絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模塊與接線面板組件的製作方法
2023-12-05 01:23:56
專利名稱：絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模塊與接線面板組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電連接器，特別涉及一種用於平衡對通信的電連接器。
背景技術：
電連接器通常被使用作為平衡雙絞線通信電纜布線網狀網絡(balancedtwistedpair communication cabling reticulation networks)中的兀件，其中這些電連接器例如是模塊化的插頭和插座。這些電連接器的應用包含了等領域。在區域網絡(LAN)和電信網絡中，這樣的連接器往往被用來將諸如計算機和電話設備的終端裝置連接至建築物中的纜線系統。RJ45為一種常被用於區域網絡(LAN)和電信網絡的模塊化的連接器。而定義用於平衡對應用的連接器(特別是RJ45連接器)的性能要求的國際標準例如是EIA-568-C.2和IS011801。這些標準通過分類(例如分類5e、6和6A)來標示各式各樣性能上的級別。這些要求包含關於諸如近端串音(NEXT)和回波損耗(RL)的參數所定義的高頻率傳輸性能基準。串音可以被定義為一個通信電路和另一個鄰近電路之間的不需要的信號耦合。它代表著兩個以上的鄰近電路之間的一種幹擾形式，因此它對電路的運作上會產生負面影響。除非在設計連接器時採取特殊措施以抵消串音，否則平衡對連接器內部(例如RJ45內部)的導體的緊密物理間隔和緊密布線以及用於電纜腳位分配的標準要求意味著不需要的高階串音會被導入電路並且通過連接器。當設計平衡對連接器時，需要大量心思來將出現在配對的連接器中的串音降低至相關標準要求所規定的水準。為了使 頭插入一個沒有串音補償的插座時，這個插座所呈現的串音特性繪會遠遠超過標準所規定的極限值。為了符合標準，一連接器不僅需要補償在插座中出現的串音，而且補償在插頭中出現的大量的串音。由於串音隨著頻率而增加，前述的補償在更高的性能分類(例如Cate和Cat6A)的連接器中就更為重要了，其原因在於當涉及的頻率逐漸增加時對應的標準要求就更嚴格更高的性能分類中變得更重要。對於Cat5e、Cat6以及Cat6A的性能要求分別為100MHz、250MHz以及500MHz。因此，任何可以降低在插座中所出現的串音的數量的任何技術都是非常有價值的，因為它降低需要的串音補償的數量。對於早期設計的連接器而言，其採用相對簡單的電容串音補償措施，並且在那時這些措施已足以達到相關標準的性能要求。但是隨著科技的進展，計算機網絡速度已經以急遽地增加；並且為了反映更繁重的網絡速度要求，各種標準對於連接器的性能要求亦對應地變得嚴格。隨著標準越來越嚴格，要設計一個符合標準的連接器已經越來越困難。因此，任何可以提高一連接器的傳輸性能或使安裝者更容易終止或安裝連接器的設計都是非常有價值的。—電路的目的是為了容納一信號和引導它從信號源至接收器。在高頻時，電路就如同傳輸線一般。所有的傳輸線具有稱為特性阻抗(characteristicimpedance)的一'I"生能。當信號沿著傳輸線行進時，在傳輸線的電路阻抗不同於傳輸線特性阻抗的點會產生反射。在通信電路上反射不被需要的，因為它們代表一種信號損失的來源。在部分類型電路上，它們也可以造成對信號源的幹擾。一電路的回波損失(return loss)提供阻抗不匹配程度的度量單位，其中前述的阻抗不匹配是因為電路阻抗偏差或不連續所引起的。由於RJ45的固有的非對稱物理結構，當在平衡對電路中以高頻率被使用時，被插入的RJ45連接器展現出顯著的阻抗不匹配。
發明內容
