КОМПЕНСАЦИЯ СТОРОННИХ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ПОМЕХ ДЛЯ СМЕЖНО УСТАНОВЛЕННЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ
COMPENSATION FOR EXTERNAL CROSS NOISE FOR NEIGHBOURING CONNECTORS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к компенсации сторонних перекрестных помех (наводок) на ближнем конце (ППБК, NEXT) и, более конкретно, к компенсации сторонних перекрестных помех для установленных рядом или смежно автономных соединителей (соединительных устройств) для неэкранированной витой пары (НВП, UTP).
Уровень техники
Помехи или взаимное влияние сигналов между проводниками соединительных устройств или соединителей, которые установлены смежно, известны как сторонние перекрестные помехи на ближнем конце (ППБК). На Фиг.1 показаны два модульных выходных НВП-соединителя 1 и 2, которые установлены смежно, например, в розетке питающей сети. Соединители 1 и 2 идентичны между собой, и конфигурация таких соединителей известна.
Как показано на Фиг.1, каждый из соединителей 1 и 2 включает в себя печатную плату (ПП, PCB) 50, набор контактов 52, монтируемых с прорезанием изоляции (КПИ), и набор упругих проводных контактов 54, которые расположены выше PCB 50 и надлежащим образом соединены с контактами КПИ 52 посредством (токо)проводящих связей, или проводников на ПП 50. Контакты КПИ 52 на каждом из соединителей 1 и 2 сгруппированы в четыре пары P1-P4, причем каждая пара составлена из кольцевого проводника, или кольца, обозначенного (r), и штыревого проводника, или штыря, обозначенного (t). Как известно, термин "кольцо" относится к отрицательно поляризованному проводнику из пары, тогда как термин "штырь" относится к положительно поляризованному проводнику из пары.
Каждый из контактов КПИ 52 включает в себя верхнюю часть 52a, имеющую в ней разрез 52c, и нижнюю часть 52b, которая будет вставлена в соответствующее металлизированное сквозное отверстие 56, расположенное внутри ПП 50. Для краткости на Фиг.1 показано только одно отверстие 56, но ПП 50 содержит множественные металлизированные сквозные отверстия 56 для приема (принимающие) в них соответствующих нижних частей 52b контактов КПИ 52. Обычно упругие проводные контакты 54 соединены (сопряжены) с обеспечиваемыми внешне соединителями, и электрические провода вставлены в разрезы 52c контактов КПИ 52 известным образом.
Хотя (конфигурация) является эффективной, ограничение конфигурации из соединителей 1 и 2 состоит в том, что в случае, когда они установлены рядом, емкостная связь и индуктивная связь между контактами КПИ 52 этих двух соединителей вызывает сторонние ППБК. Уровень сторонних ППБК является самым высоким между парами КПИ 52, обращенных друг к другу в этих двух соединителях. В этом примере, уровень сторонних ППБК будет самым высоким между второй парой P2 (r2 и t2) соединителя 1 и первой парой P1 (r1 и t1) соединителя 2, а также между третьей парой P3 (r3 и t3) соединителя 1 и четвертой парой P4 (r4 и t4) соединителя 2. Такие сторонние ППБК ухудшают сигналы, распространяющиеся через соединители (распространение сигналов). Эта проблема не ограничивается соединителями 1 и 2, а имеется в других типах соединителей в случае, когда они установлены смежно без какого-либо способа (механизма) экранирования.
Следовательно, имеется потребность уменьшить или компенсировать уровни сторонних ППБК в смежно установленных соединителях до минимальных или приемлемых уровней (например, уровней, которые будут соответствовать требованиям 10-гигабитной сети Ethernet) без необходимости экранирования этих соединителей между собой.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает соединитель для компенсирующих перекрестных помех по отношению к установленному смежно соединителю. Каждый из соединителей включает в себя печатную плату (ПП, PCB), набор пар контактов на ПП, набор контактных площадок, расположенных на торцевых частях ПП, для компенсации сторонних перекрестных помех и набор соединительных элементов, чтобы соединять электрически контактные площадки с парами контактов. Контактные площадки из двух смежно установленных соединителей создают (образуют) компенсирующую емкость/компенсирующие перекрестные помехи, которые затем уменьшают сторонние перекрестные помехи между соединителями. Данное изобретение позволяет автоматически изменять величину компенсирующих перекрестных помех, формируемых в соответствии с величиной имеющихся сторонних перекрестных помех.
