具有带有共模串扰补偿的柔性印刷电路板的通信插座的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明通常涉及通信连接器以及更具体地涉及通信插座。
【背景技术】
[0002]许多硬接线通信系统使用插头和插座连接器将通信电缆连接至另一个通信电缆或者计算机装置。通过示例的方式，高速通信系统通常使用插头和插座连接器将计算机、打印机及其它设备连接至局域网和/或外部网络(诸如因特网)。图1描绘了图示可以怎样使用插头和插座连接器使计算机11与例如网络服务器20互连的这种硬接线高速通信系统的高度简化示例。
[0003]如图1所示，计算机11通过电缆12连接至安装在壁装插座板19中的通信插座15。电缆12是包括其每个端部处的通信插头13、14的接插线。典型地，电缆12包括八个绝缘导体。如图1所示，插头14插入到通信插座15前侧中的腔体或者“插头孔口” 16中，以使得通信插头14的接触或者“插头插片”与通信插座15的相应接触匹配。如果电缆12包括八个导体，则通信插头14和通信插座15将典型地各自具有八个接触。通信插座15包括其后端部处的导线连接组件17，该导线连接组件容纳来自第二电缆18的多个导体(例如，八个)，该导体被单独地压到导线连接组件17中的槽中以在第二电缆18的每个导体与通过通信插座15的多个导电路径的相应导电路径之间建立机械连接和电连接。第二电缆18的另一端连接至网络服务器20，该网络服务器可以位于例如电信间中。类似地，通信插头13插入到设置在计算机11后面的第二通信插座(图1中未示出)的插头孔口中。因此，接插线12、电缆18和通信插座15在计算机11与网络服务器20之间提供多个电路径。这些电路径可以用于在计算机11与网络服务器20之间传递信息信号。
[0004]当通过通信电缆中的导体(例如，绝缘铜导线)传输信号时，来自外部源的电噪声可能由导体拾取，从而降低信号的质量。为了抵消这种噪声源，上面描述的通信系统中的信息信号典型地通过一对导体(在下文中为“差分对”或者仅仅“对”)而不是通过单个导体在设备之间传输。每个差分对的两个导体在通信电缆和接插线中紧密地绞合在一起，以使得八个导体被布置为四个绞合的导体差分对。在差分对的每个导体上传输的信号具有相等的幅度，但相反的相位，并且信息信号作为承载在该对的两个导体上的信号之间的电压差嵌入。当通过绞合的导体差分对传输信号时，差分对中的每个导体通常从这些外部源拾取大约相同量的噪声。由于信息信号通过取得承载在差分对的两个导体上的信号的差来提取，因此减法过程可以几乎抵消噪声信号，并且由此信息信号典型地不受干扰。
[0005]再次参照图1，能够看出一系列插头、插座和电缆段将计算机11连接至服务器20。每个插头、插座和电缆段包括四个差分对，并且因此在计算机11与服务器20之间提供总共四个差分传输线路，该差分传输线路可以用于承载其间的双向通信(例如，差分对中的两个差分对可以用于将信号从计算机11承载至服务器20，而其它两个差分对可以用于将信号从服务器20承载至计算机11)。图1所示级联插头、插座和电缆布线段在两个终端设备(例如，计算机11和服务器20)之间提供连通性，此处称为“信道”。因此，在大多数高速通信系统中，“信道”包括四个差分对。可惜的是，每个插头-插座连接部(例如，插头14与插座15匹配的位置)内的导体和接触结构的接近度能够产生电容和/或电感耦合。连接器中的这些电容和电感耦合(以及电缆布线中可能出现的类似耦合)引起另一种类型的噪声(称为“串扰”)。
[0006]具体地，“串扰”指的是来自通过第二“干扰”差分对传输的信号的不需要的信号能量，该信号能量电容地和/或电感地耦合至第一“受扰”差分对的导体上。如果干扰差分对和受扰差分对是相同信道的一部分，则串扰通常称为“内部”串扰。耦合到受扰差分对上的串扰可以包括近端串扰(NEXT)，其是在与相同位置处的源相对应的输入位置处测量的串扰(SP，感应电压信号沿着与不同路径中的起始干扰信号的方向相反的方向传播的串扰)，以及远端串扰(FEXT)，其是在与输入位置处的源相对应的输出位置处测量的串扰(即，信号沿着与不同路径中的干扰信号相同的方向传播的串扰)。两种类型的串扰都包括不合需要的噪声信号，其干扰通过受扰差分对传输的信息信号。
