在磁性插口中使用的电气组件及具该电气组件的模组化插口的制作方法

专利名称:在磁性插口中使用的电气组件及具该电气组件的模组化插口的制作方法
技术领域：
本揭示内容一般地有关于模组化电信插口，更特定言之，有关于具高数据速率的 模组化插口。
背景技术：
安装至印刷电路板(“PCB”)的模组化插口( “modjack”)插座连接器，在电信工 业中是广为熟知的。典型地，这些连接器用于两电气通信装置之间的电连接。随着数据与 通信系统不断增加的操作频率以及用以传输信息增加的编码水平，这些连接器的电气特性 越来越重要。特别地，希望这些modjack连接器不会对传送的信号造成负面影响，在可能的 情况下，可将噪声自该系统去除。根据这些需求及希望，为了改良与通信或传输链接一同使 用的modjack连接器，已有不同的提案。
当作为以太网路连接器使用时，modjack—般地自一电气装置接收一输入信号，接 着将一相对应的输出信号传达至与之耦合的一第二装置。磁性电路能够在这些信号自该第 一装置传递至该第二装置时来提供调节与隔离，典型地，这类电路所使用的元件如变压器 及抗流器。该变压器通常为环形的形状，包括一主要的及一次要的线路耦合在一起，并缠绕 一环形线圈，以在该主要与次要线路之间提供磁性耦合，同时确保电气隔离。抗流器也常用 以滤除无用的噪声，诸如共模噪声(common-mode noise)，并且于差动信号应用中可为环形 铁氧体(toroidal ferrite)设计。典型地，具有该磁性电路的modjack在业内称为磁性插 Π (magnetic jack)。
实务上，变压器与该抗流器结合的制造，要制造得完美并不容易。一则该制程倾向 于手工操作(因而常发生变化)，二则预期的信噪等级低得足以使该系统对于外部噪声及 其他问题敏感。因此，挑战性的制造条件，诸如需要在一构形下将细线缠绕一环形柱心并接 着在该等线行进离开该环形线圈时以不同的构形延伸该等线，增加了对于提供具有所需性 能的一 modjack外壳之困难性。
再者，随着系统数据速率的增加，增加通过该等磁性插口的信号之数据速率已愈 发地受到磁性元件之任何的不一致性的影响。换言之，该不一致性的重要性视该磁性插口 预期执行的数据速率而定。作业于一预定的电容限(electrical tolerance)范围内在一 数据速率(诸如mbps)下的磁性子装配，可能具有足够的电不一致性以致于在较高的数据 速率(诸如IO(^bps)下超出容限外或是不能操作。对于在高数据速率下作业的期望会增加 该磁性插口的成本。因此，某些人士应会欢迎磁性插口设计上之改良。
发明内容
一种在一磁性插口中使用的电气组件，其包含一变压器磁芯；多数个导体，界定 接近该变压器磁芯的一中心绕组段、与该变压器磁芯隔开的多数个外双绞段，以及设置在 该等外双绞段与该中心绕组段之间的一导体接近段；所述中心绕组段包括以一预定样式配 置的一预定数目的导体，用以界定一中心导体群组，让该中心导体群组缠绕该变压器磁芯 一预定次数并界定一变压器的一主要侧的一导体以及该变压器的一次要侧的一导体；每一 外双绞段包括至少一对以一预定的双绞样式双绞在一起的导体，该等导体电连接至该中心 导体群组但与该中心导体群组隔开；以及所述导体接近段被配置以当该中心绕组段的该等 导体自该变压器磁芯延伸时，保持该变压器的该主要侧的该导体与该变压器的该次要侧的 该导体受控制地接近。
较佳地，所述电气组件中，所述变压器磁芯在形状上一般是环形的，且包括相对地 面向的第一及第二表面以及一中心孔界定一在该第一与第二表面之间延伸的内表面。
较佳地，所述电气组件中，每一导体包括第一及第二端部，该等第一及第二端部与 各自的第一及第二表面相邻地自该变压器磁芯延伸，所述导体接近段通过将该等导体的该 等第二端部的一部分缠绕该等导体的该等第一端部的一部分来界定。
较佳地，所述电气组件中，所述多数个导体包括第一、第二、第三及第四导体，该第 一导体之该第一端部的一部分与该第二导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第一外 双绞段，以及该第四导体之该第一端部的一部分与该第三导体之该第二端部的一部分双 绞，以界定一第二外双绞段。
较佳地，所述电气组件中，该第一导体之该第二端部的一部分与该第二导体之该 第一端部的一部分双绞，以界定一第三外双绞段，以及该第三导体之该第一端部的一部分 与该第四导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第四外双绞段。
较佳地，所述电气组件中，用以界定该第三外双绞段而双绞的该第一导体之该第 二端部的该部分与该第二导体之该第一端部的该部分一起共同地容许该第三外双绞导体 段使用作为一第一中心分接头，以及用以界定的该第四双绞段而双绞的该第三导体之该第 一端部的该部分与该第四导体之该第二端部的该部分一起共同地容许该第四外双绞导体 使用作为一第二中心分接头。较佳地，所述电气组件中，通过使用超出该变压器磁芯的中心 孔至少一最小预定数目次的导体双绞，来提供导体接近段的该受控制的接近性。
较佳地，所述电气组件中，该中心绕组段以一重复、双绞的样式加以配置。
较佳地，所述电气组件中，所述多数个导体包括第一、第二、第三及第四导体，各导 体具有第一与第二端部，各导体的该第一与第二端部与第一及第二分离表面相邻地自该变 压器磁芯延伸，通过将该第二导体之该第一端部的一部分与该第三导体之该第一端部的一 部分双绞而界定一第一导体接近段，以及通过将该第一导体之该第二端部的一部分与该第 四导体之该第二端部的一部分双绞而界定一第二导体接近段。