本發明的一目的是為了克服了與現有技術電連接器相關的串音和回波損耗的上述問題的其中之一。因此，鑑於上述問題，在本發明的一第一方面中，提供有一種絕緣移位接觸接線板，用於提供一束雙絞線對電性接觸，束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對第一雙絞線對在此束雙絞線對的一分叉點與第二雙絞線對分開，第一雙絞線對的一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，第二雙絞線對的一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜 ，絕緣移位接觸接線板包含:(a)—第一接觸對，包含用於與第一雙絞線對的第一電線和第二電線電連接的一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，(b) 一第二接觸對，包含用於與第二雙絞線對的第一電線和第二電線電連接的一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，其中，每一第一接觸對與第二接觸對的第一絕緣移位接觸和第二絕緣移位接觸與解纜點的距離實質上彼此相等，並接近於解纜點，以最小化在第一雙絞線對與第二雙絞線對之間的串音。依照本發明的一第二方面，提供有包含依照本發明的第一方面的至少一個絕緣移位接觸接線板的一電插座。依照本發明的一第三方面，提供有包含依照本發明的第二方面的至少兩個電插座的一插座模塊。依照的本發明的一第四方面，第四方面包含至少一個插座模塊，至少一個插座模塊適於被容納和限制在適於被架式安裝的一插座模塊外殼中。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為依照本發明的第一方面的一第一實施例的一絕緣移位接觸接線板的一示意圖；圖2為依照本發明的一第二方面的一 RJ45插座組件的一後視圖，RJ45插座組件包含依照本發明的第一方面的一第二實施例的一單獨絕緣位移接觸(IDC)接線板組件，這裡RJ45插座組件是描述一四對電纜的銜接的四雙絞線對；圖3為依照圖2中所描述的本發明的第一方面的第二實施例的一 IDC接線板的一後視圖，其中某些結構元件的角度已經被選擇以提供允許串音降低的補償和回波損失的優化的幾何特徵；
圖4為示出IDC接線板結構的本發明的第二方面的RJ45插座組件的一示意圖；圖5為示出IDC接線板結構和包含線連接的本發明的第二方面的RJ45插座組件的一不意圖；圖6為四雙絞線對已經被去除的本發明的第二方面的RJ45插座組件的一後視圖；圖7為示出RJ45插座外殼的前視圖和插座的容納部的本發明的第二方面的RJ45插座組件的一示意圖，此視圖也示出與一 RJ45插頭電接觸進行電接觸的部分導電觸點；圖8為與插座組件的內部結構被示出的本發明的第二方面的RJ45插座組件緊密配合的一 RJ45插頭的一側剖視圖；圖9為插座組件的前外殼已經被去除的圖7中所示出的本發明的第二方面的RJ45插座組件的一示意圖；圖10為一現有技術模塊化接線面板組件的一示意圖；圖11為依照本發明的一第四方面的一模塊化接線面板組件的一示意圖，其包含依照本發明的一第三方面的四個IDC接線板，這裡每個IDC接線板模塊包含依次由依照本發明的第一方面的多個IDC接線板所組成的依照本發明的第二方面的六個RJ54插座；圖12為一現有技術模塊化接線面板組件的一示意圖，此模塊化接線面板組件是描述四個現有技術IDC接線板模塊，每個IDC接線板模塊包含整合形成以組成此模塊的六個現有技術IDC接線板插座，一個模塊被示出具有線連接；以及
圖13為依照本發明的第四方面的一接線面板的一後透視圖。其中，附圖標記10 絕緣位移連接器11 底座12 角度13 刀具14 距離15 IDC 接線板16 線17 距離18 雙絞線對20 分叉點21 V 形22 解纜點23 對稱軸25 IDC 接線板30 凸出部40 角度46 第一插座外殼48 第二插座外殼50 RJ45 插座
52夾子54彈簧觸點55RJ45 插座56RJ45 插頭60第一 PCB61PCB互聯機構62第二 PCB63互聯導體64IDC終止位置70現有技術接線面板模塊72現有技術IDC接線板74IDC90接線面板100接線面板模塊150鋼接線 面板框架152凸緣160鋼電纜管理框架162電纜管理支撐
