Brevet FR2934424A1 — publié le 20100129

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un insert et un procédé d'assemblage d'un tel insert. Elle s'applique, en particulier, aux inserts pour la connexion de systèmes électroniques ou informatiques, notamment aux inserts de type RJ45 (acronyme de Registered Jack). ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les fiches, ou � plugs �, sont destinées à assurer la connexion électrique entre des lignes électriques par insertion dans un insert, ou prise. Lors de cette insertion, au moins une partie des plaquettes de la fiche viennent en appui sur des contacts homologues de l'insert. Les lignes et les plaquettes parallèles étant proches, des effets d'induction électromagnétiques induisent une diaphonie (en anglais � crosstalk �), c'est-à-dire une perturbation des signaux véhiculés sur une ligne par les signaux véhiculés sur les lignes voisines. Afin de minimiser la diaphonie, on utilise, par exemple, des paires torsadées dans les câbles servant aux transmissions de données dans les réseaux téléphoniques et informatiques. Cependant, un type de diaphonie locale de terminaison de ligne, ou NEXT (acronyme de Near End CrossTalk) reste présent. En effet, pour les hautes fréquences, un effet de capacité entre les plaquettes parallèles de la fiche provoque de la diaphonie dite � paradiaphonique �. Pour réduire cette perturbation, le standard RJ45 CAT6A, qui concerne les réseaux à 10 Gbit impose une isolation para-diaphonique, à savoir : - 54 dB d'isolation para-diaphonique à 100 MHz, - 46 dB d'isolation para-diaphonique à 250 MHz et - 37 dB d'isolation para-diaphonique à 500 MHz. On rappelle ici qu'un connecteur RJ45 est une interface physique souvent utilisée pour terminer les câbles de type paire torsadée. Il comporte huit broches de connexions électriques. La norme ISO CEI 11801 (amendements 1 et, en cours, 2) définit les performances d'un canal de transmission. On connaît le document US 5,547,405 qui décrit des moyens pour réduire la diaphonie, du côté de l'insert. Ainsi, dans un insert comportant quatre contacts, ce document prévoit une extension latérale (114) partant du premier contact (B), passant devant le deuxième (A) pour s'étendre devant le troisième (C). De cette manière, on compense, par la capacité créée entre les troisième et cinquième contacts, la capacité de la fiche provoquant la diaphonie. De même, une extension latérale (124) part du quatrième contact (D), passe devant le troisième (C) pour s'étendre devant le deuxième (B) pour y former une capacité de compensation. Dans le cas d'un insert comportant huit contacts (voir figures 8 et 9), ce document prévoit quatre capacités de compensation (16A, 16B, 16C et 16D) formées de la même manière par des extensions latérales 3 et 6 de part et d'autre des troisième et sixième contacts. Cette solution technique présente de nombreux inconvénients. Comme illustré en figure 8, elle provoque une inductance parasite Lp3 et Lp6, respectivement, dans la fine liaison (128, figure 2) qui relie le contact à chacune de ses extensions latérales, ce qui ajoute une perturbation diaphonique, notamment selfique, des signaux. De plus, ces fines liaisons forment des capacités parasites avec le contact qu'elles franchissent, ce qui augmente la diaphonie entre les signaux. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. OBJET DE L'INVENTION A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un insert comportant au moins un ensemble de quatre contacts consécutifs, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de séparation des contacts dudit ensemble de contacts, en deux groupes de contacts écartés l'un de l'autre, l'un des groupes comportant les contacts pairs et l'autre comportant les contacts impairs et - dans au moins l'un des groupes, des moyens de réduction de la diaphonie. Grâce à ces dispositions, on réduit la diaphonie, par exemple en créant une capacité de compensation de diaphonie entre les troisième et cinquième contacts, d'une part, et une capacité de compensation de diaphonie entre les quatrième et sixième contacts, d'autre part. De plus, du fait de la distance entre les groupes de contacts, il n'est pas nécessaire de prévoir de partie fine latérale et on évite ainsi la constitution d'inductances parasites. Enfin, puisque les contacts successifs se trouvent dans des groupes de contacts différents, ils sont éloignés entre eux et ne réalisent donc qu'une capacité négligeable entre eux. On note que, dans un insert possédant plus de contacts que ledit ensemble de contacts, cette ensemble est, par exemple, constitué des contacts centraux. Par exemple, dans un insert à huit contacts, l'ensemble de contacts caractéristique de la présente invention comportera les troisième, quatrième, cinquième