较佳地，所述电气组件中，该第一导体之该第一端部的一部分与该第二导体之该 第二端部的一部分双绞，以界定一第一外双绞段，该第四导体之该第一端部的一部分与该 第三导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第二外双绞段，该第一导体之该第二端部 的一部分与该第二导体之该第一端部的一部分双绞，以界定一第三外双绞段，以及该第三 导体之该第一端部的一部分与该第四导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第四外双绞段。
较佳地，所述电气组件中，所述导体接近段包括一夹具，固持该变压器的该主要侧 的该导体使之与变压器的该次要侧的该导体受控制地接近。
一种模组化插口，其包含一绝缘性外壳，具有一端口被配置以接受一相配合的插 头，该外壳具有一腔室于其中；多数个终端，设置在该端口中并被配置以与该相配合的插头 的接点相接合；以及一电气组件，其可操作地与所述多数个终端耦合并被配置以调节通过 该等终端的信号，该组件包含一变压器磁芯；多数条线，界定接近该变压器磁芯的一中心 绕组段、与该变压器磁芯隔开的多数个外双绞线段以及设置在该等外双绞线段与该中心绕 组段之间的一线接近段；所述中心绕组段包括以一预定样式被配置的一预定数目条线，用 以界定一中心线群组，让该中心线群组缠绕该变压器磁芯一预定次数并界定一变压器的一 主要侧的一导体以及该变压器的一次要侧的一导体；每一外双绞线段包括至少一对以一预 定的双绞样式双绞在一起的线，该等线电连接至该中心线群组但与该中心线群组隔开；以 及所述线接近段被配置以当该中心绕组段的该等线离开该变压器磁芯时，保持该变压器的 该主要侧的该导体与该变压器的该次要侧的该导体受控制地接近。
较佳地，所述模组化插口中，所述变压器磁芯在形状上一般是环形的，且包括相对 地面向的第一及第二表面以及一中心孔界定一在该第一与第二表面之间延伸的内表面。
一信号调节总成包括具有一开口的一变压器磁芯，以及多数导体接近该磁芯用以 界定一中心绕组段、多数个外双绞(twisted)段以及多数个导体接近段配置在每一外双绞 段与中心绕组段之间。该中心绕组段包括以一预定双绞样式配置的一段预定长度的一预定 数目的导体，用以界定一中心双绞导体群组，让该中心双绞导体群组缠绕着该磁芯一预定 次数并界定一变压器的一主要侧的一导体以及该变压器的一次要侧的一导体。每一外双绞 段包括至少一对以一预定的双绞样式双绞在一起的导体，该等导体电连接至该中心双绞导 体群组但与该中心双绞导体群组隔开。每一导体接近段被配置以当导体自磁芯延伸时，保 持该变压器的该主要侧的该导体与该变压器的该次要侧的该导体之间物理上的接近性。如 有需要，该总成可搭配一模组化插口或是另一类型的连接器来使用。
可使用一种制造一信号调节总成的方法，其包括下列步骤提供一变压器磁芯以 及提供多数导体，每一导体具有第一及第二端部。将该等导体的一段预定长度进行双绞，用 以界定具有一预定样式的一双绞导体群组。该双绞导体群组缠绕该磁芯一预定次数用以界 定中心双绞群组导体，并建立一变压器的一主要侧的一导体以及该变压器的一次要侧的一 导体。当所述中心双绞群组导体自该磁芯延伸时，保证该变压器的该主要侧的该等导体与 该变压器的该次要侧的该导体物理上的接近性。至少一对导体的该等端部可被双绞用以界 定一外双绞段，其电连接至但与所述中心双绞群组导体隔开。


本发明之不同的其他目的、特性及伴随的优点当结合附图考量时，将更为完全地理 解且充分地了解，其中贯穿不同的视图中相同的元件符号表示相同或相似的元件，其中
图1为一第一具体实施例的一磁性插口的前透视图；
图2为图1中该磁性插口外壳的一部分分解后透视图，其中该内部模组处于不同 的插入阶段；[0024]图3为图2之其中之一内部模组的分解视图；
图4为图3之其中之一组件外壳的透视图，图中所示为在插入噪声降低组件之前， 且为了清楚显示将该等绕组去除；
图5为与图4相 同的透视图，噪声降低组件插入其中且为了清楚显示将该等绕组 去除；
图6为用以搭配图1中该磁性插口使用的噪声降低组件的侧视图；
图7为用以搭配所揭示具体实施例的噪声降低组件使用的双绞线的侧视图；
图8为一变压器环形线圈的透视图，仅将该中心绕组段缠绕于其上；
图9为与图8相似的该变压器环形线圈及中心绕组段的透视图，但当该等线离开 该变压器环形线圈的每一端部时其未双绞；
图10为某些线在该固持双绞段中经双绞之后，该变压器环形线圈及中心绕组段 的透视图；
图11为该变压器环形线圈的透视图，其上具有完整的中心绕组段、固持双绞段以 及标准双绞段；
图12为该变压器环形线圈的侧视图，其上具有完整的绕组，其中该抗流器环形线 圈滑动到一对线上；
图13为一可任择具体实施例的透视图，包括一线定位夹具，其具有四条线延伸通 过；
图14为图13的该可任择线定位夹具的端视图；
图15为与图10相似的该变压器环形线圈、中心绕组段及固持双绞段的侧视图，但 具有较长固持双绞段作为一可任择具体实施例的一部分；
图16为图15之后一附加双绞步骤的侧视图；
图17为与图16相似的侧视图，但在自该变压器抗流器的两侧边延伸的该等线上 执行附加的双绞步骤；
图18为与图11相似的透视图，但具有如图16及图17中所示的该附加的双绞部 分；
图19为该可任择具体实施例的已完全装配的噪声降低组件的侧视图；