[0007]尽管可利用能够显著降低通信电缆段内的串扰影响的方法，但是为了维持向后兼容性而在多年前采用并且仍然有效的通信连接器配置通常不布置接触结构以使连接器硬件中的差分对之间的串扰最小化。例如，根据2009年8月11日由电信产业协会批准的ANSI/TIA-568-C.2标准，在模块化插头的接触与模块化插座的接触匹配的连接区域(此处称为“插头-插座匹配区域”)中，插座的八个接触1-8必须成排对准，其中如图2所描绘的，八个接触1-8被布置为指定的四个差分对。如本领域技术人员已知的，在TIA/EIA 568的B类配置下，图2中的接触4和5构成第一差分对，接触I和2构成第二差分对，接触3和6构成第三差分对，以及接触7和8构成第四差分对。如从图2显而易见的，八个接触1-8的该布置将导致差分对之间的不等耦合，并且由此在行业标准化通信系统中的每个连接器中引入NEXT和FEXT两者。由于行业标准化RJ-45插头-插座接口而出现的不等耦合典型地称为“侵入”串扰。
[0008]由于为了支持增大数据速率的通信，硬接线通信系统已经向更高频率移动，因此插头和插座连接器中的串扰已经成为更显著的问题。为了解决该问题，通信插座现在通常包括串扰补偿电路，该串扰补偿电路引入“补偿”串扰，用于抵消由于行业标准化连接器配置在插头-插座匹配区域中引入的大量“侵入”串扰。为了确保由不同供应商制造的插头和插座将在一起很好地工作，行业标准规定必须在RJ-45插头中的各种差分对组合之间生成的侵入串扰量以使该插头符合行业标准。因此，尽管现在可以制造呈现低得多的侵入串扰水平的RJ-45插头，但是仍然需要确保RJ-45插头在差分对之间注入行业标准化的侵入串扰量以使得将与RJ-45插头和插座的安装基础维持向后兼容性。典型地，使用“多级”串扰补偿电路，该“多级”串扰补偿电路使用反向偏振的补偿串扰的两级或更多级以抵消侵入串扰信号。在Adriaenssens等人的美国专利N0.5, 997, 358中描述了各种多级串扰补偿电路，该专利的全部内容通过引用合并于此，如同在此处完全阐明的一样。
[0009]可以将串扰分类为差分串扰或者共模串扰。差分串扰指的是表现为受扰差分对的两个导体之间的电压差的串扰信号。由于当通过取由受扰差分对上的导体承载的电压的差来提取受扰差分对上承载的信息信号时电压差没有减去，因此这种类型的串扰使受扰差分对上承载的任何信息信号劣化。共模串扰指的是差分对的两个导体上呈现的串扰信号。由于干扰共模信号通过用于恢复受扰差分对上的信息信号的减法过程来抵消，因此共模串扰典型地不干扰受扰差分对上的信息信号。
[0010]然而，共模串扰可以生成另一种类型的串扰，称为“外来”串扰。与内部串扰相反，外来串扰指的是在两个通信信道之间发生的串扰。外来串扰可以出现在例如紧密间隔的连接器(例如，接插板)或者捆在一起的通信电缆中。例如，第一通信电缆中的差分对可以与第二紧邻通信电缆中的差分对串扰。由于共模信号通常不通过差分信号自相抵消的方式来自相抵消，因此可以在差分对上承载的共模信号尤其可能生成外来串扰。
[0011]尽管已经在串扰补偿中实现了许多改进，但是需要提供更进一步改进的串扰性能的通信插座使能更高数据速率的通信。
【发明内容】
[0012]根据本发明的实施例，提供了包括具有前端和后端的壳体的通信插座。插头孔口设置在壳体的前端中，以及柔性印刷电路板至少部分地在壳体内。八个输入接触安装在柔性印刷电路板上使得第四和第五输入接触形成输入接触的第一差分对，第一和第二输入接触形成输入接触的第二差分对，第三和第六输入接触形成输入接触的第三差分对，以及第七和第八输入接触形成输入接触的第四差分对。八个输入接触中的每一个包括插头接触区，以及第一至第八输入接触的插头接触区跨越插头孔口以数字顺序布置。这些插座还包括电连接至柔性印刷电路板的八个输出接触，以及柔性印刷电路板包括将第一至第八输入接触电连接至相应的第一至第八输出接触的八个导电路径。第四和第五输入接触在相应的第一和第二安装位置处安装在柔性印刷电路板上，该相应的第一和第二安装位置比相应的第三和第四安装位置更靠近壳体的后端，该相应的第三和第四安装位置是第三和第六输入接触安装在柔性印刷电路板上的位置。