et sixième contacts. Selon des caractéristiques particulières, chaque groupe de contacts comporte des moyens de réduction de diaphonie, les moyens de réductions de diaphonie du premier groupe de contacts créant une capacité tripolaire entre les premier, troisième et cinquième contacts de l'insert et les moyens de réduction de diaphonie du deuxième groupe de contacts créant une capacité tripolaire entre les quatrième, sixième et huitième contacts de l'insert. On définit une capacité tripolaire par l'absence pratiquement totale d'effet selfique entre les deux armatures parallèles se trouvant en regard d'une unique armature. Selon des caractéristiques particulières, les moyens de réductions de diaphonie comportent des extensions conductrices latérales de contacts en regard l'un de l'autre et un film diélectrique interposés entre lesdites extensions conductrices latérales en regard l'une de l'autre. Selon des caractéristiques particulières, dans chaque groupe de contacts, un contact comporte des extensions latérales s'étendant vers des extensions latérales de deux autres contacts du même groupe de contacts. On réalise ainsi une capacité tripolaire dans chacun des groupes de contacts. L'usage de condensateurs multipolaires présente l'avantage d'éliminer les inductances parasites des liaisons entre condensateurs. La suppression de ces inductances parasites améliore l'efficacité des compensations, ce qui a pour effet d'assurer une meilleure performance en augmentant la bande passante du couple formé de le la fiche et de l'insert ainsi que l'isolation entre paires de contacts. Selon des caractéristiques particulières, tous les contacts dudit insert font partie dudit ensemble de contacts. Ainsi, tous les contacts sont répartis, 10 selon leurs parités, dans les deux groupes de contacts. Selon des caractéristiques particulières, ledit insert comporte huit contacts. Par exemple, ledit insert est de type RJ45. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé d'assemblage d'un insert, caractérisé en ce qu'il comporte : 15 - une étape de réalisation d'un premier demi-insert mécaniquement liée à un premier groupe d'au moins deux contacts et à des premiers moyens de réduction de diaphonie, - une étape de réalisation d'un deuxième demi-insert mécaniquement liée à un deuxième groupe d'au moins deux contacts et 20 - une étape d'assemblage des deux demi-insert de manière à ce que les deux groupes de contacts restent écartés l'un de l'autre et comportent, respectivement, les contacts pairs et les contacts impairs d'un ensemble de contacts consécutifs de l'insert. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé 25 étant similaires à ceux de l'insert objet de la présente invention, telle que succinctement exposée ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et 30 nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma théorique de compensation de diaphonie pour un insert selon la norme RJ45, - la figure 2 représente, schématiquement, le positionnement des contacts d'un mode de réalisation particulier de l'insert objet de la présente invention, - les figures 3A à 3E représentent, pour un premier demi-insert de l'insert illustré en figure 2, deux vues en perspectives, une vue de côté et deux vues en coupe, - les figures 4A à 4E représentent, pour un deuxième demi-insert de l'insert illustré en figure 2, deux vues en perspectives, une vue de côté et deux vues en coupe, - la figure 5 représente un schéma électrique équivalent de l'insert illustré en figures 2 à 4 avec capacités tripolaires, - la figure 6 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé d'assemblage d'un insert objet de la présente invention, - les figures 7A à 7H représentent les formes des extensions longitudinales des contacts de l'insert illustré en figures 1 à 5, - la figure 8 représente des contacts munis d'extension latérales d'in sert décrit dans le document US 5,547,405 et - la figure 9 représente, schématiquement, le schéma électrique équivalent de l'insert décrit dans le document US 5,547,405. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION On observe, en figure 1, que dans une fiche à huit plaquettes destinées à venir en appui sur huit contacts d'un insert : - la capacité 23, réalisée par la surface de la deuxième plaquette en vis-à-vis de la troisième plaquette, est responsable de la diaphonie intrinsèque de la fiche entre la paire des premier et second contacts et la paire des troisième et sixième contacts, - la capacité 67, réalisée par la surface de la sixième plaquette en vis-à-vis de la septième plaquette, est responsable de la diaphonie intrinsèque de la fiche entre la paire des septième et huitième contacts et la paire des troisième et sixième contacts, - les capacités 34 et 56, respectivement