口模块化接头的透视分解结构示意图图2是按本实新型方案实施的四端口单排模块化接头的透视分解结构示意图图3是按本实新型方案实施的八端口双排模块化接头的透视分解结构示意图图4是图3中八端口双排模块化接头的侧视结构示意图图5是以图3、图4所示双排模块化接头为基础的三排模块化接头侧视结构示意图图6是一种直流阻隔及滤波电容器电路图图7是一种直流阻隔及串接扼流圈的电路图图8是一种共模扼流圈电路图参见图1，图中示出一种按本实用新型方案设计的单端口模块化接头10，可安装在印刷电路板PCB上。模块化接头10包括有一快速卡入式组装嵌件12，可供装入一塑料壳14的后端及焊接在一印刷电路板上。待嵌件12及外壳14组装完毕后，用金属法拉弟屏蔽罩16遮住其顶部、两边及后部，以进行电磁波辐射EMR防护，金属屏蔽罩16底部的扣片17则焊接在印刷电路板的底面上。导电性软质密合垫18套合在外壳14及屏蔽罩16的前端，并间隔一定距离与一已安装好的插座连接，使RJ-45插座接电，其结构的详细介绍可参见美国5647765号专利。
一组弹簧连接器20穿过外壳14内的间隔孔口21而与从其前方插入的任一RJ-45装置连接，这种RJ-45连接系统属于行业标准，广泛使用于数据网路中。弹簧连接器20穿过塑料嵌合体22，与符合行业标准的8个电路连接。
典型RJ-45与数据网路的连接是实体介面层的一部分，需稍作信号调制。就本实用新型的技术而言，其要点就在于这种信号调制完全可在嵌合体22的体积范围内实施，而不必在印刷电路板上的非接头部位或在一调谐箱(dog house)的后方延伸部内实施。模块化接头10的接出插脚(pin-out)、插脚的布局及整体格式都是极其重要的参数，因为其形式、适配性及功能都需与印刷电路板上原先使用的模块化接头相兼容。将信号调制功能设置到嵌合体22内就是为了节省印刷电路板的空间和能在屏蔽罩16内免受电磁波辐射的干扰，否则还需另外增加印刷电路板的空间甚至无法实现这种功能。
图1中示出以一对环形变压器24、26实现的信号调制，其详细技术内容可参见美国5656985号专利。
信号调制的其它实施例可包括采用铁氧体磁片和磁芯、片状电容器、及平衡/不平衡适配器，利用熔接于接点28处的电线将信号调制部分与弹簧连接器20连接。位于印刷电路板侧的信号调制部分则被熔接到八个印刷电路板接线柱32顶部的接点30上。在本技术领域中，采用焊接还是熔接是十分重要的，这是因为在安装印刷电路板时将会接受汽相或波峰焊之类的焊接作业，存在因信号调制部分的再次熔化而造成的电接触方面的不可预期性，如有的用户，就在焊接作业后要先用X光影像探测器检查其固定情况，然后再安装屏蔽罩，而本实用新型则不需进行X光检查，因而可降低制造成本。
在另一些实际应用中也可不采用熔接，而改为焊接或采用导电环氧树脂，将调制组件连接到印刷电路板的接线柱上。
参见图2，图中示出按本实新型方案实施的四端口单排式模块化接头40，该模块化接头40包括一个可供从前方容置RJ-45型插座的四机架式绝缘外壳42及一组共四个成型嵌件44、45、46、47，任一个成型嵌件44-47均具有与图1中快速卡入式组装嵌件12相同的结构。由后部件48和前部件50组成的二件式屏蔽罩，分别用于遮盖各成型嵌件44-47的后方及遮盖四机架式绝缘外壳42的前方、顶部及两边。四机架式绝缘外壳42的各机架最好彼此相同，以便让一系列的标准化成型嵌件44-47可作为特殊应用时的信号调整选择的选项。
参见图3，图中示出按本实新型方案实施的八端口双排式模块化接头60的结构，该八端口模块化接头60包括一下排，该下排具有一个可供从前方容置RJ-45型插座的四机架式绝缘外壳62以及一组四个成型嵌件64、65、66、67。该四机架式绝缘外壳62及各成型嵌件64-67实质上具有与图2中四端口单排式模块化接口相同的结构，两者结构相同也便于图2中的单排模块化接头40能被迅速、轻易地转换成图3所示的八端口双排式模块化接头60。
此转换包括再设置位于上方一排可供从前方容置RJ-45型插头的四机架式绝缘外壳68及一组四个成型嵌件70、71、72、73，四个成型嵌件70-73的弹簧接点具有前方延伸部，以便可从后方延伸到下方第一排后方够远的地方。