图20为该变压器环形线圈及中心绕组段的侧视图，其上仅缠绕该中心绕组段作 为又一可任择具体实施例的一部分；
图21为图20中该变压器环形线圈及中心绕组段连同用于定位及控制该等线的一 单一双绞段的侧视图；
图22为图21中该变压器环形线圈、中心绕组段以及单一双绞段连同该等标准双 绞段的侧视图；
图23为该又一可任择具体实施例的已完全装配的噪声降低组件的侧视图；
图24为一单一端口磁性插口的前透视图，其中可使用已改良噪声降低组件；
图25为图24中该磁性插口外壳的部分分解的前透视图，其中内部模组已自其移 开；
图26为图25中该内部模组的分解视图；以及
图27为在插入噪声降低组件之前图26中该内部模组的透视图，其中为了清楚起见已将该等绕组去除。
具体实施方式
以下的说明意欲将本发明之示范具体实施例的作业传达给熟知此技艺之人士。应 了解的是此说明意欲帮助读者，而非限制本发明。就其本身而论，参考本发明的一特性或观 点意欲说明本发明一具体实施例的一特征或层面，而非意味着本发明之每一具体实施例必 须具有所说明的特征。再者，应注意的是所描述的详细说明叙述多数个特征。尽管某些特 征已结合在一起用以叙述潜在的系统设计，但这些特征也能以未明确地揭示的其他结合方 式使用。因此，除非另有说明，否则所描述的结合并非意欲具限制性。
如以上所提及，一般而言，需要将磁性插口中的磁性性质的电不一致性降至最低。 此外，与高速磁性插口的磁性元件相关的容限典型地是极为密集的。已确定的是环绕该变 压器环形线圈所缠绕的该等双绞线之不一致的绕组会造成一缠绕柱心与下一者的电不一 致性，以及此变化性会造成一些变压器超出容限。更特定言之，该等双绞线延伸穿过该环形 线圈的长度与方式能够大大地影响该电磁次总成之电性能。再者，由于事实上该等磁耦合 线在离开该环形线圈时它们会在某点解开，且该等线在该环形线圈内部有解开的倾向。假 若该解开动作未经控制，则该等线由于不同的因素，诸如尺寸、绝缘材料、环氧化合物的存 在、如何操作该总成及双绞该等线的每单位长度，将以一不一致方式解开。该等线之相对无 控制地解开以及其之相对于该环形线圈的位置，使得难以控制该主要线与次要线之间的耦 合，并因而致使一变压器与下一者的电特性方面之变化性。例如，已确认的是假若在一例 子中该等线仅有该环形线圈之外侧解开，而在另一例子中该等线在该环形线圈内就稍微解 开，则两个其他方面相同的变压器之该等特性会明显不同。该等双绞线之不一致解开动作 的结果为一变压器主要侧与该变压器次要侧之磁耦合的变化性增加，这会致使该等磁性元 件的性能降低(例如，该耦合可能效率较低且很可能为不可预测的)。
图1显示一多输入、磁性、堆迭的插口 100，其具有一外壳102是以一绝缘材料诸如 一合成树 脂(例如，PBT)所构成，并且包括前侧开口或端口 103，每一个被配置以接受一以 太网路或是RJ-45型插口(未显示)。该磁性插口 100被配置以安装在电路板104上。一 金属或其他传导性屏蔽总成106环绕该磁性插口外壳102供射频(RF)及电磁干扰(EMI) 之屏蔽目的，以及用以提供一接地参考。应注意的是，如图24-7中所示，一相似的配置可能 用于仅需一单元磁性插口的实例中。
应注意的是在此说明中，用以解释所揭示具体实施例的结构及各部分移动的方向 的表示，诸如上、下、左、右、前、后以及相似表示，并不意欲为绝对的而是为相对的。当所揭 示具体实施例之各部分位于该等图示中所示的位置中时，这些表示系为适当的。然而，假若 所揭示具体实施例之参考位置或架构改变，则这些表示根据所揭示具体实施例之参考架构 上的改变而变化。
屏蔽总成106包括一前屏蔽组件106a及一后屏蔽组件106b。该等可结合的屏蔽 组件由互锁调整片108及开口 110构成，用以在该屏蔽总成106围绕该磁性插口 100配置 在适当位置时，将该等组件接合并牢固在一起。每一屏蔽组件106a、106b分别地包括接地 栓钉112、114，当安装于其上时延伸进入位在该电路板104上的贯穿孔116中。如图2中所 示，该磁性插口外壳102之该后部分包括相对大的开口 115其按适当大小制作及构形，用以接受内部次总成模组118。这些模组118提供物理接触以接合以太网路插头(未显示)并 亦提供该等插口之电滤波功能性。
参考图3，次总成模组118包括一接触模组120电连接至一上印刷电路板122。该 上印刷电路板122安装至一组件外壳126，其包括磁性电路及滤波组件。下印刷电路板124 安装在组件外壳126的底部上。该上及下印刷电路板122、124包括电阻器、电容器及其他 与位在该组件外壳126内部的抗流器及变压器相关联的组件，一起地包含该磁性插口的滤 波电路。
接触模组120包括一上接触总成121a及一下接触总成121b用以提供一堆迭插口 或是双重插口功能性。该上接触总成121a提供物理与电气接口，包括向上延伸的接触终 端128，用以连接至一以太网路插头。该下接触总成121b物理连接至该上接触总成121a以 及包括向下延伸的导电接触终端130。该接触模组120经由所焊接的导线132电连接至该 上印刷电路板122，或以其他方式，诸如熔接或是传导性黏着剂的方式电连接至一行印刷电 路板垫片134，该等垫片沿着上印刷电路板122之顶部，沿着其之一边缘配置，类似的一第 二行印刷电路板垫片(未显示)配置在上印刷电路板122之下表面上。
