具有模式转换控制电路的通信插头和接插线的制作方法_5

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12)指示的,知道Csl、Cs2、Cs3和Cs4,则可以计算Ccl、Cc2和Cc3的值。同样可以通过从对于串扰区域进行的差分-差分串扰和差分-共模串扰测量推断Csu、Csb23和Csb32来实现。
[0121]尽管上面的分析使用三个串扰注入电路Ccl、Cc2和Cc3注入将基本上抵消差分-共模串扰的串扰,同时在对2与对3之间留下行业标准化的差分-差分侵入串扰量,但是应当理解,可以在R2与T3之间添加第四串扰注入电路Cc4。添加该第四串扰注入电路Cc4提供另外的自由度。
[0122]从上面的等式(10)减去上面等式(11)产生,
[0123]Ccl - Cc2 = Cs2 - Csl(13)
[0124]通常,由于对于对2和对3,插头插片241与插头插片243比插头插片242与插头246在物理上更靠近,因此Csl比Cs2大。由于这个和上面等式(10)的结果,因此Cc2必须大于Ccl (对于Ccl和Cc2的正值)。这意味着图13A的补偿方案不能够具有大于将由使Ccl = O产生的量的侵入串扰。使用图13A的补偿方案可实现的该最大差分-差分侵入串扰可以通过将Ccl = O替换到上面的等式(10)中得到,其产生,
[0125]K = 2(Cs4-Csl)(14)
[0126]因此,当对2与对3之间要求的侵入差分-差分串扰少于插头插片242与插头插片243之间耦合量的两倍减去插头插片241与插头插片243之间耦合量的两倍时,图13A的串扰补偿方案适用。
[0127]然后,参照图13B,其图示了例如如果由相关行业标准文件指定的差分-差分串扰量等于插头插片242与插头插片243之间的耦合量的两倍减去插头插片241与插头插片243之间的耦合量的两倍,则可以使用的针对四对通信插头中的对2和对3的串扰补偿方案。
[0128]如图13B所示,在该实施例中,仅使用两个串扰注入电路:S卩,连接在导电通路262与266之间的第二串扰注入电路Cc2^ ;以及连接在导电通路261与266之间的第三串扰注入电路Cc3'。串扰注入电路Cc2'和Cc3'可以再次实现为连接在插头插片241-242和246处或者直接邻近插头插片241-242和246的电容器以在“侵入”串扰Csl、Cs2、Cs3、Cs4的注入点处或者非常接近该注入点注入由电路Cc2'和Cc3'提供的“补偿”串扰。如果正确地选择由串扰注入电路Cc2^和Cc3^注入的串扰的幅度,则可以在仍然在对2与对3之间提供必要水平的侵入差分-差分串扰的同时基本上抵消对2与对3之间的差分-共模耦合(无论两个对中的哪个对被驱动以及哪个对空闲)。具体地,为了实现该结果,基于上面的等式(11)和(12),Cc2^和Cc3^应当具有下列值
[0129]Cc2' =Cs4-Cs2_K/2(15)
[0130]Cc3r = Cs4 - Cs3(16)
[0131]最后,参照图13C,其图示了如果由相关行业标准文件指定的差分-差分串扰量大于插头插片242与插头插片243之间的耦合量的两倍减去插头插片241与插头插片243之间的耦合量的两倍,则可以使用的针对四对通信插头中的对2和对3的串扰补偿方案。
[0132]如图13C所示,在该实施例中,可以使用三个串扰注入电路,即连接在导电通路262与266之间的第二串扰注入电路Cc2"、连接在导电通路261与266之间的第三串扰注入电路Cc3"以及连接在导电通路262与263之间的第四串扰注入电路Cc4"。串扰注入电路Cc2"、Cc3"和Cc4"可以再次实现为连接在插头插片241-243和246处或者直接邻近插头插片241-243和246的电容器。如果正确地选择由串扰注入电路Cc2"、Cc3"和Cc4"注入的串扰的幅度,则可以在仍然在对2与对3之间提供必要水平的侵入差分-差分串扰的同时基本上抵消对2与对3之间的差分-共模耦合(无论两个对中的哪个对被驱动以及哪个对空闲)。具体地,为了实现该结果,应当将Cc2"、Cc3"和Cc4"选择为使得:
[0133]-Csu = Cc3" +Cc4" _Cc2" -K(17)
[0134]-Csb23 = Cc2" +Cc4" _Cc3"(18)
[0135]-Csb32 = Cc4" _Cc2" _Cc3"(19)
[0136]对于Cc2"、Cc3"、和Cc4"求解等式(17)至(19)产生等式(20)至(22)如下:
[0137]Cc2" = (Csb32 - Csb23)/2(20)
[0138]Cc3" = (Csb32 - Csu+K)/2 (21)
[0139]Cc4" = (_Csb23 - Csu+K)/2(22)
[0140]将来自等式(I)至(3)的Csu、Csb23和Csb32替换到等式(20)至(22)中产生等式(23)至(25)如下:
[0141]Cc2" = Csl - Cs2(23)
[0142]Cc3" = Csl - Cs3+K/2(24)
[0143]Cc4" = Csl - Cs4+K/2(25)
[0144]如上面的分析所示,如果对2与对3之间必要的差分-差分耦合小于2 (Cs4-Csl),则可以使用关于图13A给出的解。如果对2与对3之间必要的差分-差分耦合基本上等于
2(Cs4-Csl),则可以使用关于图13B给出的解。如果对2与对3之间必要的差分-差分耦合大于2(Cs4-Csl),则可以使用关于图13C给出的解。还应当理解,尽管已经对图13B和13C的情形进行了求解,假定使用两个或者三个串扰注入电路,但是如同图13A的情形一样,还可以在这些情形中使用所有四个串扰注入电路,提供关于基本上抵消对2与对3之间的差分-共模耦合的解的至少一个另外的自由度,同时在对2与对3之间提供必要水平的侵入差分-差分串扰。
[0145]还应当理解,上面的计算针对四个串扰注入电路得到为四对连接器的对2和对3提供解的值。本领域技术人员将理解上面的分析同样地可适用于对3和对4并且可以延伸相同的原理以针对串扰注入电路得到将补偿四对连接器中的其它对组合之间或者其它类型的匹配插头-插座连接器中的对组合之间的串扰的值。
[0146]应当理解,上面在图4-8和图10中图示的印刷电路板150可以修改为包括图13A-13C中图示的第一、第二、第三和/或第四多种串扰注入电路以在插头116中实现这些串扰补偿方案。
[0147]如上所述,在一些实施例中,第一、第二、第三和/或第四串扰注入电路可以实现为注入时间上接近侵入串扰Csl、Cs2、Cs3和Cs4的串扰的电容器。这可以减小和/或最小化延迟,其可以更有效地抵消差分-共模串扰。然而,差分-共模串扰可以表现为NEXT和FEXT两者,并且由此在一些实施例中可能期望在第一、第二、第三和/或第四串扰注入电路中的至少一些中包括电感分量以更好地抵消差分-共模NEXT和FEXT两者。然而,电感分量中的至少一些可以具有较大的关联延迟,该延迟可能使抵消弱化,并且由此在至少一些实施例中,关于是否在第一、第二、第三和/或第四串扰注入电路中包括电感分量可能有固有的折衷。