réalisées entre les troisième et quatrième contacts, d'une part, et entre les cinquième et sixième contacts, d'autre part, sont responsables de la diaphonie intrinsèque de la fiche entre la paire des quatrième et cinquième contacts et la paire des troisième et sixième contacts. Le schéma théorique de compensation de diaphonie pour une fiche conforme au standard RJ45 comporte, dans un insert, une capacité 13 entre les premier et troisième contacts, une capacité 35 entre les troisième et cinquième contacts, une capacité 46 entre les quatrième et sixième contacts et une capacité 68 entre les sixième et huitième contacts. En particulier : - la capacité 13 compense la capacité 23 afin de diminuer la diaphonie entre la paire des premier et second contacts et la paire des troisième et sixième contacts, - la capacité 68 compense la capacité 67 afin de diminuer la diaphonie entre la paire des septième et huitième contacts et la paire des troisième et sixième contacts et - les capacités 35 et 46 compensent les capacités 34 et 56 afin de diminuer la diaphonie entre la paire des quatrième et cinquième contacts et la paire des troisième et sixième contacts. Les couplages capacitifs de la fiche sont ainsi compensés par les couplages capacitifs de l'insert. Plus ces couplages capacitifs de compensation se situent près des capacités de le fiche, plus le niveau de performance du couple formé de l'insert et de la fiche est élevé. En effet, les conducteurs situés entre les couplages capacitifs de la fiche et les couplages capacitifs de compensation de l'insert, introduisent des inductances néfastes aux compensations recherchées. Pour réaliser la compensation, on équilibre les couplages capacitifs intrinsèques de la fiche et les couplages de compensation réalisés dans l'insert. Dans un but explicatif, en figure 2, ne sont représentées que les parties conductrices d'un mode de réalisation particulier d'un insert objet de la présente invention et les contacts sont représentés en transparence partielle. On observe, en figure 2, huit contacts consécutivement référencés 101 à 108. Ces contacts se répartissent en deux groupes de contacts 110 et 111 comportant respectivement les contacts de références impaires, 101, 103, 105 et 107, et les contacts de références paires, 102, 104, 106 et 108. Dans le premier groupe de contacts, 110, un film diélectrique 120 sépare les contacts 101 et 105, au dessus, et le contact 103, au dessous. Les contacts 101 et 105 sont dotés d'extensions latérales rectangulaires, respectivement 141 et 145, s'étendant le long du film diélectrique 120. Le contact 103 est doté d'extensions latérales rectangulaires 143 s'étendant le long du film diélectrique 120 de manière à former, avec les contacts 101 et 103 et leurs extensions latérales 141 et 145, une capacité tripolaire. On rappelle ici que l'on définit une capacité tripolaire par l'absence pratiquement totale d'effet selfique entre les deux armatures parallèles se trouvant en regard d'une unique armature. Une capacité tripolaire est, par exemple, constituée d'une armature centrale dont la largeur, entre les zones où elle se trouve en regard des autres armatures, est supérieure à la moitié de la largeur dans ces zones. Préférentiellement, le ratio de ces largeurs (largeur intermédiaire / largeur d'armature) est supérieur à deux tiers. Dans le mode de réalisation décrit dans les figures, ces largeurs sont identiques. A l'inverse, dans l'insert illustré en figures 8 et 9 (relatives au document d'art antérieur US 5,547,405), la largeur de la liaison électrique entre les deux armatures des condensateurs 3 (respectivement 6) est d'environ un quart de la largeur des armatures des condensateurs 3 (respectivement 6), ce qui induit un effet selfique non négligeable. Une capacité tripolaire peut aussi être définie comme une capacité a trois armatures, dont une armature centrale et deus armatures latérales en regard de parties de l'armature centrale telle que la zone de liaison entre les armatures latérales possède une longueur inférieure ou égale au quadruple de sa largeur et, préférentiellement, au double de sa largeur. Le contact 107 se trouve, par rapport au film diélectrique 120, du même côté que le contact 103. Dans le deuxième groupe de contacts, 111, un film diélectrique 130 sépare les contacts 104 et 108, au dessous, et le contact 106, au dessus. Les contacts 104 et 108 sont dotés d'extensions latérales rectangulaires, respectivement 144 et 148, s'étendant le long du film diélectrique 130. Le contact 106 est doté d'extensions latérales rectangulaires 146 s'étendant le long du film diélectrique 130 de manière à former, avec les contacts 104 et 108 et leurs extensions latérales, une capacité tripolaire. Le contact 102 se trouve, par rapport au film