组件外壳126为一二件式总成，具有一右外壳136a及一左外壳136b用以固持该 磁性元件151。还提供用以固持及缓冲该磁性元件的一二件式减震发泡体嵌入件150a、 150b。一金属屏蔽部分153配置在组件外壳126内，介于发泡体嵌入件150a、150b与包含 在每一外壳半部分136a、136b内的该磁性元件151之间。该左及右外壳半部分136a、136b 由一合成树脂构成，诸如LCP或其他相似的且物理上相同的材料，用以降低制造成本及增 加装配的简易性。一闩扣突出部分138a自每一外壳的右侧壁142延伸。一闩扣凹部138b 配置位在每一外壳之左侧壁140，牢固地将闩扣突出部分138a接受于其中。每一外壳半部 分136a、136b由一大的盒状插座144 (图6)构成。此插座144将该滤波磁性元件151接受 于其中。
该磁性元件151提供阻抗匹配、信号成形与调节、高电压隔离及共模噪声降低。此 对于使用具有非屏蔽双绞线(“UTP”)传输线的缆线的以太网路系统特别地有利，因这些 线较屏蔽传输线更易于噪声拾取。该等磁性元件有助于滤除该噪声并提供良好的信号完整 性及电隔离。该等磁性元件151包括四个变压器及抗流器次总成152与每一端口 103相关 联。该抗流器被配置以对于共模噪声显示高阻抗，但对于差模信号显示低阻抗。针对每一 发送及接收频道提供一抗流器，并且每一抗流器能够直接地配线至RJ-45连接器。
现参考图3-5，在该等变压器及抗流器次总成152按如下说明地加以装配之后，装 配该组件外壳126。每一外壳136a、136b接受四个磁性次总成152，并且将导线连接至导电 金属接脚154，诸如通过业界所熟知的焊接的方式。发泡体减震嵌入件150a、150b的其中之 一配置在每一外壳半部分136a、136b之内部。该等嵌入件150a、150b按适当大小制作以使 其之一显著部分部分地自该等外壳半部分之该开口 144延伸而出，并与一中心传导金属屏 蔽部分139接触，该中心传导金属屏蔽部分139被置于外壳半部分136a、136b内并夹合在 发泡体嵌入件150a、150b之间。
在外壳半部分136a、136b的装配期间，该减震发泡体嵌入件150a、150b压缩靠着 该等磁性元件151及中心屏蔽部分139，因此该等嵌入件150a、150b经变形介于该等不同的 变压器与抗流器之间的空隙与裂缝中的填充点。该等发泡体嵌入件150a、150b亦使该等变压器及抗流器压靠于其各自的外壳之该开口 144的侧壁，用以将磁性元件固定在适当位置 并降低突然地或是猛烈地移动可能发生折断该等组件或致使绕组折断的可能性。
如以上说明，该等磁性元件151包括四个变压器及抗流器次总成152与该连接器 的每一端口 103相关联。参考图6，所见一磁性次总成152的一具体实施例包括一一件式、 磁性铁氧体变压器环形线圈160、一磁性铁氧体抗流器环形线圈190、变压器绕组170以及 抗流器绕组191。变压器绕组170包括一中心绕组段172、一固持双绞段174以及一标准双 绞段176。
图7显示一四线或导体之群组178其初始双绞在一起，并缠绕该变压器环形线圈 160。该四线中之每一线覆以一薄的、彩色编码绝缘体，有助于该装配制程。如这里所使用 的，该四线178以一红线178r、一天然色线或铜色线178η、一绿线178g以及一蓝线178b的 一重复型态。每单位长度的双绞数目、各线的直径、该绝缘体的厚度以及该等环形线圈160 及162的尺寸及磁性品质、该等线缠绕该等环形线圈的次数以及环绕该磁性元件的该材料 之介电常数，都是用以建立该系统磁性元件之所需电气性能的设计因素。
如图8中所示，将四双绞线178插入一中心孔或开口 162，延伸穿过变压器环形线 圈160为了构成中心绕组段172。双绞线178缠绕变压器环形线圈160之该外表面164，并 再次穿过中心孔162，且重复此过程直至该双绞线群组178已穿过该中心孔达所需次数为 止。如图所示，该双绞线群组178延伸穿过该中心孔162四次。因此，双绞线178缠绕该环 形线圈160的该外表面164三次。在一些实例中，可能希望均勻地隔开沿着变压器环形线 圈160的该外表面164延伸的双绞线178的中心绕组段172，以使得，例如，当缠绕该环形线 圈160三次或匝数为三时，双绞线经定位而彼此相隔大约为一百二十度。
现参考图9，图中显示该变压器环形线圈160连同完成的中心绕组段172。图中 显示双绞线178在其离开中心孔162的该等部分已解开之后，以使各线可如所需地重定路 线或再次双绞以完成该磁性元件总成。然而，如此会产生一潜在问题，即该等磁性元件151 经设计以使双绞线178当其缠绕环形线圈160时，针对一段固定长度会相互电耦合。各线 178r、178n、178g及178b相邻于环形线圈160的端部表面166a、166b处未双绞，因此难以防 止当其仍在中心孔162内时线178是解开的。假若发生此状况，该等磁性元件151的电气 特性将会受到负面的影响，因为在未经双绞的线178将变得磁性耦合较差，且例如，潜在地 降低变压器的效率。
