KR200398901Y1 - Ｅｍｉ 필터를 구비한 ｒｊ45 커넥터 - Google Patents

Abstract

마더보드에 장착된 RJ45 커넥터는 쉘, 소켓 및 전자기 인터페이스(EMI) 필터를 구비한다. 박스 내에 규정되어 있는 소켓은 RJ45 플러그를 그 내부에 장착할 수 있다. 상기 쉘에 장착되어 있는 EMI 필터는 상기 소켓의 데이터 송수신 단말에 결합되어 있다. EMI 필터를 마더보드에 설치하는 대신 RJ45 커넥터와 일체로 함으로써 다른 전기 소자를 설치할 수 있는 마더보드 상의 공간을 더욱 늘릴 수 있다.

Description

ＥＭＩ 필터를 구비한 ＲＪ45 커넥터{RJ45 CONNECTOR WITH AN EMI FILTER}

본 고안은 커넥터, 구체적으로 마더보드 상에 장착되며 전자기 간섭(EMI) 필터와 일체로 되어 있어 EMI 문제를 효과적으로 완화할 수 있는 RJ45 커넥터에 관한 것이다.

컴퓨터나 휴대전화와 같은 전자 제품 제조업체는 장치를 매우 콤팩트하고 더 많은 기능과 더 빠른 속도를 구현하여 제품이 특별히 경쟁력 있도록 하는 것을 목표로 한다. 이러한 목적을 성취하기 위해, 전자 제품은 세대를 거듭하여 하우징은 더욱 작게 하면서도 이러한 하우징에 들어가는 칩과 캐패시터와 같은 전자 소자는 더욱 많이 포함하도록 진화하고 있다. 그렇지만, 이러한 진화에 따라 하우징의 내부에서 인접하는 전자 소자들 간의 공간은 더욱 좁아지게 되어 전자 제품을 무력하게 만드는 전자기 간섭(EMI)을 일으키고 만다.

그래픽, 사운드 및 네트워크의 기능들이 일체화되어 있는 마더보드 역시 범용 직렬 버스(USB) 포트 및 마더보드 상의 RJ45 커넥터와 같은 칩과 단말들이 매우 조밀하게 구성됨으로 인한 EMI 문제를 안고 있다.

이러한 EMI 문제를 없애기 위해, 마더보드 상에 장착되는 종래의 RJ45 커넥터는 그 마더보드 상에 장착되는 EMI 필터와 함께 사용된다. 그렇지만, EMI 필터는 마더보드 표면의 일부를 점유하고 이로 인해 다른 전자 소자를 탑재하기 위한 공간 효율성이 떨어진다.

이러한 단점을 극복하기 위해, 본 고안은 전술한 문제를 완화하거나 회피할 수 있는 EMI 필터를 구비한 RJ45 커넥터를 제공한다.

본 고안의 주 목적은 마더보드에 탑재되는 RJ45 커넥터를 제공하는 것이며, 상기 커넥터는 그 내부에 설치된 전자기 간섭(EMI) 필터를 갖는 박스를 가지고 있어 상기 마더보드를 EMI 필터 없이 제조할 수 있다.

본 고안에 따른 RJ45 커넥터는 회로 보드 상에 탑재되어 사용되며, 상기 커넥터는 쉘 및 전자기 간섭(EMI) 필터를 포함한다.

쉘은 그 내부의 소켓과 함께 정의된다. 한 쌍의 데이터 송신 단말 및 한 쌍의 데이터 수신 단말이 상기 소켓 내에 장착된다.

EMI 필터는 상기 쉘 내부에 장착되며 회로 보드 및 데이터 송신 및 수신 단말 사이에 결합된다. 회로 보드와 RJ45 커넥터 사이의 신호 송신은 EMI 필터에 의해 처리되어 그 신호의 전자기 간섭 문제가 완화된다.

소켓은 박스 내에 설치된다. EMI 필터는 박스 내에 설치되고 소켓에 접속되며 2개의 필터링 캐패시터를 갖는다.

본 고안의 다른 목적, 이점 및 새로운 특징은 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 상세한 설명으로부터 더욱 분명하게 될 것이다.