diélectrique 130, du même côté que le contact 106. On observe aussi, en figure 2, que les contacts de l'insert s'étendent différemment, à partir de leur zone en regard du film diélectrique 120 afin de former la zone de contact avec la plaquette homologue de la fiche. Ainsi, le contact 101 descend pour rejoindre le plan du film diélectrique 130. Puis les contacts 101 et 102 sont parallèles entre eux et reviennent, après une zone courbée formant un angle aigu, vers l'arrière de l'insert pour y former leur zone de contact courbée formant un angle obtus. Le contact 107 descend pour rejoindre le plan du film diélectrique 130. Puis les contacts 107 et 108 sont parallèles entre eux et aux contacts 101 et 102. Le contact 103 et le contact 105 sont sensiblement parallèles et présentent une zone de contact courbée formant un angle obtus. Le contact 104 et le contact 106 sont sensiblement parallèles et présentent une zone de contact courbée formant un angle obtus. Ces angles obtus sont choisis pour que les distances entre les contacts consécutifs soient maximales. Ainsi, les capacités entre les contacts consécutifs sont réduites, ce qui limite la diaphonie engendrée par ces capacités indésirables. De même, puisque les contacts 102 et 103, respectivement 106 et 107, présentent des formes très différentes, la capacité qu'ils forment entre eux est minimisée. Chacun des groupes de contacts écartés, comportant respectivement les contacts de références paires et les contacts de références impaires, comprend ainsi quatre contacts dont trois d'entre eux réalisent, avec des extensions latérales conductrices une capacité tripolaire. Dans des modes de réalisation, on prévoit une couche diélectrique, par exemple un film en polyimide, pour séparer les armatures de chaque condensateur tripolaire. L'usage de condensateurs multipolaires présente l'avantage d'éliminer les inductances parasites des liaisons entre condensateurs. La suppression de ces inductances parasites améliore l'efficacité des compensations ce qui a pour effet d'assurer une meilleure performance en augmentant la bande passante du produit ainsi que l'isolation entre paires. Du fait que les extensions latérales possèdent, chacune, une forme en parallélépipède rectangle, on réduit leur inductance par rapport à une forme qui aurait comporté une partie intermédiaire plus fine. Comme on l'observe en regard des figures 3A à 4E, l'insert illustré en figure 2 est constituée par assemblage, notamment, de deux sous ensembles, improprement appelés � demi-insert � par la suite, qui solidarisent, chacun, l'un des deux groupes de contacts formés des contacts pairs, d'une part, et des contacts impairs, d'autre part. Le premier demi-insert, illustré en figures 3A à 3E, comporte un corps 305 qui solidarise les contacts 101, 103, 105 et 107 et le film diélectrique 120. Chacun des contacts comporte une partie terminale 310, destinée à sa liaison avec une ligne électrique reliée à l'insert, et une extension longitudinale 315 qui comporte une zone de contact avec une plaquette homologue de la fiche correspondante. Les extensions longitudinales des contacts extrêmes, 101 et 107, présentent un coude formant un angle aigu avant d'atteindre la zone de contact. Inversement, les extensions longitudinales des contacts centraux, 103 et 105, présentent des angles obtus, dont l'angle formé au niveau de la zone de contact. Les figures 3C à 3E illustrent la forme des extensions latérales 141, 143 et 145 des contacts 101, 103 et 105, à l'intérieur du corps 305. Comme on l'observe, en figure 3E, le contact 103 présente deux extensions latérales 143 s'étendant respectivement vers les contacts 101 et 105. De même, le contact 101 présente une extension latérale 141 s'étendant vers le contact 103. Enfin, le contact 105 présente une extension latérale 145 s'étendant vers le contact 103. Entre ces extensions latérales 141 et 145, d'une part et les extensions latérales 143, d'autre part, une isolation électrique permet la constitution d'un condensateur tripolaire. Le deuxième demi-insert, illustré en figures 4A à 4E, comporte un corps 405 qui solidarise les contacts 102, 104, 106 et 108 et le film diélectrique 130. Chacun des contacts comporte une partie terminale 410, destinée à sa liaison avec une ligne électrique reliée à l'insert, et une extension longitudinale 415 qui comporte une zone de contact avec une plaquette homologue de la fiche correspondante. Les extensions longitudinales des contacts extrêmes, 102 et 108, présentent un coude formant un angle aigu avant d'atteindre la zone de contact. Inversement, les extensions longitudinales des contacts centraux, 104 et 106, présentent des angles obtus, dont l'angle formé au niveau de la zone de contact. On note, comme illustré en figures 7A à 7H