为了确保在离开中心孔162时线178以相一致的方式保持该所需的耦合，该红线 178r及蓝线178b当其与变压器环形线圈160的端部表面166相邻地离开中心孔162时，于 一固持双绞区域182中双绞在一起(用以产生红及蓝固持双绞178rb)。(图13)同样地， 该绿线178g及天然色线178η亦在其于固持双绞区域182内与端部表面166a相邻地自中 心孔162离开时双绞在一起(用以产生绿线及天然色线固持双绞178gn)。该红及蓝双绞 线178rb以及该绿线与天然色双绞线178gn自该环形线圈160的端部表面166a于相反的 方向(分别为左及右，如图10中可见)。在该环形线圈的相对端部表面166b处出现同样的 该双绞线178之解开状况。同样地，该红线178r及该蓝线178b —起双绞用以产生另一固 持双绞178rb，如同该绿线178g及该天然色线178η —起双绞用以产生绿线与天然色线固 持双绞178gn。然而，应注意的是尽管该红与蓝固持双绞178rb及该绿线与天然色线固持 双绞178gn如图10中可见地自端部表面166a左右地延伸，但该红与蓝固持双绞174rb以及该绿线与天然色线 固持双绞174gn于相反方向(右及左，如图10中可见)自相对端部表 面166b延伸。也就是说，位于一端部表面166a处的该红与蓝固持双绞174rb，以与自该相 对端部表面166b延伸的绿线与天然色线固持双绞174gn相同的方向延伸。这能够在图14 中清楚可见，与图10相比图14中的固持双绞174rb、178gn较长。
包括该固持双绞段174用以确保该双绞线178的所需电气特性以与其离开中心 孔162相一致的方式加以维持，并保持该变压器的主要侧与该变压器的次要侧之间所需的 耦合。通过经由该绿线与天然色线178g、178n的双绞产生绿线及天然色线固持双绞174gn 以及红线与蓝线178r、178b的双绞产生红线及蓝线固持双绞174rb，来产生该固持双绞段 174，从而以相一致的方式保持所需电气特性及该等变压器之主要侧与次要侧之间的耦合。 更特定言之，每一固持双绞包括来自于该变压器之主要侧的一条线(1781 或178g)以及来 自于该变压器之次要侧的一条线(178b或178η)，为了在该变压器内尽可能长久地且尽可 能相一致的一方式维持耦合，较佳地达到有意地将该等主要与次要线引导于不同的方向上 的程度。通过使用该固持双绞，可精确地控制当该双绞线178离开该中心孔166时的未双 绞，并因而该变压器之主要与次要侧之耦合可以相一致方式加以控制，容许了对该等磁性 元件151之制造变化性进行控制。因此，如此产生的磁性插口能够相一致地提供工业上所 需的高数据速率。
在执行具有该等固持双绞绕组的一变压器与不具该等绕组的一变压器之比较作 业的测试中，已发现的是通过控制该主要与次要线在离开该环形线圈时的接近性，所有的 正向回波损耗(forward return loss)、反向回波损耗(reverse return loss)、正向插入 损耗(forward insertion loss)及反向插入损耗(reverse insertion loss)皆得以改良。 更特定言之，回波损耗在400MHz会好2. 5dB以及插入损耗在400MHz会好0. 5dB。由于改良 的该等磁性元件151之电气性能对于提供一可制造设计而言是有利的，并能够可靠地在高 速下作业，诸如每秒10亿位(Gigabits)，性能上的改良以及该等磁性元件之一致性的改良 特别地有帮助。
在该绿线与天然色线固持双绞174gn以及该红与蓝固持双绞174rb产生之后，该 等线(178r、178n、178g及178b)继续进行成为标准双绞段176，如图11中清楚可见。在该等 标准双绞段处，对该等线进行双绞以根据需要而适当地将各线相关联用于最终的总成。更 特定言之，来自于环形线圈160之一端部表面166a的该蓝线178b与自环形线圈160之该 相对端部表面166b延伸的该天然色线(natural wire) 178η双绞，用以产生最终的双绞线 176bn。在该固持双绞绕组段174中与该蓝线178b双绞并自环形线圈160之端部表面166a 延伸的该红线178r，接着与自另一端部表面166b延伸并在自该另一端部表面166b延伸的 该固持双绞绕组段174中与天然色线178η双绞的该绿线178g双绞，以产生最终的双绞线 176rgo同样地，自该第一端部表面166a延伸(如图11中所示的左边)的该天然色线178η 与自环形线圈160之该相对端部表面166b延伸的该蓝线178b双绞，以产生最终的双绞线 176bn。最终地，自该第一端部表面166a延伸的该绿线178g与自该相对端部表面166b延 伸的该红线178r双绞，以产生最终的双绞线176rg。如图11中所示，延伸至左边的该红与 绿最终的双绞线176rg将自其剥去其绝缘物，以使它们互连在一起作为该变压器电路的一 中心分接头。同样地，如图11中所示延伸至左边的该蓝线与天然色线最终双绞线176bn，亦 将自其剥去其绝缘物，以使它们电连接并亦作为该变压器的次要电路的一中心分接头。[0068]在一些例子中，需要将以单独或是个别方式延伸的任何线178之长度减至最小。 当该等线178以如图7中所示的双绞方式延伸穿过变压器环形线圈160时，该等线以相一 致的方式耦合在一起。当该等线离开该中心孔162时，成对的线双绞在一起以构成该固持 双绞段174，包括耦合该等变压器的主要及次要侧。接着，将构成该等固持双绞段的该等成 对的线分开，以及产生另外的成对的线并双绞在一起用以构成该等标准双绞段176，致使形 成双绞的成对线用于传送差动信号以及中心分接头。如此，可以未与另一线耦合的任何线 延伸之长度减至最小的方式来形成自该等固持双绞段174到该等标准双绞段176的转变部 分。参考图11，图中可见该等线从该固持双绞段(由线178gn构成)延伸至左边于转变部 分(位于175a处)紧接地进入该等标准双绞段(由线178bn、178rg构成)。另一方面，图 中可见，在图11中从由线178rb、178gn构成的该固持双绞段至右边的转变部分未紧接地转 变进入该等标准双绞段(由线178bn、178rg构成)，而该等线独自地(于175b处)延伸一 段距离直至开始标准双绞段为止。视系统及其他因数之灵敏度而定，在此转变期间该等线 独自地行进的该段距离会造成系统性能降 低(例如，效率降低)，因而右边态样可能是较 不希望的。换言之，增加主要与次要线之间的该接近部分及它在哪里结束的一致性，已被确 认将趋于提供一更为可靠的总成。
