вставка и способ сборки такой вставки

Классы МПК:H01R24/00 Соединительные устройства, состоящие из двух частей; или любая из двух взаимодействующих частей этих устройств, характеризуемая их общей конструкцией
H01R13/719 специально приспособленные для работы на высоких частотах, например с фильтрами
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):ЛЕГРАН СНС (FR),
ЛЕГРАН ФРАНС (FR)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-07-28
публикация патента:

Изобретение касается вставки для соединений электронных и информационных систем. Вставка содержит по меньшей мере три контакта (с 101 по 108), имеющих по существу линейные части, и по меньшей мере одну трехполюсную электрическую емкость (141, 143, 145, 144, 146, 148) между тремя контактами (101, 103, 105, 104, 106, 108). Один из контактов (103, 106) каждой трехполюсной электрической емкости соединен с центральной обкладкой (143, 146). Первый размер этой центральной обкладки в направлении, перпендикулярном к, по существу, линейным частям, превышает второй размер в направлении, параллельном, по существу, линейным частям, причем этот второй размер определяет ширину зон центральной обкладки. Средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она располагается против других так называемых "боковых" обкладок, соединенных с другими контактами трехполюсной электрической емкости, превышает одну треть средней длины центральной обкладки в этих зонах. Предпочтительным образом в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она располагается против боковых обкладок, превышает одну треть расстояния между этими боковыми обкладками. Технический результат - уменьшение перекрестных помех. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 27 ил. вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448

вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448 вставка и способ сборки такой вставки, патент № 2487448

Формула изобретения

1. Вставка, содержащая, по меньшей мере, три контакта (с 101 по 108), имеющих, по существу, линейные части, отличающаяся тем, что вставка дополнительно содержит, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость (141, 143, 145, 144, 146, 148) между тремя контактами (101, 103, 105, 104, 106, 108), причем один из контактов (103, 106) каждой такой трехполюсной электрической емкости связан с центральной обкладкой (143, 146),

первый размер (711) центральной обкладки в направлении, перпендикулярном к, по существу, линейным частям, превышает второй размер (712) в направлении, параллельном, по существу, линейным частям, и этот второй размер определяет ширину зон центральной обкладки,

а средняя ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив других так называемых "боковых" обкладок (141, 145, 144, 148), соединенных с другими контактами трехполюсной электрической емкости, превышает одну треть от средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

2. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает треть расстояния между этими боковыми обкладками.

3. Вставка по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает треть средней ширины центральной обкладки в этих зонах.

4. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает треть расстояния между этими боковыми обкладками.

5. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает половину средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

6. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает две трети средней ширины обкладки в упомянутых зонах.

7. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), равна средней ширине обкладки в упомянутых зонах.

8. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает половину расстояния между этими боковыми обкладками.

9. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает две трети расстояния между этими боковыми обкладками.

10. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает или равна расстоянию между этими боковыми обкладками.

11. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает половину средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

12. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает две трети средней ширины обкладки в упомянутых зонах.

13. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), равна средней ширине обкладки в упомянутых зонах.

14. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) минимальная ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает половину расстояния между этими боковыми обкладками.

15. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает две трети расстояния между этими боковыми обкладками.

16. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) средняя ширина (712) центральной обкладки (143, 146) между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок (141, 145, 144, 148), превышает или равна расстоянию между этими боковыми обкладками.

17. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости (141, 143, 145, 144, 146, 148) центральная обкладка (143, 146) является сплошной.

18. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, пять последовательно расположенных контактов и, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость (141, 143, 145) между первым (101), третьим (103) и пятым (105) контактами.

19. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит восемь последовательно расположенных контактов и, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость (141, 143, 145) между четвертым (104), шестым (106) и восьмым (108) контактами.

20. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит средства разделения контактов на две контактные группы (110, 111), отдаленные одна от другой, причем одна из этих групп содержит четные контакты, а другая содержит нечетные контакты.

21. Вставка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна трехполюсная электрическая емкость (141, 143, 145, 144, 146, 148) содержит диэлектрическую пленку (120, 130), вставленную между обкладками.

22. Способ сборки вставки, содержащий этап (615), на котором соединяют, по меньшей мере, три контакта, имеющих, по существу, линейные части, отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап (605, 610), на котором реализуют, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость (141, 143, 145, 144, 146, 148) между тремя контактами (101, 103, 105, 104, 106, 108), причем один из контактов (103, 106) каждой трехполюсной электрической емкости соединен с центральной обкладкой (143, 146), причем

первый размер (711) центральной обкладки в направлении, перпендикулярном по отношению к, по существу, линейным частям, превышает второй размер (712) в направлении, параллельном, по существу, линейным частям, причем этот второй размер определяет ширину зон центральной обкладки,

и средняя ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив других так называемых "боковых" обкладок, соединенных с другими контактами трехполюсной электрической емкости, превышает треть средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к вставке и к способу сборки такой вставки. Это изобретение применяется, в частности к вставкам для соединений электронных или информационных систем, в частности, к вставкам типа RJ45.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Штекер, или "plug", предназначен для обеспечения, путем вставления во вставку или в контактную часть соединителя, электрического соединения между электрическими линиями, представляющими, с одной стороны, штекер, а с другой стороны, вставку. В процессе этого вставления пластины штекера входят в плотный контакт с соответствующими или подобными контактами вставки. Поскольку параллельные электрические линии и контактные пластины располагаются близко друг к другу, эффекты электромагнитной индукции наводят перекрестные помехи, то есть возмущение электрических сигналов, передаваемых по одной линии, электрическими сигналами, передаваемыми по соседним линиям.