Эти и другие цели настоящей заявки станут более очевидными из подробного описания, приведенного ниже в документе.
Однако должно быть понятно, что подробное описание и конкретные примеры при описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения приведены лишь в качестве иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в пределах сущности и объема настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники из этого подробного описания.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет более полно понятым из подробного описания, приведенного ниже, и сопроводительных чертежей, которые приведены лишь в качестве иллюстрации, и таким образом не являются ограничивающими для настоящего изобретения, и на которых:
Фиг.1 - пример двух НВП-соединителей, установленных смежно относительно друг друга в соответствии с предшествующим уровнем техники;
Фиг.2 - пример двух НВП-соединителей, установленных смежно относительно друг друга в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3A - внутренний вид соединителей, показанных на Фиг.2;
Фиг.3B - покомпонентный вид компенсационных контактных площадок для соединителей, показанных на Фиг.3A;
Фиг.4 - пример соединений, выполненных между компенсационными (площадками) и контактами КПИ для соединителей по Фиг.2 в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.5 - другой пример соединений, выполненных между компенсационными контактными площадками и контактами КПИ для двух смежно установленных соединителей в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 - другой пример конфигурации компенсационной контактной площадки в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
На Фиг.2 показан пример двух установленных смежно соединителей НВП (А и B) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на Фиг.2, каждый из соединителей А и B включает в себя признаки существующих НВП соединителей, такие как контакты КПИ 52 (пары P1-P4), ПП 50, металлизированное сквозное отверстие 56 и упругие проводные контакты 54, как показано на Фиг.1. Каждая из пар P1-P4 составлена из кольца, обозначенного посредством (r), и штыря, обозначенного посредством (t). Каждый из соединителей А и B дополнительно включает в себя набор компенсационных контактных площадок 30 и набор соединительных элементов 40 (Фиг.3A) для электрического соединения компенсационных контактных площадок 30 и контактов КПИ 52 в соответствии с настоящим изобретением. Компенсационные контактные площадки 30 и соединительные элементы 40 выполнены из проводящих материалов, например металла.
На Фиг.3A показан внутренний вид соединителей, показанных на Фиг.2, и на Фиг.3B показан покомпонентный вид компенсационных контактных площадок 30 для соединителей, показанных на Фиг.3A.
Как показано на Фиг.3A и 3B, компенсационные контактные площадки 30 (a, b, c и d) установлены внутри двух противоположных торцевых частей каждого из соединителей А и B. Каждая из компенсационных контактных площадок 30 может состоять из одиночного металлизированного слоя или из нескольких металлизированных слоев, расположенных друг над другом и взаимосвязанных (межсоединенных) посредством группы металлизированных сквозных отверстий. Металлизированные слои компенсационных контактных площадок 30 могут быть расположены соответственно на поверхностях или внутри внутренних слоев ПП 50. Верхние и нижние слои/элементы компенсационных контактных площадок 30 являются видимыми на верхней и/или нижней поверхности ПП 50, тогда как все внутренние слои/элементы компенсационных контактных площадок 30 расположены внутри ПП 50 и не могут быть видимы извне. Данная конфигурация является предпочтительной и полезной, поскольку делает возможными отвечающие требованиям уровни емкости, при этом обеспечивая доступ к компенсационным контактным площадкам 30 от верхнего и нижнего слоев/элементов с целями тестирования. Однако также является возможным внутренне скрыть компенсационные контактные площадки 30 в пределах торцевых частей соединителей так, что никакой элемент/слой компенсационной контактной площадки 30 не является видимым извне ПП 50.