如图12中所示，所述抗流器环形线圈190相对于该变压器在箭头“A”的方向上 向下地滑动，以使该上红与绿最终双绞线176rg延伸通过抗流器环形线圈190的中心开 口 192，直至其下表面194与该红与绿最终双绞线176rg与该蓝线及天然色线最终双绞线 176bn之间该相交部分196相邻为止。该绿与红最终双绞线176rg接着环绕抗流器环形线 圈190的外表面198形成圈，该绿与红最终双绞线176rg的该端部接着往回穿过抗流器环 形线圈190之该中心孔192。重复此过程直至该红与绿最终双绞线176rg缠绕抗流器环形 线圈190的该外表面198达所需次数(于图12中所示为8次)为止，且环绕抗流器环形线 圈190的该外表面198该等匝如图6中所示般均勻地隔开。
还可能具有附加结构用以完成固持双绞绕组段174之目标(亦即，确保当该等双 绞线178环绕变压器环形线圈160时，该变压器的该主要与次要侧的相一致且紧密的物理 定位与耦合)。例如，如图13及14中所示，可环绕与环形线圈160的端部表面166a、166b 相邻的双绞线178施加一弹性夹具或开环200。夹具200为一环形圈状具有一中心孔202 以及当将该等双绞线178压入中心孔202时所通过的一开口 204。中心孔202按适当尺寸 制作，以具有一直径稍微小于双绞线群组178的直径，以使该夹具200受压缩而将该等双绞 线178固持于其中。开口 204按适当尺寸制作，以容许插入该等双绞线178而让该夹具200 环绕或包围该等双绞线足以将其固持在适当位置。尽管图中所示该夹具200所具有的端部 206在一圆周方向上为间隔开的，并环绕该圆周大约300度地延伸，视该夹具200的可挠性 而定，但该等端部可更为紧密地在一起或甚至是部分重叠并位于不同的平面中，只要夹具 200具充分的可挠性用以容许该等双绞线在该夹具的该等端部之间通过而将该双绞线178 固持在该中心孔202中。该夹具可以海翠(Hytrel)、硅橡胶或是其他具充分可挠性材料制 成。此外，可使用将该等线固持在适当位置的其他结构，诸如胶带、橡皮圈或电缆系带。
此外，可使用可任择的线双绞结构。例如，参考图15，该等固持双绞段174与图 10者相比可被加长。较长的来自于该变压器环形线圈160的一端部166a的红与蓝固持双 绞174rb’，可与较长的来自于该变压器环形线圈之另一端部166b的绿线与天然色线固持双绞174gn’双绞，用以产生一附加的双绞210rbgn (图16)。同样地，来自于该环形线圈160 的该第一端部166a的较长绿线与天然色线固持双绞174gn’，可与来自于该环形线圈160之 该相对端部166b的较长的红与蓝固持双绞174rb’双绞在一起，用以产生一第二附加双绞 210rbgn(图17)。在产生该等附加双绞之后，接着将该等线分开并再次双绞以产生自该环 形线圈160之相对端部166a、166b延伸的红与绿最终双绞线176rg，以及亦自该环形线圈 160之相对端部166a、166b延伸的蓝线与天然色线最终的双绞线176bn，如图18中所示并 与图11中所示者相似。在该位置处，该抗流器环形线圈190在该上红与绿最终双绞线176rg 上滑动并如图12中所显示以及相对于图12所说明般处理，以产生如图19中所示的可任择 变压器及抗流器次总成215。通过产生该等附加双绞，变压器的主要与次要侧之间的耦合为 相一致地耦合，且到该最终双绞线的该转变得到简化。因此，在该等经耦合的主要与次要线 延伸超出该变压器环形线圈的内部后可使用主要与次要线之间某最小预定数目次双绞，来 控制该变压器中该等主要与次要线之间耦合的变化。再者，假若该等主要与次要线的接近 性是受控制的，直至该等主要与次要线意欲以不同的方向行进(例如，完成转向)为止，则 能够进一步地改良该变压器的效率。因此，已确定的是，在多数情况下，越接近完成该转向 的位置得到小心地控制，变压器的性能将越佳。
图20-23中显示用于将该等线178固持在其所需位置的一双绞结构的一另外的具 体实施例。图20显示具有与图8相似的双绞线但是缠绕该环形线圈的双绞线178之数目 或是匝数不同的一变压器环形线圈160。图20之该缠绕变压器环形线圈160以与图8相 似的方式装配，但该等线178穿过中心孔162的次数较图8多一次。在所示的具体实施例中，最终环形线圈160具有缠绕其外表面164五次的双绞线178。在图20中所图示的装配 阶段，该等双绞线178环绕该外表面164配置四次并且相互间隔约七十二度配置，除了相隔 最远的两组线以外，这两组线大约间隔一百四十四度，以定义一对准位置168 (图21)，此 对准位置168大约距该等间隔最远的两组双绞线七十二度且介于这两组线之间。
该等双绞线178的一端部自环形线圈160的顶部与底部表面166a、166b的每一表 面延伸。该等双绞线的该第一端部178a横向地移动，以使其大致上位在环形线圈160的外 横向(如图21中的左边)表面上方，并与该对准位置168对准。接着，该等双绞线178的 第二或相对端部178b沿着下表面166b及外表面164向上弯曲与位在环形线圈160之该外 表面164上的对准位置168对准，并缠绕该等双绞线178之第一端部178a —次，用以产生 一单一双绞220其包括缠绕该第一端部178a之所有线的该第二端部178b之所有线。如图 21中所示，该等双绞线178的该第二端部178b延伸横越环形线圈160之该顶部表面166a 并离开该对准位置168。