[0148]因此,根据本发明的一些实施例,提供了包括至少第一串扰注入电路和第二串扰注入电路的RJ-45通信插头(和相关接插线),该第一串扰注入电路连接在第一差分对的第一导电通路与第二差分对的第一导电通路之间以及该第二串扰注入电路连接在第一差分对的第二导电通路与第二差分对的第一导电通路之间。第一和第二串扰注入电路可以设计为基本上抵消在第一差分对与第二差分对之间注入的差分-共模串扰。在一些实施例中,插头还可以包括第三串扰注入电路,该第三串扰注入电路连接(I)在第一差分对的第一导电通路与第二差分对的第二导电通路之间或者(2)在第一差分对的第二导电通路与第二差分对的第二导电通路之间。该第三串扰注入电路可以与第一和第二串扰注入电路结合作用以基本上抵消在第一差分对与第二差分对之间注入的差分-共模串扰。
[0149]在一些实施例中,第一、第二和/或第三串扰注入电路可以实现为插头的印刷电路板上的电容器。这些电容器可以例如直接邻近每个通路到其相应插头插片的连接将串扰注入到信号承载通路上。
[0150]如上面还清楚表明的,根据本发明实施例的插头(具体地包括RJ-45插头)可以包括差分-共模串扰抵消电路,其基本上抵消在插头内从第一差分传输线路注入到第二差分传输线路上的差分-共模串扰,同时仍然确保当差分地激励第一差分传输线路时将差分-差分串扰从第一差分传输线路注入到第二差分传输线路上。注入的差分-差分串扰量可以是例如相关行业标准文件中规定的量。
[0151]因此,根据本发明实施例的插头可以包括与插头插片分开的侵入串扰电路,以及电连接在第一差分传输线路与第二差分传输线路之间的差分-共模串扰抵消电路,该侵入串扰电路在第一差分传输线路与第二差分传输线路之间注入串扰,其中侵入串扰电路在环形导电通路与尖端导电通路之间。差分-共模串扰抵消电路可以基本上抵消在插头内在第一差分传输线路与第二差分传输线路之间注入的差分-共模串扰。
[0152]因此,使用上面描述的技术,可以在通信插头中控制(即,抵消)例如对2与对3之间的模式转换。这可以减少补偿在匹配通信插座中的模式转换的任何需要。如本领域技术人员所知的,用于补偿四对T-568B型通信插座中的模式转换的一个技术将包括如例如上面参考的美国专利N0.7,204,722中描述的对3上的交叉。然而,由于通信插头和插座设计为在较高数据速率下操作,因此可能很难以可靠的方式在物理上实现这种交叉以使得它们将在足够短的延迟处注入补偿串扰。因此,通过补偿通信插头中的差分-共模串扰,可以在一些插座设计中省略这种交叉。
[0153]应当理解,在屏蔽通信系统中,由于屏蔽可以减少通信系统中的外来串扰量,因此可以减少差分-共模串扰的影响。然而,出于多种理由(包括进一步地减少外来串扰量和提高插入损耗性能),根据本发明实施例的插头可以仍然在屏蔽通信系统中有用。
[0154]根据本发明另外的实施例,电阻器可以与第一、第二、第三和/或第四串扰注入电路中的一个或者多个串联放置。这些串联电阻器还可以减少模式转换和/或便于沿着差分传输线路中的一个或者多个控制回波损耗。图14是根据本发明另外的实施例的通信插头的印刷电路板250的一部分和插头插片中的一些的透视图,其包括这种串联电阻器。
[0155]如图14所示,印刷电路板250包括多个导电通孔231-238和多个导电通路261-268。多个插头插片241-248安装在相应导电通孔231-238中。在图14中使用虚线示出了插头插片245和246以更好地图示包括在那些插头插片下面的电容器。除了下面所述以外,导电通孔231-238、导电通路261-268和插头插片241-248可以与上面关于图5_8描述的导电通孔131-138、导电通路161-168和插头插片141-148相同。
