DE102006012518A1

DE102006012518A1 - Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik

Info

Publication number: DE102006012518A1
Application number: DE102006012518A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Borchardt
Original assignee: ADC GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2006-03-18
Filing date: 2006-03-18
Publication date: 2007-09-20
Also published as: ATE452442T1; CN101356697A; DE502007002342D1; EP1997194A1; US20090053938A1; WO2007107206A1; EP1997194B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1) für die Telekommunkations- 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 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 allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist.

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.

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 Kablen 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 AXT 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.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleichtaktfilter-Anordnung als Gleichtaktdrossel ausgebildet, die auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte angeordnet ist, wobei die Gleichtaktdrossel vorzugsweise als SMD-Bauelement ausgebildet ist, was einen kompakten Aufbau erlaubt. Die Gleichtaktdrossel liegt dabei vorzugsweise elektrisch zwischen den ersten und zweiten Kontakten.

Alternativ oder ergänzend kann die Gleichtakt-Anordnung als Ferrit-Hülse ausgebildet sein, 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 für jedes Adernpaar separat reduziert werden.

Für die Anbindung der Ferrit-Hülsen an den Steckverbinder bzw. das Steckverbindergehäuse sind nun verschiedene Ausführungsformen möglich.

In einer Ausführungsform werden die Ferrit-Hülsen als separates Bauteil ausgebildet und an dem Steckverbindergehäuse befestigt, beispielsweise verrastet oder verklebt. Neben dem eigentlichen Steckverbindergehäuse können die Ferrit-Hülsen auch an einem Kabelmanager des Steckverbinders angeordnet werden.

In einer alternativen Ausführungsform besteht das Steckverbindergehäuse und/oder ein Niederhalter 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:
1 eine schematische Darstellung einer Gleichtaktdrossel auf einer Leiterplatte für die ersten und zweiten Kontakte und
2 eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders (Stand der Technik).
In der 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. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Steckverbinders wird hiermit ausdrücklich auf die WO 02/15339 Bezug genommen.
In der 1 ist nun schematisch eine erste Ausführungsform der Gleichtaktfilter-Anordnung für einen Steckverbinder gemäß 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-Kontakte 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 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.

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

Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, 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, dadurch gekennzeichnet, dass allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Kontakte (7, 8) über eine Leiterplatte (3) verbunden sind, wobei die Gleichtaktfilter-Anordnung als Gleichtaktdrossel (23) ausgebildet ist, die auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktdrossel (23) als SMD-Bauelement (22) ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichtaktfilter-Anordnung als Ferrit-Hülse ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrit-Hülsen als separates Bauteil an dem Steckverbindergehäuse (2) befestigt sind.
Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindergehäuse (2) mindestens teilweise aus einem Ferrit-Material besteht oder Ferrit-Material enthält.