Соединительные элементы 40 могут быть (металлическими) проводниками на одном или различных слоях ПП 50, или могут быть металлическими пластинами, или проводами, расположенными на верхней и/или нижней поверхности ПП 50. Соединительные элементы 40 входят в контакт с металлизированными сквозными отверстиями 56, связанными с контактами КПИ 52.
Соединители А и B являются идентичными друг другу в смысле их структуры. Например, местоположение компенсационных контактных площадок 30 и конкретных соединений, выполненных посредством соединительных элементов 40 в соединителе А, является идентичным таковым в соединителе B, так что эти соединители легко могут быть произведены массово.
Как упомянуто выше, поскольку соединители А и B установлены смежно по отношению друг к другу, сторонние ППБК образуются между парами контактов КПИ 52, и уровень сторонних ППБК является самым высоким между двумя парами контактов КПИ 52, которые непосредственно обращены друг к другу. Таким образом, конкретные соединения, которые необходимы между компенсационными контактными площадками 30 и контактами КПИ 52 для компенсации сторонних ППБК между третьей парой P3 соединителя А и четвертой парой P4 соединителя B, которые различаются (разноименны) в нумерации пары, обсужден ниже со ссылкой на Фиг.4 лишь в качестве примера. Очевидно, настоящее изобретение не ограничено таковым и одинаково применимо к компенсации сторонних ППБК между другими парами, которые также различаются в нумерации пары для контактов КПИ смежно установленных соединителей. Различие в нумерации пары означает различные номера пары, например, P2 и P4.
На Фиг.4 изображен пример соединений, выполненных между компенсационными контактными площадками 30 и контактами КПИ 52 для соединителей по Фиг.2 в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано на Фиг.4, каждый из соединителей А и B оснащен от первой до четвертой компенсационной контактной площадкой «a», «b», «c» и «d» (30), причем компенсационные контактные площадки «a» и «b» расположены в пределах торцевой части соединителя, и компенсационные контактные площадки «c» и «d» расположены в пределах противоположной торцевой части соединителя. Компенсационные контактные площадки «а» и «b» в соединителе B обращены, соответственно, к компенсационным контактным площадкам «d» и «c» в соединителе A.
Для каждого из соединителей А и B соединительные элементы 40 включают в себя первый соединительный элемент 40a, который электрически соединяет компенсационную контактную площадку «a» с t4 КПИ, второй соединительный элемент 40b, который электрически соединяет компенсационную контактную площадку «b» с r4 КПИ, третий соединительный элемент 40c, который электрически соединяет компенсационную контактную площадку «c» с t3 КПИ, и четвертый соединительный элемент 40d, который электрически соединяет компенсационную контактную площадку «d» с r3 КПИ. Такие электрические соединения являются выполняемыми после того, как соединительные элементы 40 входят в контакт с соответствующими сквозными отверстиями 56.
Поскольку соединители А и B установлены рядом, сторонние ППБК определенной полярности формируются из-за близости одинаково поляризованных проводников (штырей к штырям и колец к кольцам) в контактах КПИ 52, а именно, в данном примере, между КПИ t3 соединителя А и КПИ t4 соединителя B, на обоих устанавливается полярность штыря, и между КПИ r3 соединителя А и КПИ r4 соединителя B, на обоих устанавливается полярность кольца. Настоящее изобретение позволяет, чтобы эти сторонние ППБК были подавлены (компенсированы) в соответствии с близостью разноименно поляризованных проводников (кольца к штырям и штырей к кольцам) на компенсационных контактных площадках 30, а именно, в данном примере, между контактной площадкой «d» соединителя A, который имеет полярность кольца, и контактной площадкой «a» соединителя B, который имеет полярность штыря, и между контактной площадкой «c» соединителя A, который имеет полярность штыря, и контактной площадкой «b» соединителя B, который имеет полярность кольца.