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述:圖1 不出一絕緣位移接觸(IDC, insulation displacement contact)接線板 15。在此圖中，IDC接線板15尚未連接一插座外殼，以及它特徵在於一底座11，其中底座11上被安裝兩對絕緣位移連接器(IDC)IO。每個IDClO用於連接來自一雙絞線對(twisted wirepair)的單一條導線。此外，IDC接線板15的一凸出部30位於IDClO之間。當雙絞線對被插進IDC接線板15中，凸出部30的外型能夠促使雙絞線的導線分開。圖2描述由容納在一第一插座外殼46中的一 IDC接線板25所構成的一 RJ45插座的後部。在此圖中，IDC接線板25為一體成型，以及IDC接線板25的特徵在於安裝在一底座11上的4對IDC10。在其他的實施例中(未繪示)，兩個IDC接線板15能夠取代一單獨IDC接線板25。重要的是，本實施例的重點是在於一 IDC接線板中的每個IDC對的結構和定位，而不是任意一個底座11上的IDC對的數量。每個IDClO具有一電傳導部，電傳導部包含兩個彼此相對的刀具13。導線16被迫進入刀具13之間，以使刀具13割破線絕緣體，進而使導線16和IDClO之間形成一電連接。底座11提供在下文描述的定位上支撐IDClO的結構。依照本發明，同一對IDC中的IDClO的位置系儘可能靠近彼此，並不同的IDClO對在底座11上的位置是儘可能遠離彼此。繼續參考圖2，多條導線16是源自多束的雙絞線對18，其中這些雙絞線對是被放一絕緣套中以形成一電纜(未示出)。形成一雙絞線對18的每對導線16是與一對IDClO匹配。這些雙絞線對18在分叉點20相互分開。每一雙絞線對18的每個導線16在一解纜點(untwist point)22彼此分開。導線16的每個被容納至IDClO的各自容納部中，在容納部中導線16的絕緣被切斷並產生電性接觸。在同一條雙絞線對18中，每一導線16的從解纜點22至各自的IDClO的接觸點的長度實質相同。保持各對線相同長度有助於將回波損耗的惡化程度減至最小。為了保持從解纜點22至接觸點IDClO的線對的長度實質相同，一 IDC對的一IDClO儘可能地接近另一個IDC10。這更有助於串音的降低。通過使得IDClO的刀具13彼此平行排列、以及在一對IDClO中的刀具13的平面對向相對於中心線的夾角實際大於O度便能夠使達到這種使IDClO儘可能彼此靠近的結構。這樣的刀具13的配置方式允許刀具13非常靠近彼此，進而允許即將被安裝的IDClO非常靠近彼此，進而使得它們之間的垂直距離小於IDC的平側邊的寬度。這在為IDC接線板25的一後視圖的圖3中被更好地示出。角度12是約為35度，並是為刀具13被對向的角度，進而在它們之間的距離14小於距離17。而且，每對IDClO被安裝，進而包含IDClO的一第一對和一第二對的表面的平面實質正交的並被遠遠隔開，進而在IDClO的任意對之間的間隔是超過形成一對IDClO的任意兩個IDClO之間的間隔。圖3描述此排列，並更表明位於對稱軸23的每個側邊上的IDClO對，比它們相對於對稱軸23的相對側邊上的IDC10，相互更接近。圖3也繪示出在底座11上的IDClO的鏡像V形排列。首先，IDC對是以一鏡像影像排列以使得通過每對相鄰的IDC刀具13的中心的直線彼此相交而形成一 V形21。這V形21跨過對稱軸23而被鏡射於IDC接線板25的另一側。角度40是接近150度。上面描述的排列最小化為了要材切電纜而需要自電纜移除的護套的體積。IDC接線板15和25的外形尺寸屬於標準形狀和尺寸，因此它們可以被安裝在市場中已經可獲得的標準插座中。每對IDClO (對應於一雙絞線對18的每對導線16)所配置的位置是用以在插座的標準外形尺寸的規範內最大化它們之間的距離。