본 고안의 RJ45 커넥터를 서술하기 전에, CISPR(무선 간섭에 관한 국제 특별 위원회: International Special Committee on Radio Interference)에서 규정하고 있는 몇 가지 표준에 대해 이하에 간략히 설명한다. 명칭이 "정보 기술 설비 무선 왜란 특성 한계 및 측정 방법(Information technology equipment radio disturbance characteristics limits and methods of measurement)"인 CISPR 22(1997)는 도전 방출 요건 및 정보 검사를 규정하고 있다. CISPR/G/WG1 ISN 태스크 포스는 CISPR 22: 1997의 조항 9.5.2 c)1), 조항 9.5.2 c)2) 및 조항 9.5.2 c)3)의 현재의 문구를 다음과 같이 수정할 것을 권고하고 있다.

9.5.2 임피던스 안정 네트워크(ISN)

c)1) 카테고리 6 (또는 더 우수한) UTP 케이블과의 접속에 사용되는 포트에서의 측정을 위한 ISN:

주파수 f(MHz)를 갖는 세로 변환 손실(LCL)의 변동은 이하의 식(±3 dB 허용공차를 포함함)으로 정의된다:

{식 9.5.2 c} 1}}

c)2) 카테고리 5 (또는 더 우수한) UTP 케이블과의 접속에 사용되는 포트에서의 측정을 위한 ISN:

주파수 f(MHz)를 갖는 세로 변환 손실(LCL)의 변동은 이하의 식(±3 dB 허용공차를 포함함)으로 정의된다:

{식 9.5.2 c} 2}}

c)3) 카테고리 3 (또는 더 우수한) UTP 케이블과의 접속에 사용되는 포트에서의 측정을 위한 ISN:

주파수 f(MHz)를 갖는 세로 변환 손실(LCL)의 변동은 이하의 식(±3 dB 허용공차를 포함함)으로 정의된다:

{식 9.5.2 c} 3}}

주해 1 - LCL대 주파수에 대한 상기 명세는 대표적인 환경에서 일반적인 UTP 케이블의 LCL의 근사치이다.

주해 2 - LCL은 ITU-T 권장 G.117 및 0.9에 따라 정의되어 있다(E.3, [1], [2] 참조).

상기 ISN 태스크 포스 권장이 조항 9.5.2 c)1), 조항 9.5.2 c)2) 및 조항 9.5.2 c)3)에서의 UTP 케이블의 LCL 명세를 수정하려는 이유는:

ISN 태스크 포스가 CISPR 22:1997에 현재 제안되어 있는 UTP 케이블용 ISN에 대한 명세를 고려하였기 때문이다.

이러한 것들은 특히 측정된 LCL 및 텔스트라 연구소(Telstra Research Labs)의 스티브 이스크라(Steve Iskra)가 제공하는 공통 모드 임피던스 데이터와 비교된다(CISPR/G/WG1(ISN Task force/Iskra)00-1, 2004년 4월).

태스크 포스는 또한 매우 높은 LCL 다중 쌍 ISN의 제조에 있어서의 어려움을 고려하였다. 또한 현재의 CISPR 22: 1997 ISN 명세는 내부적으로 일관적이지 않아 상기 특정한 LCL 요건과 상기 특정한 ISN 임피던스 요건을 동시에 만족시킬 수 없음을 인식하여, 태스크 포스는 이 문제의 해결점을 찾고 있다.

태스크 포스의 결론은 전술한 조항 9.3.2 c)의 수정을 추천하는 것이었다.

각각의 새로운 ISN LCL이 그 저주파수 값으로부터 3 dB만큼 증가하는 모서리 주파수는 5MHz이다.

제안된 변경의 응용 결과에 대한 그림 표시가 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 5 MHz의 모서리 주파수를 사용하여, 식 {9.5.2 c}1}}, 식 {9.5.2 c}2}} 및 식 {9.5.2 c}3}}의 사용에 따라 각각 도출된 카테고리 6 UTP(굵은 실선의 곡선), 카테고리 5 UTP(굵은 점선의 곡선) 및 카테고리 3 UTP(굵은 일점쇄선의 곡선)를 원래의 위치에서 시뮬레이팅 한 ISN에 대한 LCL 곡선을 나타낸다. 굵은 곡선 각각에서 휘어지는 가는 점선의 곡선은 카테고리 6, 카테고리 6 및 카테고리 3 UTP 케이블의 LCL을 시뮬렐이팅하는 새로운 ISN LCL 명세에 대한 ±3 dB를 나타낸다.