[0156]如图14中还示出的,多个电容器281-285设置在印刷电路板250中。这些电容器中的每一个实现为板极电容器,该板极电容器具有印刷电路板250的第一层上的第一板极以及印刷电路板250的第二层上的第二板极,该第一板极电连接至导电通路261-268中的第一导电通路,以及该第二板极电连接至导电通路261-268中的第二导电通路。具体地,电容器281插入在导电通路262与263之间,电容器282插入在导电通路263与264之间,电容器283插入在导电通路265与266之间,电容器284插入在导电通路261与266之间,以及电容器285插入在导电通路266与267之间。电容器281-285可以配置为确保插头在不同对组合之间呈现行业标准要求的侵入串扰量,并且还可以用于至少部分地抵消在插头中的对之间出现的差分-共模串扰。
[0157]如图14中还示出的,电阻器286与导电通路261与导电通路266之间的电容器284串联设置。在示例实施例中,电阻器286可以是1000hm电阻器以及电容器284可以是0.1pF电容器。电阻器286可以通过增大对电容器284连接的阻抗改善导电通路261上的回波损耗,并且因此减少其作为电气短线的影响;并且还可以将导电通路261与导电通路266之间的串扰限制在高频率处。可以与电容器281-283和285的任何其它电容器串联设置另外的电阻器。
[0158]尽管在上面参照图13A-13C和14的描述中,参照根据从左至右计数如图8所示的插头插片的TIA 568 B类对分配的对3和对2做出分析,但是应当理解,如果导体从相反方向计数,则描述将同样适用于TIA 568 B类对分配的对3和对4。因此,上面的描述和未决权利要求覆盖两种情况。
[0159]现在将对本发明的若干实施例进行描述。
[0160]本发明一些的实施例涉及包括通信电缆的接插线,该通信电缆包括至少第一至第八导体,其中第四和第五导体绞合在一起形成第一双绞线对,第一和第二导体绞合在一起形成第二双绞线对,第三和第六导体绞合在一起形成第三双绞线对,以及第七和第八导体绞合在一起形成第四双绞线对;以及附接至通信电缆的插头,该插头包括容纳通信电缆的壳体;第一至第八插头触点,包括以数字顺序基本上成排对准的插头接触区域;至少部分地在壳体内的印刷电路板,该印刷电路板包括将第一至第八导体连接至相应的第一至第八插头触点的第一至第八导电通路,其中第一导电通路的第一部分和第二导电通路的第一部分路由为传输线路,以及其中在第一导电通路的第一部分与第二导电通路的第一部分之间路由第六导电通路的第一部分。
[0161]在这些接插线的一些实施例中,第一导电通路的第一部分、第二导电通路的第一部分和第六导电通路的第一部分全部在印刷电路板的相同侧上。在一些实施例中,第一导电通路的第一部分和第二导电通路的第一部分在印刷电路板的第一层上,以及第六导电通路的第一部分在不同于第一层的印刷电路板的第二层上。在一些实施例中,将第七导电通路的第一部分和第八导电通路的第一部分以并排方式路由为传输线路,以及其中在第七导电通路的第一部分与第八导电通路的第一部分之间路由第三导电通路的第一部分。在一些实施例中,第三和第六导电通路彼此交叉至少两次。在一些实施例中,第三和第六导电通路在印刷电路板上形成扩展回路。在一些实施例中,第七导电通路的第一部分、第八导电通路的第一部分和第三导电通路的第一部分全部在印刷电路板的相同侧上。在一些实施例中,第七导电通路的第一部分和第八导电通路的第一部分在印刷电路板的第一层上,以及第三导电通路的第一部分在不同于第一层的印刷电路板的第二层上。在一些实施例中,第六导电通路的第一部分配置为当信号入射在第六导电通路上时将基本上相等量的能量耦合到第一导电通路的第一部分和第二导电通路的第一部分上。在一些实施例中,在第一导电通路的第一部分与第二导电通路的第一部分之间路由的第六导电通路的第一部分包括差分-共模串扰抵消电路,该差分-共模串扰抵消电路至少部分地抵消从第三插头触点注入到第一和第二插头触点上的共模串
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