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EP1997194B1 - Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik - Google Patents

Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik Download PDF

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Publication number
EP1997194B1
EP1997194B1 EP07703260A EP07703260A EP1997194B1 EP 1997194 B1 EP1997194 B1 EP 1997194B1 EP 07703260 A EP07703260 A EP 07703260A EP 07703260 A EP07703260 A EP 07703260A EP 1997194 B1 EP1997194 B1 EP 1997194B1
Authority
EP
European Patent Office
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contacts
connector
plug
ferrite
contact
Prior art date
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Active
Application number
EP07703260A
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English (en)
French (fr)
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EP1997194A1 (de
Inventor
Hartmut Borchardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Germany GmbH
Original Assignee
ADC GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ADC GmbH filed Critical ADC GmbH
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Publication of EP1997194B1 publication Critical patent/EP1997194B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/6608—Structural association with built-in electrical component with built-in single component
    • H01R13/6633—Structural association with built-in electrical component with built-in single component with inductive component, e.g. transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6658—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit on printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices
    • H01R24/64—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices for high frequency, e.g. RJ 45

Definitions

  • the invention relates to a connector for telecommunications and data technology according to the preamble of claim 1.
  • Such connectors are for example RJ45 sockets or plugs, such a generic RJ45 socket in the WO 02/15339 is described.
  • a female connector known with a dielectric connector housing and disposed in the connector housing contacts for making a connection to the contacts of an inserted into an insertion of the connector housing associated connector, as well as external terminal contacts for establishing an electrical connection to the female connector, with an arrangement for galvanic decoupling of the contacts for the associated connector from the external terminal contacts and with a filter device, wherein a substantially completely insertable into the connector housing element which holds both the contacts for the associated connector and the external terminal contacts and in which both the arrangement for galvanic decoupling and the filter device is arranged.
  • the arrangement for galvanic decoupling and the filter device comprise inductances, which are formed by coils with ferrite ring core, whose center axes are each aligned parallel to each other.
  • Transformers for galvanic decoupling act as a bandpass, which is disadvantageous in particular for broadband transmissions to CAT6 as well as 10 Gigabit / s Ethernet applications.
  • the connector comprises an electrically insulating connector housing and first contacts and second contacts, wherein by means of the first contacts a plurality of pairs of wires of a symmetrical data cable are contacted and by means of the second contacts an electrical contact with the contacts of a complementary connector can be produced, in each case two first contacts are associated with a pair of wires and each first contact is associated with a second contact, wherein the first contacts are electrically connected to their associated second contacts, wherein the connector has a formed as a ferrite sleeve common mode filter arrangement.
  • the invention is therefore based on the technical problem of providing a connector for telecommunications and data technology, by means of which the influence of the ANEXT is reduced at high transmission rates of CAT6 or 10 Gigabit / s Ethernet.
  • each pair of wires is assigned a common-mode filter arrangement.
  • a disturbing common-mode signal is attenuated in pairs, so that this attenuated common-mode component does not lead to an AXT in an adjacent connector.
  • the common mode filter arrangement also attenuates coupled common mode signals from other connectors.
  • the common mode arrangement is formed as a ferrite sleeve, each pair of wires is assigned its own ferrite sleeve, whereas a single ferrite sleeve for the whole cable would have little effect.
  • the reason for this is that the common-mode signals on the different wire pairs do not necessarily have the same direction. Therefore, the common mode noise must be reduced separately by each wire pair.
  • the connector housing and / or a cable manager consists at least partially of a ferrite material or contains ferrite material.
  • a cable manager may consist entirely of a ferrite material, through which the wire pairs are then carried out in their respective associated segment.
  • the ferrite sleeves can be overmolded in the connector housing. It is also possible to add ferrite powder to the plastic spray material.
  • a common mode filter arrangement takes place in the case of a plug connection both on the plug side and on the socket side, however, the particular design of the common mode filter arrangement may be different.
  • the connector 1 comprises a connector housing 2, a printed circuit board 3, a hold-down 4 and a cable manager 5.