接着，来自于该等第一及第二端部178a、178b的各线在该单一双绞220外(或是 如图21中所示在其上方)会立即解开。接着，各线以与图11中所示相似的一方式双绞，用 以为该最终总成产生所需的标准双绞段176 (图22)。更特定言之，来自于双绞线178的第 一端部178a的蓝线178b与双绞线178的第二端部178b的天然色线178η双绞，用以产生 最终的双绞线176bn。来自于双绞线178的第一端部178a的红线178r与双绞线178的第 二端部178b的绿线178g双绞，用以产生最终的双绞线176rg。同样地，来自于双绞线178 的第一端部178a的天然色线178η与双绞线178的第二端部178b的蓝线178b双绞，用以 产生最终的双绞线176bn。最后，来自于双绞线178的第一端部178a延伸的绿线178g与双绞线178的第二端部178b的红线178r双绞，用以产生最终的双绞线176rg。延伸至图22 中右边的该红与绿最终双绞线176rg，将其绝缘物自其剥去，以使它们互连在一起作为该变 压器电路的一中心分接头。同样地，如于图22中所示延伸至右边的该等蓝线与天然色线最 终双绞线176bn的其中之一者亦自其将其绝缘物剥去，以使它们电连接并亦使用作为该变 压器之该次要电路的一中心分接头。
如图22中所示般向上延伸的红与绿最终双绞线176rg接着滑进抗流器环形线圈 190的中心开口 192，直至其下表面194大致上与该单一双绞220相邻为止。该绿与红最终 双绞线176rg缠绕抗流器环形线圈190的该外表面198，且该绿与红最终双绞线176rg的 端部接着往回穿过抗流器环形线圈190的该中心孔192。重复此过程直至该红与绿双绞线 176rg缠绕抗流器环形线圈 190的该外表面198达所需次数，且环绕抗流器环形线圈190的 该外表面198的该等匝如图23中所示般均勻地隔开。
图24显示本发明的一可任择具体实施例的前侧，处于其完全装配的形式。如图所 示，磁性插口 300为一单一端口插口，用以接受多个以太网路或RJ-45型的插头(未显示)。 因为单一端口磁性插口 300的多数组件与多端口磁性插口 100的该等组件相同，故使用相 同的元件符号来标示相同的元件。磁性插口 300包括一磁性插口外壳302，其以诸如一合成 树脂的一绝缘材料构成，且包括一单一前侧开口或端口 303，其被配置以接受一以太网路或 RJ-45型的插头(未显示)。该磁性插300被配置以安装在印刷电路板304上。使用一金 属或是其他传导性屏蔽总成306包围该磁性插口外壳302以达到RF及EMI屏蔽的目的，以 及用于提供一接地参考。屏蔽总成306为一一件式构件，具有一后折板306a其向下折叠覆 盖外壳302，用以如业界所熟知完全地围住并屏蔽该外壳。
参考图25及26，次总成模组318包括一接触模组320电连接至一印刷电路板 (PCB) 322。该PCB 322安装至一组件外壳326，其包括磁性电路及滤波组件。该PCB 322包 括电阻器、电容器以及任何其他与位在该组件外壳326内部的抗流器及变压器相关连的组 件，其一起地包含该磁性插口的滤波电路。
接触总成321提供物理及电气接口，包括接触终端328，用以连接至一以太网路插 头。该接触模组320经由所焊接的导线332电连接至该PCB 322，或以某些其他方式电连接 至沿着其一边缘335设置的一行孔334。
参考图27，组件外壳326为一一件式构件用以固持其中的磁性元件151。如以上 所述，该等磁性元件151提供阻抗匹配、信号成形与调节、高电压隔离及共模噪声降低。变 压器及抗流器次总成152的结构与上文中所述的相同故不再重复。然而，并不是如上文所 述地将变压器及抗流器次总成152插入组件外壳126的该等侧边，而是通过位于组件外壳 326的底部中的一开口 344将变压器及抗流器次总成152插入。如上所述，将与变压器及抗 流器次总成152结合的该等线178焊接至导电金属接脚354。焊接该等导线之后，如有需要 可将环氧化合物插入该开口 344。最终，将该PCB 322安装在该组件外壳326上以完成该接 触模组320之总成，并可将此模组插入磁性插口外壳302中。
尽管已就图示的具体实施例说明提供了揭示内容，但应了解的是该揭示内容不应 诠释为具限制性。无庸置疑地，熟知此技艺之人士已阅读以上揭示内容之后，对其而言各种 改变及修改将为显而易见的。例如，该等线的色彩可加以改变及/或该等线可不同地加以 分组。因此，熟知此技艺之人士由审视此揭示内容将想到众多的属所附权利要求
的范围与精神内 的其他具体实施例、修改及变化。
权利要求
1.一种在一磁性插口中使用的电气组件，其特征是，包含一变压器磁芯；多数个导体，界定接近该变压器磁芯的一中心绕组段、与该变压器磁芯隔开的多数个 外双绞段，以及设置在该等外双绞段与该中心绕组段之间的一导体接近段；所述中心绕组段包括以一样式配置的一数目的导体，用以界定一中心导体群组，让该 中心导体群组缠绕该变压器磁芯一次数并界定一变压器的一主要侧的一导体以及该变压 器的一次要侧的一导体；每一外双绞段包括至少一对以一双绞样式双绞在一起的导体，该等导体电连接至该中 心导体群组但与该中心导体群组隔开；以及所述导体接近段被配置以当该中心绕组段的该等导体自该变压器磁芯延伸时，保持该 变压器的该主要侧的该导体与该变压器的该次要侧的该导体受控制地接近。