Более конкретно, емкость создается между компенсационной контактной площадкой «d» соединителя А и компенсационной контактной площадкой «a» соединителя B и между компенсационной контактной площадкой «c» соединителя A и компенсационной контактной площадкой «b» соединителя B. Поскольку компенсационная контактная площадка «d» соединителя А электрически соединена с КПИ r3 соединителя A, имеющего полярность кольца, через четвертый соединительный элемент 40d, и компенсационная контактная площадка «a» соединителя B электрически соединена с КПИ t4 соединителя B, имеющего полярность штыря, через первый соединительный элемент 40a, емкость, создаваемая между компенсационной контактной площадкой «d» соединителя А и компенсационной контактной площадкой «а» соединителя B, является в действительности емкостью кольца относительно штыря или емкостью кольцо-штырь. Подобным образом, поскольку компенсационная контактная площадка «c» соединителя А электрически соединена с КПИ t3 соединителя A, имеющего полярность штыря, через третий соединительный элемент 40c, и компенсационная контактная площадка «b» соединителя B электрически соединена с КПИ r4 соединителя B, имеющего полярность кольца, через второй соединительный элемент 40b, то емкость, образуемая между компенсационной контактной площадкой «c» соединителя А и контактной площадкой «b» соединителя B, является в действительности емкостью штырь-кольцо. Эта связь между разноименно поляризованными проводниками (штырь-кольцо и кольцо-штырь) на компенсационной контактной площадке 30 действует, чтобы подавить связь между одноименными поляризованными проводниками (штырь-штырь и кольцо-кольцо) в контактах КПИ. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает эффективный способ компенсирования сторонних ППБК для двух соседних соединителей.
Тогда как в описанном выше примере обеспечено подавление сторонних ППБК между парой P3 соединителя А и парой P4 соединителя B, настоящее изобретение не ограничено таковым и может быть в равной степени одинаково применимым, чтобы обеспечить подавление сторонних ППБК между любыми другими двумя парами контактов КПИ, которые непосредственно обращены друг к другу, например, пара P2 соединителя А и пара P1 соединителя B. Это может быть выполнено обеспечением внутри каждого из соединителей А и B нижеследующего: соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «c» с КПИ t2, соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «d» с КПИ r2, соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «а» с КПИ t1 и соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «b» с КПИ r1.
Кроме того, настоящее изобретение в равной степени применимо, чтобы обеспечить подавление сторонних ППБК между любыми парами для других пар смежно позиционированных соединителей, кроме одноименно пронумерованных пар, например, пары P3 соединителя A относительно пары P3 соединителя B. На Фиг.5 показан пример схемы компенсации сторонних ППБК для компенсирования сторонних ППБК, формируемых теми КПИ, которые непосредственно не обращены друг к другу, например, пары P3 соединителя A и пары P2 соединителя B. Соединители А и B по Фиг.5 отличаются от соединителей А и B по Фиг.2-4 в соединениях, выполненных посредством соединительных элементов 40a-40d, и в местоположениях компенсационных контактных площадок 30.
Как показано на Фиг.5, для каждого из соединителей А и B компенсационные контактные площадки 30 расположены обращенными друг к другу по диагонали на двух противоположных торцевых частях соединителя. Первый соединительный элемент 40a электрически соединяет компенсационную контактную площадку «а» с t2 КПИ, второй соединительный элемент 40b электрически соединяет компенсационную контактную площадку «b» с КПИ r2, третий соединительный элемент 40c электрически соединяет компенсационную контактную площадку «c» с КПИ t3, и четвертый соединительный элемент 40d электрически соединяет компенсационную контактную площадку «d» с КПИ r3. Компенсационные контактные площадки «а»-«d» установлены на конкретные местоположения соединителей, так что смещение между парой P3 соединителя А относительно пары P2 соединителя B соответствует смещению между компенсационными контактными площадками «d» и «c» соединителя А и компенсационными контактными площадками «а» и «b» соединителя B.