qui représentent, respectivement, les contacts 101 à 108 dans leurs demi-insert respectif, que les angles formés par les coudes au niveau des zones de contact des quatre contacts centraux sont choisis pour éloigner ces contacts, réduire les capacités parasites qu'ils engendrent et réduire ainsi la diaphonie. Les figures 4C à 4E illustrent la forme des extensions latérales 144, 146 et 148 des contacts 104, 106 et 108, à l'intérieur du corps 405. Comme on l'observe, en figure 4E, le contact 106 présente deux extensions latérales 146 s'étendant respectivement vers les contacts 104 et 108. De même, le contact 108 présente une extension latérale 148 s'étendant vers le contact 106. Enfin, le contact 104 présente une extension latérale 144 s'étendant vers le contact 106. Entre ces extensions latérales 144 et 148, d'une part et les extensions latérales 146, d'autre part, un film de matériau diélectrique assure une isolation électrique et permet la constitution d'un condensateur tripolaire. On observe, en figure 3B, que le premier demi-insert comporte, du côté opposé au côté des zones de contact, des ergots 350 et des trous 355 qui correspondent respectivement, en figure 4A, dans le deuxième demi-insert, du côté des zones de contact, à des trous 360, ergots 365 pour réaliser un assemblage précis des deux demi-insert lors de la constitution de l'insert. On observe, en figure 5, que le schéma électrique équivalent de l'insert illustré en figures 2 à 4E comporte deux condensateurs tripolaires 135 et 148 constitués respectivement, dans le corps 305 du premier demi-insert, entre les extensions latérales des contacts 101, 103 et 105 et, dans le corps 405 du deuxième demi-insert, entre les extensions latérales des contacts 104, 106 et 108. Ces condensateurs tripolaires ont notamment l'avantage de réduire considérablement les problèmes d'inductance parasite. On observe, en figure 6 que, pour réaliser un insert objet de la présente invention, on effectue : - une étape 605 de réalisation d'un premier demi-insert mécaniquement liée au premier groupe de contacts et à des premiers moyens de réduction de diaphonie, - une étape 610 de réalisation d'un deuxième demi-insert mécaniquement liée au deuxième groupe de contacts et, préférentiellement, à des moyens de réduction de diaphonie et - une étape 615 d'assemblage des deux demi-insert de manière à ce que les deux groupes de contacts restent écartés l'un de l'autre et comportent, respectivement, les contacts pairs et les contacts impaires de l'ensemble de contacts consécutifs de l'insert. REVENDICATIONS1. Insert comportant au moins un ensemble de quatre contacts consécutifs, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de séparation des contacts dudit ensemble de contacts, en deux groupes de contacts écartés l'un de l'autre, l'un des groupes comportant les contacts pairs et l'autre comportant les contacts impairs et - dans au moins l'un des groupes, des moyens de réduction de la diaphonie. 2. Insert selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque groupe de contacts comporte des moyens de réduction de diaphonie, les moyens de réductions de diaphonie du premier groupe de contacts créant une capacité tripolaire entre les premier, troisième et cinquième contacts de l'insert et les moyens de réduction de diaphonie du deuxième groupe de contacts créant une capacité tripolaire entre les quatrième, sixième et huitième contacts de l'insert. 3. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de réductions de diaphonie comportent des extensions conductrices latérales de contacts en regard l'un de l'autre et un film diélectrique interposés entre lesdites extensions conductrices latérales en regard l'une de l'autre. 4. Insert selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans chaque groupe de contacts, un contact comporte des extensions latérales s'étendant vers des extensions latérales de deux autres contacts du même groupe de contacts. 5. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que tous les contacts dudit insert font partie dudit ensemble de contacts. 6. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'elle comporte huit contacts. 7. Procédé d'assemblage d'un insert, caractérisé en ce qu'il comporte :- une étape de réalisation d'un premier demi-insert mécaniquement liée à un premier groupe d'au moins deux contacts et à des premiers moyens de réduction de diaphonie, - une étape de réalisation d'un deuxième demi-insert mécaniquement 5 liée à un deuxième groupe d'au moins deux contacts et - une étape d'assemblage des deux demi-insert de manière à ce que les deux groupes de contacts restent écartés l'un de l'autre et comportent, respectivement, les contacts pairs et les contacts impairs d'un ensemble de contacts consécutifs de l'insert. 10