[0013]在一些实施例中，第三导电路径与第六导电路径交叉。第三导电路径的一部分可以配置为与第七导电路径的一部分和/或第八导电路径的一部分电感地耦合。第六导电路径的一部分可以配置为与第二导电路径的一部分和/或第一导电路径的一部分电感地耦合。通信插座可以是RJ-45插座并且可以具有第二印刷电路板，以及八个输入接触中的至少一些可以安装在第二印刷电路板上。
[0014]在一些实施例中，第二印刷电路板可以是柔性印刷电路板的一部分。插座还包括电容串扰补偿电路，连接在第三输入接触的非信号电流承载端与第五输入接触的非信号电流承载端之间和/或第四输入接触的非信号电流承载端与第六输入接触的非信号电流承载端之间。插座还可以包括八个电介质接触支架，并且八个输入接触可以穿过柔性印刷电路板安装到八个电介质接触支架中的相应电介质接触支架中。插座还可以包括弹簧，并且电介质接触支架中的至少一个可以插入在输入接触与弹簧之间。
[0015]在一些实施例中，第二、第四、第五和第七插座线接触的第一端可以基本上成第一排对准。第一、第三、第六和第八插座线接触的第一端可以基本上成第二排对准，该第二排偏离该第一排。柔性印刷电路板可以具有第一悬臂式区段和第二悬臂式区段，以及第三和第四安装位置可以在第一悬臂式区段上，以及第一和第二安装位置中的至少一个可以在第二悬臂式区段上。第一悬臂式区段可以沿第一方向悬臂式伸出以及第二悬臂式区段可以沿第二方向悬臂式伸出，该第二方向从该第一方向旋转至少四十五度。插座还可以包括位于第一悬臂式区段上的电感串扰补偿电路。该电感串扰补偿电路可以在输入接触的第一差分对与输入接触的第三差分对之间生成电感补偿串扰。第一至第四安装位置可以各自容纳相应的第一至第四输入接触的信号电流承载端。
[0016]根据本发明另外的实施例，提供了包括具有插头孔口的壳体的通信插座，该插头孔口具有纵向轴和横向尺寸，沿着该纵向轴容纳匹配插头以及该横向尺寸垂直于纵向轴。柔性印刷电路板至少部分地在壳体内。八个插座线接触安装在柔性印刷电路板上使得第四和第五插座线接触形成插座线接触的第一差分对，第一和第二插座线接触形成插座线接触的第二差分对，第三和第六插座线接触形成插座线接触的第三差分对，以及第七和第八插座线接触形成插座线接触的第四差分对。八个插座线接触中的每一个包括插头接触区，以及第一至第八插座线接触的插头接触区跨越插头孔口以数字顺序布置。第三和第六插座线接触的第一端跨越插头孔口基本上成第一横向排对准以及第四和第五插座线接触的第一端基本上成第二横向排对准，该第二横向排纵向地偏离第一横向排。
[0017]在一些实施例中，第一横向排比第二横向排更靠近通向插头孔口的开口。插座还可以包括电连接至第三插座线接触的柔性印刷电路板上的第一导电路径以及电连接至第七插座线接触的柔性印刷电路板上的第二导电路径，其中第一导电路径的区段配置为与第二导电路径的区段电感地耦合。柔性印刷电路板可以具有第一悬臂式区段和第二悬臂式区段，以及第三和第六插座线接触的第一端可以安装在第一悬臂式区段上，以及第四插座线接触或者第五插座线接触中的至少一个的第一端可以安装在第二悬臂式区段上。第一悬臂式区段可以沿第一方向悬臂式伸出以及第二悬臂式区段可以沿第二方向悬臂式伸出，该第二方向从该第一方向旋转至少四十五度。插座还可以包括位于第一悬臂式区段上的电感串扰补偿电路，在插座线接触的第一差分对与插座线接触的第三差分对之间生成补偿电感串扰。另外，第一插座线接触的第一端和第八插座线接触的第一端可以基本上成第一横向排对准，以及第二插座线接触的第一端和第七插座线接触的第一端可以基本上成第二横向排对准。
[0018]根据本发明另外的实施例，提供了通信插座，该通信插座具有包括插头孔口的壳体和至少部分地在壳体内的柔性印刷电路板。柔性印刷电路板具有邻近插头孔口的前端和与前端相对的后端，并且包括八个孔口。插座还具有八个插座线接触，各自具有安装在八个孔口中的相应孔口中的第一端，其