圖4本發明的 第二方面的一 RJ45插座50的一示意圖，RJ45插座50包含連接於RJ45插座的第一插座外殼46和第二插座外殼48的一 IDC接線板25。第一插座外殼46容納IDC接線板25，並提供一連接第二插座外殼48的機構。圖5繪示具有插入在IDClO中的導線16的一 RJ45插座的一示意圖。每個導線16是電連接至各自的IDC10。一電纜60包含從一分叉點22分開的多個雙絞線對18。如上述對3圖的說明，IDC接線板25的幾何形狀允許對小程度地解開(untwisting)雙絞線對,也允許最小化雙絞線對的彼此分離的線材的長度。圖7繪不由第一插座外殼46和第二插座外殼48所構成的一 RJ45插座50電連接器的一前視圖。第一插座外殼46和第二插座外殼48定義出用以接收一 RJ45插頭56的一RJ45插座55。在一實施例中，第一插座外殼46和第二插座外殼48是一個一體成形的外殼(未示出)。RJ45插座50的頂端被安裝一夾子52，夾子52的目的是為將RJ45插座50固定至一插線面板底盤(未示出)或壁裝插座板(未示出)中。夾子52的外型是經過特別的設計，以使得使用者可以經由圖13中所繪示的一字型螺絲起子的插入和施加壓力來輕易地將RJ45插座50從一壁裝插座板或一插線面板底盤移除或是輕易地將RJ45插座50插入將RJ45插座50從一壁裝插座板或一插線面板底盤。圖9繪示沒有外殼的RJ45插座50，其中此RJ45插座50暴露出串音補償印刷電路板(PCB)60和62。電路板的功能是讓輸入端子對(未示出)連接至各自的輸出端子對(未示出)。第一 PCB60經由PCB互聯機構61正交地互連至一第二 PCB62，以節省在RJ45插座50的第二插座外殼48內的空間。PCB60和62包含具有交叉指型電容器的多對信號導體(未示出)，其中這些信號導體是被適當地配置以補償和抵消串音。交叉指型電容器是包含具有適當尺寸與外型的PCB追蹤導體(PCB track conductor)(未示出)，PCB追蹤導體在第一 PCB60的鄰近安裝在介電塊56中的彈簧觸點54的位置與第一 PCB60上的電路(未繪示)電連接。彈簧觸點54的外型以及位置是用以與一 RJ45插頭(未示出)接觸，以及用以將串音最小化。此外，多個輸出端子對(未示出)是連接至第二 PCB62。PCB互連機構61經由多個互連導體63將位於第一 PCB60上的導電路徑對連接至位於第二 PCB62上的各自導電路徑對。PCB互連機構61用以固定PCB60和62的位置並且使PCB60與62分別垂直於這些互連導體63。這些互連導體63彼此遠離對方以將串音最小化。第二 PCB62系電連接至IDClO，IDClO被安裝在RJ45插座50的後部，並以終止於第二 PCB62上的一組各自的IDC終止位置64。此外第二 PCB62是電連接至PCB互連機構61以與第一 PCB60電性連接。第二 PCB62也包含一第一組回波損耗補償陣列(未示出)，第一組回波損耗補償陣列包含多個被適當放置的交叉指型電容器。交叉指型電容器包含具有適當的尺寸和形狀的PCB追蹤導體(未示出)，PCB追蹤導體在PCB的接近IDC終止位置64與信號導體對電連接。圖10繪示具有現有IDC接線板72的一現有接線面板模塊70。現有IDC接線板72包含按對分組的IDC74。相比於前述的IDC接線板25的中心的連線形成一 V字型，現有IDC接線板72的IDC的中心的連線為一直線。此現有技術接線面板模塊70包含一單獨模塊，此單獨模塊包含六個RJ45插座55 (未示出)。圖11繪示依照本發明的一第三方面和一第四方面的接線面板90的後側示意圖。接線面板90是為依照本發明的一第四方面的一模塊化接線面板組件，其包含四個依照本發明的第三方面的接線面板模塊100。接線面板排列包含一鋼製的接線面板框架150、多個模塊插入式連接器(未示出)、一鋼製的電纜管理框架160，其中這些接線面板模塊100以可以被移除的方式配置於接線 面板框架150內。接線面板90被安裝有凸緣152以允許接線面板90可以被安裝在一 19」機架(未示出)上。