주해 - ISN 태스크 포스는 CISPR 22에 대한 보정서의 추가의 도면에서와 같이, 위의 도 1에 도시된 도해된 LCL 곡선들과 허용 대역을 포함하는데 유용하게 될 것임을 권장하고 있다.

도 2를 참조하면, ISN 태스크 포스가 제안한 ISN LCL(카테고리 6 - 70 dB에서 출발하는 실선의 곡선, 카테고리 5 - 60 dB에서 출발하는 점선의 곡선, 카테고리 3 - 50 dB에서 출발하는 일점쇄선)과 CISPR 22:1997에 제안된 기존의 대안적인 적합성 방법 2 ISN LCL(카테고리 - 1.5 MHz에서 급격한 모서리 주파수를 갖는, 60 dB에서 출발하는 점선, 카테고리 - 1.5 MHz에서 급격한 모서리 주파수를 갖는, 50 dB에서 출발하는 점선 )과의 비교가 도시되어 있다.

예1: 6 MHz에서 새로운 카테고리 5 및 카테고리 3 ISN의 정상 LCL 각각은 대응하는 기존의 CISPR 22:1997 대안적인 적합성 2 ISN의 정상 LCL보다 거의 7.7 dB 더 높다.

예2: 10 MHz에서 상기 새로운 카테고리들의 LCL과 기존의 CISPR 22:1997 대안적인 적합성 2 ISN 사이의 차이는 거의 8.8 dB이다.

예3 : 16 MHz에서 상기 새로운 카테고리들의 LCL과 기존의 CISPR 22:1997 대안적인 적합성 2 ISN 사이의 차이는 거의 9.2 dB이다.

예4 : 30 MHz에서 상기 새로운 카테고리들의 LCL과 기존의 CISPR 22:1997 대안적인 적합성 2 ISN 사이의 차이는 거의 9.3 dB이다.

도 3을 참조하면, 본 고안에 따라 RJ45의 일부 파라미터를 다음과 같이 정의할 수 있다:

송신기의 투입 손실:

Req = R1 + R2 및 Ro = 150Ω

투입 손실 =

Tr 트랜스포머 =

복귀 손실 =

Zs = 표준 임피던스; Zm = 측정된 임피던스

Zs = Zm이면 퍼펙트 매칭으로서 복귀 손실 = 이다.

본 고안에 따르면 RJ45 커넥터는 전술한 표준에 일치할 수 있다.

RJ45와 관해서는, 마더모드(도시되지 않음)와 같은 회로 보드 상에 장착하여 RJ45 플러그(도시되지 않음)와 접속하기 위한 것이다. 마더모드 상의 칩(20)은 RJ45와 데이터 통신을 수행한다. 상기 칩(20)은 한 쌍의 데이터 송신 핀(TX+)(TX-) 및 한 쌍의 데이터 수신 핀(RX+)(RX-)에 접속되어 있다.

RJ45 커넥터는 쉘(shell), 소켓(11) 및 상기 쉘에 설치된 전자기 인터페이스(EMI) 필터(12)를 구비한다. 상기 쉘 내에 정의된 소켓(11)은 데이터 송신용 RJ45 플러그(도시되지 않음)를 수용할 수 있다. 한 쌍의 데이터 송신 단말(TX+)(TX-) 및 한 쌍의 수신 단말(RX+)(RX-)는 소켓(11) 내측에 설치되고 EMI 필터(12)에 결합된다. 소켓(11) 내의 송신/수신 단말(TX+, TX-, RX+, RX-)은 EMI 필터(12)를 통해 칩(20)의 핀(TX+, TX-, RX+, RX-)에 대응적으로 결합된다.

RJ45 커넥터 내측의 EMI 필터(12)는 필터링 캐패시터(C1, C2), 저항기(R1, R2) 및 다중 제너 다이오드(Z1, Z2, Z3, Z4)와 같은 일부의 선택적 소자에도 접속된다. 제너 다이오드(Z1, Z2, Z3, Z4) 및 저항기(R1, R2)는 협동하여 RJ45 커넥터가 ESD에 의해 손상받는 것을 방지한다. 이러한 선택적 소자들은 RJ45 커넥터의 기능 및 설계와는 다르게 변형될 수 있다.

EMI 필터(12)는 일어날 수 있는 전자기 간섭을 완화할 수 있으므로 칩(20)과 RJ45 커넥터 사이의 신호 송신은 전술한 표준과일치할 수 있다. 게다가, 회로 보드는 RJ45 커넥터에서 일체화되어 있는 것처럼 EMI 필터와 함께 제조될 필요가 없으므로 다른 전기 소자를 더 많이 탑재할 수 있는 회로 보드 상의 공간을 이용할 수 있다.

도 4를 참조하면, RJ45 커넥터의 양호한 실시예가 도시되어 있다. RJ45 커넥터는 마더보드의 필과 소켓(11)의 단말 사이에 결합되어 있는 EMI 필터(12)와 같은 복수의 필터를 활용하며, 이러한 필터들에 저항기 및 캐패시터가 적절하게 접속되어 있다. 2개의 LED가 빛으로 표시된 것과 같이 커넥터에 더 조립될 수 있다.

본 고안에 따르면, EMI 필터를 마더보드에 설치하는 대신 RJ45 커넥터와 일체로 함으로써 다른 전기 소자를 설치할 수 있는 마더보드 상의 공간을 더욱 늘릴 수 있다.

도 1은 5 MHz의 모서리 주파수를 사용하여, 식 {9.5.2 c}1}}, 식 {9.5.2 c}2}} 및 식 {9.5.2 c}3}}의 사용에 따라 각각 도출된 카테고리 6 UTP(굵은 실선의 곡선), 카테고리 5 UTP(굵은 점선의 곡선) 및 카테고리 3 UTP(굵은 일점쇄선의 곡선)를 원래의 위치에서 시뮬레이팅 한 ISN에 대한 LCL 곡선을 나타내는 도면.

도 2는 ISN 태스크 포스가 제안한 ISN LCL(카테고리 6 - 70 dB에서 출발하는 실선의 곡선, 카테고리 5 - 60 dB에서 출발하는 점선의 곡선, 카테고리 3 - 50 dB에서 출발하는 일점쇄선)과 CISPR 22:1997에 제안된 기존의 대안적인 적합성 방법 2 ISN LCL(카테고리 - 1.5 MHz에서 급격한 모서리 주파수를 갖는, 60 dB에서 출발하는 점선, 카테고리 - 1.5 MHz에서 급격한 모서리 주파수를 갖는, 50 dB에서 출발하는 점선 )과의 비교를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안에 따른 RJ45 커넥터의 회로도.

도 4는 본 고안의 RJ45의 실시예에 따른 상세 회로도.

Claims (3)

1. 회로 보드 상에 장착된 RJ45 커넥터에 있어서,

   소켓과 함께 정의되며, 한 쌍의 데이터 송신 단말 한 쌍의 데이터 수신 단말이 상기 소켓 내에 장착되는 쉘; 및

   상기 쉘의 내부에 장착되며 상기 회로 보드 및 상기 데이터 송신 및 데이터 수신 단말 사이에 결합되는 전자기 간섭(EMI) 필터로서, 상기 회로 보드와 상기 RJ45 커넥터 사이의 신호 송신은 상기 EMI 필터에 의해 처리되어 상기 신호의 전자기 간섭의 범위가 완화되는, 상기 전자기 간섭(EMI) 필터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 RJ45 커넥터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 EMI 필터는 복수의 필터, 상기 복수의 필터에 접속된 저항기 및 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RJ45 커넥터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 데이터 송신 단말 및 상기 데이터 수신 단말은 각각 상기 EMI 필터를 통해 상기 회로 보드의 한 쌍의 데이터 송신 핀 및 한 쌍의 데이터 수신 핀에 결합되는 것을 특징으로 하는 RJ45 커넥터.