Факт, что контакты КПИ пары P3 соединителя А по диагонали обращены к контактам КПИ пары P2 соединителя B и что полярности отдельных проводников, формирующих эти пары, являются упорядоченными аналогично (первым - штырь, вторым - кольцо в обоих соединителях), возбуждает сторонние ППБК некоторой величины и некоторой полярности. Тогда как компенсационные контактные площадки «d» и «c» соединителя А по диагонали обращены к контактным площадкам «а» и «b» в соединителе B аналогичным способом, которым контакты КПИ P3 соединителя А по диагонали обращены к контактам КПИ P2 соединителя B, полярности индивидуальных контактных площадок, как определено в соответствии с полярностями контактов КПИ, соединенных с ними посредством соединительных элементов 40, являются упорядоченными противоположным образом (первым - кольцо, вторым - штырь в соединителе A и первым - штырь, вторым - кольцо в соединителе B). Это приводит к формированию компенсационной емкости на контактных площадках 30, имеющей равную величину и противоположную полярность относительно сторонних ППБК, сформированных на контактах КПИ 52.
Тогда как в примере, описанном выше, обеспечено подавление сторонних ППБК между парой P3 соединителя А и парой P2 соединителя B, настоящее изобретение не является ограниченным таковым и может быть в равной степени применено, чтобы обеспечить подавление сторонних ППБК между любыми другими двумя парами контактов КПИ, которые расположены по диагонали относительно друг друга, например, пары P2 соединителя А и пары P3 соединителя B. Это может быть выполнено посредством расположения по диагонали контактных площадок «d» и «c» по отношению к контактным площадкам «а» и «b» способом, аналогичным способу, которым контакты КПИ P2 соединителя А по диагонали обращены к контактам КПИ P3 соединителя B, и обеспечения внутри каждого из соединителей А и B нижеследующего: соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «c» с КПИ t2, соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «d» с КПИ r2, соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «а» с t3 КПИ и соединительного элемента для электрического соединения компенсационной контактной площадки «b» с КПИ r3.
В качестве разновидности, вместо обеспечения пары компенсационных контактных площадок 30, которые в соединителе являются смежными по отношению друг к другу по горизонтали, как показано на Фиг.4 и 5, для пары контактов КПИ возможно обеспечить пару компенсационных контактных площадок 30, которые являются смежными по отношению друг к другу по вертикали. То есть, пара компенсационных контактных площадок 30 может быть расположена одна над другой без контактирования между собой. На Фиг.6 показан пример такой конфигурации. Как показано на Фиг.6, для каждого из соединителей А и B, компенсационная контактная площадка «а» может быть расположена одна над другой выше компенсационной контактной площадки «b», или наоборот.
Настоящее изобретение является также полезным, поскольку степень подавления перекрестных помех является самокорректирующейся относительно любого изменения в зазоре (разделяющем промежутке) между этими двумя соединителями. В соответствии с особенной конфигурацией настоящих соединителей, и нарушающие нормальную работу перекрестные помехи (сторонние ППБК), и подавляющие перекрестные помехи (компенсационная емкость) увеличиваются одновременно по мере того, как зазор между соединителями уменьшается, и уменьшаются тогда, как зазор между соединителями увеличивается. Соответственно, величина формируемых подавляющих перекрестных помех является пропорционально и автоматически откорректированной по отношению к величине сторонних ППБК, имеющихся между соединителями.
Например, на Фиг.4, по мере того, как зазор X между соединителями А и B уменьшается, сторонние ППБК между парой P3 соединителя А и парой P4 соединителя B увеличиваются. Но подавляющие перекрестные помехи также увеличиваются в то же время, поскольку зазор между компенсационными контактными площадками «d» и «c» соединителя А и компенсационными контактными площадками «а» и «b» соединителя B уменьшается. Следовательно, настоящее изобретение автоматически и соответственно корректирует величину компенсирующих перекрестных помех, создаваемых в соответствии с величиной сторонних перекрестных помех, имеющихся между соединителями А и B.
Согласно настоящему изобретению различные варианты его осуществления могут быть объединены, чтобы обеспечить требуемую конфигурацию и конструкцию. Также, признак в одном варианте осуществления/примере может быть заменен признаком другого варианта осуществления, как требуется.
Таким образом, предлагаемое изобретение имеет множество вариантов осуществления и такие изменения не должны рассматриваться как выход за рамки существа и объема изобретения, и подразумевают, что все такие изменения, которые были бы очевидны специалисту в данной области техники, должны быть включены в объем предлагаемого изобретения, определенный нижеследующей формулой изобретения.