電纜管理框架160利用電纜管理支撐162和164而被安裝。為了容易實現無螺絲的組裝並且為了使電纜管理框架160能夠經由卡扣於接線框架150的背部，電纜管理框架160被設計成當電纜管理框架160被包裝時電纜管理框架160佔據最小的體積。位於每個接線面板模塊100的後部的IDC的V形排列可以與圖12的現有技術接線面板70的後部的IDC的V形排列做出對比。接線面板框架150可以容納多達24個水平設置的RJ類型連接埠 50。接線面板框架150可以被安裝有一選擇的儀錶盤附件(未示出)，儀錶盤附件可以被用於埠設計目的或者被設計以提高外表美觀。對於本領域的技術人員顯然的是在不脫離本發明的範圍的情況下，可以進行本發明的設計或結構的細節上的各種潤飾。特別地，當本發明已經通過參考一 RJ45電連接器而被描述的同時，它不限於這樣的一應用。在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種絕緣移位接觸接線板，用於提供一束雙絞線對電性接觸，該束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對，該第一雙絞線對在該束雙絞線對的一分叉點與該第二雙絞線對分開，該第一雙絞線對的一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，該第二雙絞線對的一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，其特徵在於，該絕緣移位接觸接線板包含: 一第一接觸對，包含用於與該第一雙絞線對的該第一電線和該第二電線電連接的一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸；以及 一第二接觸對，包含用於與該第二雙絞線對的該第一電線和該第二電線電連接的一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸， 其中，每一該第一接觸對與該第二接觸對的該第一絕緣移位接觸和該第二絕緣移位接觸與該解纜點的距離彼此相等，並接近於該解纜點，以最小化在該第一雙絞線對與該第二雙絞線對之間的串音。
2.根據權利要求1所述的絕緣移位接觸接線板，其特徵在於，每一該第一接觸對與該第二接觸對的該第一絕緣移位接觸和該第二絕緣移位接觸互相鄰近，以及該第一接觸對和該第二接觸對充分地互相遠離，以最小化該些雙絞線對之間的串音，並提供每一該第一絞線對與該第二絞線對所定義的一電路最小的回波損耗惡化。
3.根據權利要求2所述的絕緣移位接觸接線板，其特徵在於，該第一接觸對和該第二接觸對以V形鏡像排列。
4.一種電插座,包含如權利要求1-3中任意一項所述的該絕緣移位接觸接線板，其特徵在於，該絕緣移位接觸接線板連接至該電插座的一插座外殼。
5.—種插座模塊,包含至少二個依照如權利要求4所述的該電插座。
6.—種模塊化 接線面板組件，包含至少一個如權利要求5所述的該插座模塊，其特徵在於，該插座模塊適於被容納和限制在適於被架式安裝的一插座模塊外殼中。
全文摘要
本公開一種絕緣移位接觸接線板、電插座、插座模塊與接線面板組件，絕緣移位接觸接線板，用於提供一束雙絞線對電性接觸，束絞線對包括被分別驅動的一第一雙絞線對以及一第二雙絞線對。每一第一與第二雙絞線對的一第一電線在一解纜點與其一第二電線解纜，絕緣移位接觸接線板包含一第一接觸對與一第二接觸對，分別包含用於與第一雙絞線對的第一電線和第二電線電連接的一第一絕緣移位接觸和一第二絕緣移位接觸，其中，每一第一接觸對與第二接觸對的第一絕緣移位接觸和第二絕緣移位接觸與解纜點的距離實質上彼此相等，並接近於解纜點。
文檔編號H01R13/514GK103227388SQ20121056452
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月21日 優先權日2011年12月23日
發明者陸善睿 申請人:麗羽電子股份有限公司