由中下部件74、后部件76及前部件78组成的三件式金属屏蔽罩，分别用于遮盖下排各成型嵌件64-67的后方，遮盖上排各成型嵌件70-73的后方，和遮盖四机架式绝缘外壳62及68的前方及两边、外壳68的一部分顶部。待组合完毕后，可将这三个屏蔽罩74、76、78接地，以便能在八端口双排式模块化接头60的整体周围构成一种连续屏蔽。成型嵌件64-67、70-73各包括有一个信号调制电路，以便在实体的介面装置PHY或编码/解码器及一条接往高速电脑网路的未屏蔽双绞线UTP电缆间形成一种适当的电耦合。在某些应用中，这种信号调制及用于实现该条件的电路系统可能必须随着嵌件的不同而改变电路系统及组件形式。为适应这种情况，本设计包括有一种扣合结构，供用户按照信号调制的型式将混合匹配的嵌件与其在机架排中指定的位置相配合。
参见图4，是图3中八端口双排式模块化接头60的侧视结构图，既显示出与接头保持兼容所需的临界的最大后方延伸部A，又显示出信号调制电路系统在对应印刷电路板插脚安装处正上方的临界布局，临界的最大后方延伸部A以能与现有接头保持兼容为原则，因此，A以0.1寸为限。第一及第二排印刷电路板及插脚80、81的安装及接合实际上是在这两排中各包括四支插脚，供与各成型嵌件64-67配合，同样第三排及第四排的印刷电路板及插脚82、83的安装及接合实际上是在这两排中各包括四支插脚以供与各成型嵌件70-73配合。各成型嵌件64-67、70-73上均有八支称为P1-P8的插脚，插脚P1、P3、P5和P7位于另一排相隔0.1寸的前排的0.1寸中心处。第二排的插脚包括P2、P4、P6和P8，它们也设在0.1寸的中心处，但相对插脚P1、P3、P5、P7交错0.05寸设置。插合柱84可协助固定八端口双排式模块化接头60，并使其与印刷电路主机板86对齐。一组设有穿透孔口87、88、89、90、91(分成若干排)的镀膜86(PCB)连接插合柱84及各排的连接插脚80、81、82、83。图中左侧为前端，右侧为后端。
图4中还显示出位于印刷电路板插脚正上方的信号调制系统的临界布局，在成型嵌件64-67、70-73上方的自由空间中也可设置其它电路系统，该空间尤其可供穿过成型嵌件70-73上排的接头电路接近。信号调制电路系统较宜设置在成型嵌件64-67、70-73的上端，可改善绝缘性和利于消除串音。
参见图5，图中示出三排式模块化接头100的侧视结构，是由图3、图4所示的二排式模块化接头60为基础开始制作的。图中既示出与接头兼容所需的临界且最大的后方延伸部B，还示出信号调制电路系统以临界方式设在依次深入的安装在各排印刷电路板上插脚正上方的临界布局。图中显示出临界的最大的后方延伸部B，但应以能与现有的接头保持插合兼容为原则，因此，B以0.1寸为限。图4中A的尺寸限制也使第三排102的增设变得容易，同时不会造成要在印刷电路板104上增设空间的问题，就不会增加成本。第三组成型嵌件106、107、108、109增设在第二组成型嵌件70-73的后方，第三组成型嵌件106-109的信号调制电路系统也是以临界方式位于安装在两排印刷电路板上插脚110和112的正上方。图中左侧为前端，右侧为后端。
参见图6，图中示出一种直流阻隔及滤波电容器电路120，可在100BASE-T网路应用中，经由印刷电路板的插脚P1-P6和RJ-45插座的接点J1-J8连接，而将一实体的介面装置耦合至电缆介质。该电路120可在成型嵌件64-67、70-73、106-109中任一个的组合信号调制部分中实施。该电路在实体介面装置耦合至电缆介质时及在图1至图5成型嵌件的组合信号调制部分内使用。
参见图7，图中示出一种直流阻隔及串接扼流圈的电路130，可在100BASE-T网路应用中，经由印刷电路板的插脚P1-P6和P8及RJ-45插座的接点J1-J8而将一实体介面装置耦合至电缆介质处。该电路130可在成型嵌件64-67、70-73、106-109中任一个的组合信号调制部分中实施。该电路在实体介面装置耦合至电缆介质时及在图1至图5成型嵌件的组合信号调制部分内使用。
参见图8，图中示出共用模式扼流圈电路140，可在100BASE-T网路应用中，经由印刷电路板的插脚P1-P8和RJ-45插座的接点J1-J8而将一实体介面装置耦合至电缆处。该共用模式扼流圈电路140可在成型嵌件64-67、70-73、106-109中的任一个组合信号调制部分中实施。该电路在实体介面装置耦合至电缆介质时及在图1至图5成型嵌件的组合信号调制部分内使用。