2.如权利要求
1所述的电气组件，其特征是，其中所述变压器磁芯在形状上是环形的， 且包括相对地面向的第一及第二表面以及一中心孔界定一在该第一与第二表面之间延伸 的内表面。
3.如权利要求
2所述的电气组件，其特征是，其中每一导体包括第一及第二端部，该等 第一及第二端部与各自的第一及第二表面相邻地自该变压器磁芯延伸，所述导体接近段通 过将该等导体的该等第二端部的一部分缠绕该等导体的该等第一端部的一部分来界定。
4.如权利要求
3所述的电气组件，其特征是，其中所述多数个导体包括第一、第二、第 三及第四导体，该第一导体之该第一端部的一部分与该第二导体之该第二端部的一部分双 绞，以界定一第一外双绞段，以及该第四导体之该第一端部的一部分与该第三导体之该第 二端部的一部分双绞，以界定一第二外双绞段。
5.如权利要求
4所述的电气组件，其特征是，其中该第一导体之该第二端部的一部分 与该第二导体之该第一端部的一部分双绞，以界定一第三外双绞段，以及该第三导体之该 第一端部的一部分与该第四导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第四外双绞段。
6.如权利要求
5所述的电气组件，其特征是，其中用以界定该第三外双绞段而双绞的 该第一导体之该第二端部的该部分与该第二导体之该第一端部的该部分一起共同地容许 该第三外双绞导体段使用作为一第一中心分接头，以及用以界定的该第四双绞段而双绞的 该第三导体之该第一端部的该部分与该第四导体之该第二端部的该部分一起共同地容许 该第四外双绞导体使用作为一第二中心分接头。
7.如权利要求
2所述的电气组件，其特征是，其中通过使用超出该变压器磁芯的中心 孔至少一最小数目次的导体双绞，来提供导体接近段的该受控制的接近性。
8.如权利要求
1所述的电气组件，其特征是，其中该中心绕组段以一重复、双绞的样式 加以配置。
9.如权利要求
1所述的电气组件，其特征是，其中所述多数个导体包括第一、第二、第 三及第四导体，各导体具有第一与第二端部，各导体的该第一与第二端部与第一及第二分 离表面相邻地自该变压器磁芯延伸，通过将该第二导体之该第一端部的一部分与该第三导 体之该第一端部的一部分双绞而界定一第一导体接近段，以及通过将该第一导体之该第二 端部的一部分与该第四导体之该第二端部的一部分双绞而界定一第二导体接近段。
10.如权利要求
9所述的电气组件，其特征是，其中该第一导体之该第一端部的一部分与该第二导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第一外双绞段，该第四导体之该第一 端部的一部分与该第三导体之该第二端部的一部分双绞，以界定一第二外双绞段，该第一 导体之该第二端部的一部分与该第二导体之该第一端部的一部分双绞，以界定一第三外双 绞段，以及该第三导体之该第一端部的一部分与该第四导体之该第二端部的一部分双绞， 以界定一第四外双绞段。
11.如权利要求
1所述的电气组件，其特征是，其中所述导体接近段包括一夹具，固持 该变压器的该主要侧的该导体使之与变压器的该次要侧的该导体受控制地接近。
12.—种模组化插口，其特征是，包含一绝缘性外壳，具有一端口被配置以接受一相配合的插头，该外壳具有一腔室于其中；多数个终端，设置在该端口中并被配置以与该相配合的插头的接点相接合；以及一电气组件，其可操作地与所述多数个终端耦合并被配置以调节通过该等终端的信 号，该组件包含一变压器磁芯；多数条线，界定接近该变压器磁芯的一中心绕组段、与该变压器磁芯隔开的多数个外 双绞线段以及设置在该等外双绞线段与该中心绕组段之间的一线接近段；所述中心绕组段包括以一样式被配置的一数目条线，用以界定一中心线群组，让该中 心线群组缠绕该变压器磁芯一次数并界定一变压器的一主要侧的一导体以及该变压器的 一次要侧的一导体；每一外双绞线段包括至少一对以一双绞样式双绞在一起的线，该等线电连接至该中心 线群组但与该中心线群组隔开；以及所述线接近段被配置以当该中心绕组段的该等线离开该变压器磁芯时，保持该变压器 的该主要侧的该导体与该变压器的该次要侧的该导体受控制地接近。
13.如权利要求
12所述的模组化插口，其特征是，其中所述变压器磁芯在形状上是环 形的，且包括相对地面向的第一及第二表面以及一中心孔界定一在该第一与第二表面之间 延伸的内表面。
专利摘要
一种在磁性插口中使用的电气组件及具该电气组件的模组化插口，该电气组件包含一变压器，其具有多数个用以界定一中心绕组段的导体，多数个外双绞段及多数个设置在每一外双绞段与中心绕组段之间的导体接近段。所述中心绕组段包括缠绕环形柱心并将一变压器的一主要侧的一导体与变压器的一次要侧的一导体相耦合的多数个导体。每一外双绞段包括至少一对以一预定的双绞样式双绞在一起的导体，这些导体电连接至该中心绕组段但与该中心绕组段隔开。所述导体接近段被配置以保持变压器的该主要侧的导体以及变压器的次要侧的导体之间物理上的接近性。
文档编号H01R13/66GKCN201893213SQ200990100021
公开日2011年7月6日 申请日期2009年10月16日
发明者布莱恩P·欧莫雷, 文斯·都柏伦, 肯特E·雷涅 申请人:摩勒克斯公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan