EP2047571B1 - Steckverbinder für die Telekommunikations- und Datentechnik - Google Patents
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-
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-
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- H01R13/6461—Means for preventing cross-talk
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 RJ45 socket in the WO 02/15339 or a generic connector in the WO 97/47083 A1 is described.
- Ferrite cores are used around which the wires are wound between the first and second contacts. In each case four cores of two pairs of contacts each run over four common ferrite cores.
- WO 97/47083 A1 an embodiment with a ferrite block having holes, wherein each contact is passed through a hole in the ferrite block.
- 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 include inductors, 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 wire pairs are routed in pairs through holes in a ferrite block.
- the wire pairs are passed through a common ferrite sleeve, wherein the wire pairs are separated by a cross member.
- in each case only two pairs of wires are passed through ferrite sleeves, wherein the ferrite sleeves are formed as separate sleeves or as a double-sleeve. The arrangements serve to reduce the ANEXT and AFEXT.
- the invention is therefore based on the technical problem of a connector for telecommunications and data technology which further reduces the influence of the AXT 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 for each wire pair.
- a separate ferrite sleeve holder which holds the ferrite sleeves, wherein the ferrite sleeve holder itself is held by the housing of the connector or the wires.
- the ferrite sleeve holder is designed such that the individual ferrite sleeves do not touch and so magnetic couplings are avoided.
- a common mode filter arrangement takes place in the case of a plug connection both on the plug side and on the socket side, although the respective 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 trained as RF contacts contacts 7 then protrude into one of the front of the
- the hold-down 4 is pushed over the contacts 8 of the second set and latched to the connector housing 2.
- the hold-down 4 is formed on the front side with locking lugs 10 and has through 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 non-inventive embodiment of the common mode filter arrangement for a connector according to Fig. 2 shown.
- the two insulation displacement contacts 8 are shown, by means of which the wires of a pair of wires are contacted.
- the two insulation displacement contacts 8 are electrically connected via a respective conductor track 20, 21 to an SMD component 22, which comprises a common mode choke 23 with a ferrite ring 24.
- SMD component 22 Via printed conductors 25, 26 as well as vias, not shown, 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.
- an inventive connector 1 is shown in the form of a plug, wherein the connector housing is formed in two parts and an upper part 31 and a lower part 32 includes, which are latched together.
- the upper part 31 is formed with latching hooks 33, which engage in latching openings 34 of the lower part 32.
- a cable manager 35 is arranged, which ensures a defined guidance of the wires to the RF contacts 30 of the plug.
- a ferrite sleeve holder 36 is arranged, which serves to hold four ferrite sleeves 37. The wires to be connected are guided in pairs through the ferrite sleeve 37 and then in the cable manager 35.
- the ferrite sleeve holder 36 is designed such that the four ferrite sleeves 37 do not touch, so that feedbacks of magnetic currents are avoided.
- the ferrite sleeve holder 36 is not separately attached to the housing, but is held by the wires or pressed together upper and lower parts 31, 32.
- the ferrite sleeve holder 36 is preferably made of plastic.
- the ferrite sleeve holder 36 is formed in two parts and comprises a front part 38 and a rear part 39.
- the front part 38 comprises a base body 40, the indentations 41, each offset by 90 ° to each other. These recesses 41 receive the ferrite sleeves 37.
- the base body 40 cylindrical lugs 42 with clamping nubs 43 on.
- front part 38 and rear part 39 are constructed almost identically.
- the main body 40 still retaining pin 46.
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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 RJ45-Buchse in der
bzw. eine gattungsgemäße Steckverbindung in derWO 02/15339 beschrieben ist.WO 97/47083 A1 - In der
werden Ferrit-Kerne verwendet, um die die Adern zwischen den ersten und zweiten Kontakten gewickelt werden. Dabei verlaufen jeweils vier Adern von zwei Kontaktpaaren über jeweils vier gemeinsame Ferrit-Kerne. Weiter offenbart dieWO 97/47083 A1 eine Ausführungsform mit einem Ferrit-Block, der Löcher aufweist, wobei jeweils ein Kontakt durch ein Loch im Ferrit-Block geführt ist.WO 97/47083 A1 - 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 Kabeln und der Gleich- zu Gegentaktwandlung im gestörten Steckverbinder.
- Aus der
WO 2006/078760 ist ebenfalls ein gattungsgemäßer Steckverbinder bekannt. In einer Ausführungsform werden die Adernpaare paarweise durch Löcher in einem Ferrit-Block geführt. Alternativ werden die Adernpaare durch eine gemeinsame Ferrit-Hülse geführt, wobei die Adernpaare durch ein Kreuz-Element getrennt sind. In einer anderen alternativen Ausführungsform werden jeweils nur zwei Adernpaare durch Ferrit-Hülsen geführt, wobei die Ferrit-Hülsen als separate Hülsen oder als Doppel-Hülse ausgebildet sind. Die Anordnungen dienen dabei der Reduzierung des ANEXT und AFEXT. - 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 weiter 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 für jedes Adernpaar separat reduziert werden.
- Weiter ist ein separater Ferrit-Hülsenhalter vorgesehen, der die Ferrit-Hülsen hält, wobei der Ferrit-Hülsenhalter selbst durch das Gehäuse des Steckverbinders bzw. die Adern gehalten wird. Dabei ist der Ferrit-Hülsenhalter derart ausgebildet, dass sich die einzelnen Ferrit-Hülsen nicht berühren und so magnetische Kopplungen vermieden werden.
- 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 (Stand der Technik),
- Fig. 2
- eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders (Stand der Technik),
- Fig. 3
- eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders mit Ferrit- Hülsenhalter und
- Fig. 4
- eine Explosionsdarstellung eines Ferrit-Hülsenhalters mit Ferrit- Hülsen.
- 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. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Steckverbinders wird hiermit ausdrücklich auf die
Bezug genommen.WO 02/15339 - In der
Fig. 1 ist nun schematisch eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Gleichtaktfilter-Anordnung für einen Steckverbinder gemäßFig. 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 gemäßFig. 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. - In der
Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 in Form eines Steckers dargestellt, wobei das Steckverbindergehäuse zweiteilig ausgebildet ist und ein Oberteil 31 und ein Unterteil 32 umfasst, die miteinander verrastbar sind. Hierzu ist das Oberteil 31 mit Rasthaken 33 ausgebildet, die in Rastöffnungen 34 des Unterteils 32 eingreifen. In dem Unterteil 32 ist ein Kabelmanager 35 angeordnet, der eine definierte Führung der Adern zu den HF-Kontakten 30 des Steckers gewährleistet. Hinter dem Kabelmanager 35 ist ein Ferrit-Hülsenhalter 36 angeordnet, der zum Halten von vier Ferrit-Hülsen 37 dient. Die anzuschließenden Adern werden dabei paarweise durch die Ferrit-Hülse 37 und anschließend im Kabelmanager 35 geführt. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 ist dabei derart ausgebildet, dass sich die vier Ferrit-Hülsen 37 nicht berühren, so dass Rückkopplungen von magnetischen Strömen vermieden werden. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 ist dabei nicht separat an dem Gehäuse befestigt, sondern wird durch die Adern bzw. aufeinander gepressten Ober- und Unterteile 31, 32 gehalten. Der Ferrit-Hülsenhalter 36 besteht vorzugsweise aus Kunststoff. - Wie aus
Fig. 4 ersichtlich, ist der Ferrit-Hülsenhalter 36 zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Vorderteil 38 und ein Hinterteil 39. Das Vorderteil 38 umfasst einen Grundkörper 40, der Einbuchtungen 41, jeweils um 90° versetzt zueinander, aufweist. Diese Einbuchtungen 41 nehmen die Ferrit-Hülsen 37 auf. Des Weiteren weist der Grundkörper 40 zylindrische Ansätze 42 mit Klemmnoppen 43 auf. Wie inFig. 3 zu erkennen, wird eine Ferrit-Hülse 37 zwischen vier zylindrischen Ansätzen 42 mit Klemmnoppen 43 festgeklemmt. Dabei sind Vorderteil 38 und Hinterteil 39 nahezu identisch aufgebaut. Um Vorderteil 38 und Hinterteil 39 miteinander zu verbinden, weisen jeweils zwei zylindrische Ansätze 42 Zapfen 44 auf, die in eine Öffnung 45 des gegenüberliegenden zylindrischen Ansatzes 42 eindringen. Weiter weisen die Grundkörper 40 noch Haltezapfen 46 auf. -
- 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
- 30
- HF-Kontakte
- 31
- Oberteil
- 32
- Unterteil
- 33
- Rasthaken
- 34
- Rastöffnungen
- 35
- Kabelmanager
- 36
- Ferrit-Hülsenhalter
- 37
- Ferrit-Hülse
- 38
- Vorderteil
- 39
- Hinterteil
- 40
- Grundkörper
- 41
- Einbuchtungen
- 42
- zylindrische Ansätze
- 43
- Klemmnoppen
- 44
- Zapfen
- 45
- Öffnungen
- 46
- Haltezapfen
Claims (4)
- Steckverbinder (1) für die Telekommunikations- und Datentechnik zum Anschließen eines symmetrischen Datenkabels, wobei der Steckverbinder (1) ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse (2) sowie erste Kontakte und zweite Kontakte umfasst, wobei mittels der ersten Kontakte (8) mehrere Adernpaare eines symmetrischen Datenkabels kontaktiert werden und mittels der zweiten Kontakte (7, 30) 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, 30) zugeordnet ist, wobei die ersten Kontakte (8) mit ihren zugeordneten zweiten Kontakten (7, 30) galvanisch verbunden sind, wobei allen Adernpaaren jeweils eine Gleichtaktfilter-Anordnung zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gleichtaktfilter-Anordnungen als Ferrit-Hülsen (37) ausgebildet sind, die als separate Bauteile an einem Ferrit-Hülsenhalter (36) befestigt sind, wobei der Ferrit-Hülsenhalter (36) derart ausgebildet ist, dass die Ferrit-Hülsen (37) sich nicht berühren. - Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferrit-Hülsenhalter (36) zweiteilig ausgebildet ist und ein Vorderteil (38) und ein Hinterteil (39) umfasst, die jeweils einen Grundkörper (40) umfassen, wobei die Grundkörper (40) Einbuchtungen (41) aufweisen, die jeweils um 90° zueinander versetzt sind und die Ferrit-Hülsen (37) aufnehmen, wobei die Grundkörper (40) weiter zylindrische Ansätze (42) mit Klemmnoppen (43) aufweisen, wobei die Ferrit-Hülsen (37) zwischen jeweils zwei zylindrischen Ansätzen (42) mit Klemmnoppen (43) vom Vorderteil (38) und Hinterteil (39) festgeklemmt werden.
- Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Ansätze (42) Zapfen (44) und Öffnungen (45) aufweisen, wobei beim Zusammenstecken von Vorderteil (38) und Hinterteil (39) die Zapfen (44) des einen Teils in die Öffnungen (45) des anderen Teils eindringen.
- Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörper (40) Haltezapfen (46) aufweisen.
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