本实用新型提供了一种具有组合信号调制功能且由组件封装而成的模块化接头，其外壳表面与没有信号调制功能的模块化组件一致。安装在印刷电路板上的一个单排模块可供容纳第二个单排多端口式的模块化接口。该模块化接口在主机板上进行其它组件的焊接作业后仍能可靠连接。
综上所述，按本实用新型设计构成的双排八端口式模块化接头，包括一下排，四机架式绝缘外壳供从其前方容置四个RJ-45型插座，其对向侧设有一组较低的四个分离的成型嵌件。该四机架式绝缘外壳及各成型嵌件实质上同标准的四端口单排模块化接头相同，因此可将此种单排模块化接头轻易地转换成八端口双排式模块化接头，其变换包括一个位于上排、供从其前方容置四个RJ-45型插座的四机架式绝缘外壳和一组较高的四个成型嵌件。嵌件具有往前延伸的弹簧接点，以便能从后方延伸到下方第一排后方够远的地方。另一个三片式法拉弟金属屏蔽罩具有三大功能一个可将前述的下排各成型嵌件后方遮盖住的中下部件，另一个可将前述上排各成型嵌件的后方遮盖住的后部件，再一个用于遮盖住前述二个四机架式绝缘外壳的前方及两边和外壳一部分顶部的前部件。待组合完毕后，可将三个屏蔽罩接地，使之能在八端口双排式模块化接头的周围构成连续屏蔽。成型嵌件各包括一个信号调制电路，以便在实体介面装置或编码/解码器以及一条连接高速电脑网路的未屏蔽双绞线电缆之间产生相应的电耦合。各嵌件的用于组合信号调制的各种电路连接采用熔接而非焊接方式。
权利要求1.一种高速网路用标准模块化接头，其特征在于包括一塑料矩形外壳、一弹簧连接件、一组用于安装在印刷电路板上的插脚和一电子电路；所述的矩形塑料外壳具有一个供容置与之匹配的RJ-45型模块化插座的敞露前端和一个与之相对的敞露后端；所述的弹簧连接器由塑料块及分别与不同电路连接的一组电线组成，所述的电线组从外壳的敞露后端向前穿入敞露前端的后方，并由插入且锁定在外壳敞露后端内的塑料块支撑而越过塑料块的直角弯曲部；所述的插脚组位于所述塑料块的底缘处；所述的电子电路是一接口电路，设置在所述的塑料块中，连接插脚组及弹簧连接器。
2.根据权利要求1所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的塑料矩形外壳具有一个以上的第一敞露前端机架和一个以上与之相对的第二敞露后端机架，所述的弹簧连接器、塑料块及插脚组插入并锁定在各机架中，所述的插脚组平行排成前后两排，各插脚的间距一致。
3.根据权利要求2所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的具有一个以上第一敞露前端机架和一个以上第二敞露后端机架的外壳成一横排安装在一印刷电路板上，外壳与印刷电路板的安装点位于所述后排插脚组的前方。
4.根据权利要求2所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的具有一个以上第一敞露前端机架和一个以上第二敞露后端机架的外壳成均匀两横排安装在一印刷电路板上，下排外壳与印刷电路板的安装点位于其上后排插脚组的前方，上排外壳毗连下排外壳并延伸至下排外壳的后方。
5.根据权利要求1所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的电子电路是共模扼流圈。
6.根据权利要求1所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的电子电路是隔离变压器。
7.根据权利要求1所述的高速网路用标准模块化接头，其特征在于所述的电子电路是阻抗匹配变压器。
专利摘要本实用新型涉及一种电子插座及接头,是一种高速网路用标准模块化接头,包括外壳和设置在外壳中的快速卡入式组装嵌件。该组装嵌件包括塑料块、位于塑料块内的电子电路、与电子电路连接的弹簧连接件及与电子电路连接的插脚组,插脚组位于塑料块底缘处。可设计成标准的四端口单排模块化接口及变换成双排八端口模块化接口等。机壳可供容置RJ－45型插座,插脚则安装在印刷电路板上。还可包括有遮盖外壳敞露部分的屏蔽罩。
文档编号H01R13/66GK2366991SQ9820552
公开日2000年3月1日 申请日期1998年6月2日 优先权日1998年6月2日
发明者王美惠 申请人:王美惠