  • the connector housing 2 is formed in the example shown as a female housing with various locking and insertion means.
  • On the side surfaces of the connector housing 2 is formed with a shield plate 6.
  • the printed circuit board 3 is equipped on its front with a set of second contacts 7 and on its rear side with a set of first contacts 8, which are formed as insulation displacement contacts. In each case a contact 7 is connected to a contact 8.
  • the circuit board 3 is then inserted into the connector housing 2.
  • cylindrical pins 9 of the connector housing 2 penetrate holes in the printed circuit board 3, so that the connector housing 2 and the printed circuit board 3 are adjusted to each other and fixed.
  • the formed as RF contacts contacts 7 then protrude into an accessible from the front of the connector housing opening.
  • the hold-down device 4 is pushed over the contacts 8 of the second set and locked with the connector housing 2.
  • the hold-down 4 is formed on the front side with locking lugs 10 and has continuous Openings 11 for the insulation displacement contacts 8.
  • the hold-down 4 is formed with two latching hooks 12, which serve for latching with a cable manager 5.
  • the cable manager 5 is formed substantially square and has an opening in the middle, around which a cylindrical projection 14 is arranged. The opening extends continuously from the back to the front, wherein in the opening a guide cross 17 is arranged, that divides the opening into four segments. In each case, an associated wire pair of a data cable is guided in a segment.
  • Fig. 1 is now schematically a first embodiment of the common mode filter arrangement for a connector according to Fig. 2 shown.
  • two associated insulation displacement contacts 8 are shown, by means of which the wires of a pair of wires are contacted.
  • the two cutting-Klemm-Köntakte 8 are electrically connected via a respective conductor track 20, 21 with an SMD component 22, which includes a common mode choke 23 with ferrite ring 24.
  • the SMD element 22 is connected to the associated RF contacts 7 on the other side of the printed circuit board 3.
  • the common mode signal is reduced in pairs on the pair, so that this pair of wires represents a lesser source of interference for adjacent connectors.
  • the common mode choke 23 has been shown only for a pair of wires. It is understood that with an RJ45 socket according to Fig. 2 find four common mode chokes 23 for the four wire pairs.
  • the connector housing 2 or the hold-down 4 and / or the cable manager 5 consist of ferrite material or contain ferrite material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Steckverbinder sind beispielsweise RJ45-Buchsen oder -Stecker, wobei eine solche gattungsgemäße RJ45-Buchse in der WO 02/15339 beschrieben ist.
  • Weiter ist aus der DE 298 19 314 U1 ein buchsenartiger Steckverbinder bekannt, mit einem dielektrischen Steckverbindergehäuse und in dem Steckverbindergehäuse angeordneten Kontakten für die Herstellung einer Verbindung zu den Kontakten eines in eine Einstecköffnung des Steckverbindergehäuses eingefügten zugeordneten Steckverbinders, sowie mit externen Anschlusskontakten zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu dem buchsenartigen Steckverbinder, mit einer Anordnung zur galvanischen Entkopplung der Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder von den externen Anschlusskontakten sowie mit einer Filtereinrichtung, wobei ein im Wesentlichen vollständig in das Steckverbindergehäuse einfügbares Element, welches sowohl die Kontakte für den zugeordneten Steckverbinder als auch die externen Anschlusskontakte hält und in welchem sowohl die Anordnung zur galvanischen Entkopplung als auch die Filtereinrichtung angeordnet ist. Die Anordnung zur galvanischen Entkopplung und die Filtereinrichtung umfassen Induktivitäten, welche durch Spulen mit Ferrit-Ringkern gebildet sind, deren Mittenachsen jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind. Transformatoren zur galvanischen Entkopplung wirken als Bandpass, was insbesondere bei breitbandigen Übertragungen nach CAT6 als auch 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen von Nachteil ist.
  • Aus der US-A-5 346 410 ist ein Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels bekannt, wobei der Steckverbinder ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse sowie erste Kontakte und zweite Kontakte umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt ein zweiter Kontakt zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten galvanisch verbunden sind, wobei der Steckverbinder eine als Ferrit-Hülse ausgebildete Gleichtaktfilter-Anordnung aufweist.
  • Bei CAT6 oder 10 Gigabit/s-Ethernet-Anwendungen tritt neben den bekannten Übersprecheffekten innerhalb eines Steckverbinders, wie NEXT (Near End Cross Talk) und FEXT (Far End Cross Talk), ein erhöhter Einfluss des so genannten ANEXT (Alien Near End Cross Talk) bzw. AFEXT (Alien Far End Cross Talk) bei benachbarten Steckverbindern auf. Der Einfluss des ANEXT bzw. AFEXT nimmt mit höheren Signalübertragungsraten stark zu. Dieses AXT (Alien Cross Talk) setzt sich zusammen aus dem direkten AXT zwischen den Steckverbindern und dem indirekten AXT über die Gegen- zu Gleichtaktwandlung des Steckverbinders, der Gleichtaktkopplung zwischen den angeschlossenen Kabeln und der Gleich- zu Gegentaktwandlung im gestörten Steckverbinder.
  • Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zu schaffen, mittels dessen bei hohen Übertragungsraten von CAT6 bzw. 10 Gigabit/s-Ethernet der Einfluss des ANEXT reduziert wird.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hierzu ist allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet. Hierdurch wird paarweise ein störendes Gleichtaktsignal gedämpft, so dass dieser gedämpfte Gleichtaktanteil nicht zu einem AXT in einem benachbarten Steckverbinder führt. Gleichzeitig dämpft die Gleichtaktfilter-Anordnung auch eingekoppelte Gleichtaktsignale von anderen Steckverbindern.
  • Dabei ist die Gleichtakt-Anordnung als Ferrit-Hülse ausgebildet, wobei jedem Adernpaar eine eigene Ferrit-Hülse zugeordnet ist, wohingegen eine einzelne Ferrit-Hülse für das ganze Kabel kaum Wirkung hätte. Der Grund hierfür ist, dass die Gleichtaktsignale auf den unterschiedlichen Adernpaaren nicht zwangsläufig die gleiche Richtung haben. Daher muss die Gleichtaktstörung durch jedes Adernpaar separat reduziert werden.
  • Dabei besteht das Steckverbindergehäuse und/oder ein Kabelmanager mindestens teilweise aus einem Ferrit-Material oder enthält Ferrit-Material. So kann beispielsweise ein Kabelmanager vollständig aus einem Ferrit-Material bestehen, durch den dann die Adernpaare in ihrem jeweils zugeordneten Segment durchgeführt werden. Alternativ können die Ferrit-Hülsen im Steckverbindergehäuse umspritzt werden. Weiter ist es möglich, dem Kunststoff-Spritzmaterial Ferrit-Pulver beizumischen.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Gleichtaktfilter-Anordnung bei einer Steckverbindung sowohl auf der Stecker- als auch auf der Buchsenseite, wobei jedoch die jeweilige Ausbildung der Gleichtaktfilter-Anordnung unterschiedlich sein kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Gleichtaktdrossel auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte und
    Fig. 2
    eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders (Stand der Technik).
  • In der Fig. 2 ist ein Steckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse 2, eine Leiterplatte 3, einen Niederhalter 4 und einen Kabelmanager 5. Das Steckverbindergehäuse 2 ist im dargestellten Beispiel als Buchsengehäuse mit verschiedenen Rast- und Einsteckmitteln ausgebildet. An den Seitenflächen ist das Steckverbindergehäuse 2 mit einem Schirmblech 6 ausgebildet. Die Leiterplatte 3 ist auf ihrer Vorderseite mit einem Satz von zweiten Kontakten 7 und auf ihrer Rückseite mit einem Satz von ersten Kontakten 8 bestückt, die als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind. Jeweils ein Kontakt 7 ist mit einem Kontakt 8 verbunden. Die Leiterplatte 3 wird dann in das Steckverbindergehäuse 2 eingeführt. Dabei durchdringen Zylinderstifte 9 des Steckverbindergehäuses 2 Bohrungen in Leiterplatte 3, so dass Steckverbindergehäuse 2 und Leiterplatte 3 zueinander justiert und fixiert sind. Die als HF-Kontakte ausgebildeten Kontakte 7 ragen dann in eine von der Vorderseite des Steckverbindergehäuses zugängliche Öffnung hinein. Anschließend wird der Niederhalter 4 über die Kontakte 8 des zweiten Satzes geschoben und mit dem Steckverbindergehäuse 2 verrastet. Hierzu ist der Niederhalter 4 an der Stirnseite mit Rastnasen 10 ausgebildet und weist durchgehende Öffnungen 11 für die Schneid-Klemm-Kontakte 8 auf. Des Weiteren ist der Niederhalter 4 mit zwei Rasthaken 12 ausgebildet, die zur Verrastung mit einem Kabelmanager 5 dienen. Der Kabelmanager 5 ist im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und weist mittig eine Öffnung auf, um die ein zylindrischer Ansatz 14 angeordnet ist. Die Öffnung erstreckt sich von der Rückseite durchgehend bis zur Vorderseite, wobei in der Öffnung ein Führungskreuz 17 angeordnet ist, dass die Öffnung in vier Segmente unterteilt. Dabei wird jeweils ein zugehöriges Adernpaar eines Datenkabels in einem Segment geführt.
  • In der Fig. 1 ist nun schematisch eine erste Ausführungsform der Gleichtaktfilter-Anordnung für einen Steckverbinder gemäß Fig. 2 dargestellt. Auf der Leiterplatte 3 sind zwei zugehörige Schneid-Klemm-Kontakte 8 dargestellt, mittels derer die Adern eines Adernpaares kontaktiert werden. Die beiden Schneid-Klemm-Köntakte 8 sind elektrisch über jeweils eine Leiterbahn 20, 21 mit einem SMD-Bauelement 22 verbunden, das eine Gleichtaktdrossel 23 mit Ferrit-Ring 24 umfasst. Über Leiterbahnen 25, 26 sowie nicht dargestellte Durchkontaktierungen ist das SMD-Element 22 mit den zugehörigen HF-Kontakten 7 auf der anderen Seite der Leiterplatte 3 verbunden. Hierdurch wird paarweise das Gleichtaktsignal auf dem Adernpaar reduziert, so dass dieses Adernpaar eine geringere Störquelle für benachbarte Steckverbinder darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die Gleichtaktdrossel 23 nur für ein Adernpaar dargestellt. Es versteht sich, dass bei einer RJ45-Buchse gemäß Fig. 2 für die vier Adernpaare vier Gleichtaktdrosseln 23 Anwendung finden. Alternativ kann auch das Steckverbindergehäuse 2 bzw. der Niederhalter 4 und/oder der Kabelmanager 5 aus Ferrit-Material bestehen bzw. Ferrit-Material enthalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steckverbinder
    2
    Steckverbindergehäuse
    3
    Leiterplatte
    4
    Niederhalter
    5
    Kabelmanager
    6
    Schirmblech
    7
    HF-Kontakte
    8
    Schneid-Klemm-Kontakte
    9
    Zylinderstifte
    10
    Rastnasen
    11
    Öffnungen
    12
    Rasthaken
    14
    zylindrischer Ansatz
    17
    Führungskreuz
    20
    Leiterbahn
    21
    Leiterbahn
    22
    SMD-Bauelement
    23
    Gleichtaktdrossel
    24
    Ferrit-Ring
    25
    Leiterbahn
    26
    Leiterbahn

Claims (3)

  1. Steckverbinder (1) für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder (1) ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse (2) sowie erste Kontakte (8) und zweite Kontakte (7) umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte (8) mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte (7) ein elektrischer Kontakt mit den Kontakten eines komplementären Steckverbinders herstellbar ist, wobei jeweils zwei erste Kontakte (8) einem Adernpaar zugeordnet sind und jedem ersten Kontakt (8) ein zweiter Kontakt (7) zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte (8) mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten (7) galvanisch verbunden sind, wobei der Steckverbinder (1) eine als Ferrit-Hülse ausgebildete Gleichtaktfilter-Anordnung aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    allen Adernpaaren jeweils eine Ferrit-Hülse zugeordnet ist, wozu ein Kabelmanager (5) und/oder das Steckverbindergehäuse (2) mindestens teilweise aus einem Ferrit-Material besteht oder Ferrit-Material enthält.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelmanager (5) vollständig aus Ferrit-Material besteht.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindergehäuse (2) aus Kunststoff besteht, wobei dem Kunststoff-Spritzmaterial ein Ferrit-Pulver beigemischt ist oder Ferrit-Hülsen umspritzt werden.
EP07703260A 2006-03-18 2007-02-05 Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik Active EP1997194B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102006012518A DE102006012518A1 (de) 2006-03-18 2006-03-18 Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik
PCT/EP2007/000950 WO2007107206A1 (de) 2006-03-18 2007-02-05 Steckverbinder für die telekommunikations- und datentechnik

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1997194A1 EP1997194A1 (de) 2008-12-03
EP1997194B1 true EP1997194B1 (de) 2009-12-16

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Country Status (6)

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US (1) US20090053938A1 (de)
EP (1) EP1997194B1 (de)
CN (1) CN101356697A (de)
AT (1) ATE452442T1 (de)
DE (2) DE102006012518A1 (de)
WO (1) WO2007107206A1 (de)

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EP1997194A1 (de) 2008-12-03
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