Для того чтобы минимизировать эти перекрестные помехи, используют, например, витые пары в кабелях, служащих для передачи данных в телефонных сетях и в сетях передачи информации. Однако один тип локальных перекрестных помех, так называемых "помех конца линии", или NEXT, остается присутствующим.

Действительно, для высоких частот эффект электрической емкости между параллельными пластинами штекера вызывает перекрестные помехи так называемого "парадиафонического" типа.

Для того чтобы уменьшить это возмущение, стандарт RJ45 САТ6А, который относится к сетям со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с, подразумевает парадиафоническую изоляцию, а именно:

- 54 дБ парадиафонической изоляции на частоте до 100 МГц;

- 46 дБ парадиафонической изоляции на частоте до 250 МГц;

- 37 дБ парадиафонической изоляции на частоте до 500 МГц.

Здесь следует напомнить, что электрический соединитель типа RJ45 представляет собой физический интерфейс, часто используемый для завершения кабелей типа витой пары. Этот электрический соединитель содержит восемь электрических контактных штырей.

Нормативный документ ISO CEI 11801 (с действующим изменением 1 и изменением 2) определяет эксплуатационные характеристики канала передачи.

Известен патентный документ US 5547405, в котором описаны средства, предназначенные для уменьшения перекрестных помех со стороны вставки. Таким образом, для вставки, содержащей четыре контакта, в этом документе предусматривается боковое расширение (114), исходящее от первого контакта (В) и проходящее перед вторым контактом (А) так, чтобы расширяться перед третьим контактом (С). Таким образом, обеспечивается компенсация, при помощи электрической емкости, создаваемой между третьим и пятым контактами, электрической емкости штекера, вызывающей перекрестные помехи. Кроме того, боковое расширение (124) от четвертого контакта (D) проходит перед третьим контактом (С) для расширения перед вторым контактом (В) для формирования там компенсационной электрической емкости. В случае вставки, содержащей восемь контактов (см. фиг.8 и 9 из представленной патентной заявки), этот патентный документ предусматривает четыре электрические емкости (16А, 16В, 16С и 16D) компенсации, сформированные одним и тем же образом при помощи боковых расширений 3 и 6, располагающихся с одной и с другой стороны от третьего и шестого контактов.

Это техническое решение представляет многочисленные недостатки. Как это проиллюстрировано на фиг.8 из этого патентного документа, такое техническое решение вызывает паразитную индуктивность Lp3 и Lp6 соответственно в тонкой связи, которая соединяет электрический контакт с каждым из его боковых расширений, что добавляет возмущение типа перекрестных помех сигналов, в частности их индуктивное возмущение. Кроме того, эти тонкие связи образуют паразитные электрические емкости с контактом, который они преодолевают, что увеличивает перекрестные помехи между сигналами.

Патентный документ US 2002/0081908 относится к вставке с малым уровнем перекрестных помех. Как это проиллюстрировано на фиг. с 15а по 17 из этого патентного документа, второй предпочтительный способ реализации содержит две полувставки (120а и 120b), разделенные воздушным слоем (142), который окружает четные проводники (120а) с одной стороны и нечетные проводники (120b) с другой стороны.

В каждой из этих полувставок электрические емкости формируются между тремя проводниками (Т2, Т3, Т4 и R1, R3, R2 соответственно), благодаря локальным деформациям проводников или так называемым "выступам". Центральный проводник (соответственно Т3 и R3) представляет, как это проиллюстрировано на фиг.17, два боковых расширения, которые располагаются соответственно напротив боковых расширений других электрических проводников.

Однако вследствие формы центрального контакта в виде цифры "8" проявляется нежелательный индуктивный эффект на каждой связи между боковыми расширениями. Третий способ реализации из этого патентного документа имеет целью, с этой точки зрения, уменьшить индуктивные эффекты.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы устранить имеющиеся недостатки.

Для решения этой технической задачи изобретение предлагает в соответствии с его первым аспектом вставку, содержащую, по меньшей мере, три контакта, представляющих, по существу, линейные части, которая дополнительно содержит, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость между тремя контактами, причем один из контактов каждой трехполюсной электрической емкости соединен с центральной обкладкой, при этом

первый размер этой центральной обкладки в направлении, перпендикулярном к, по существу, линейным частям, превышает второй размер в направлении, параллельном, по существу, линейным частям, и второй размер определяет ширину зон центральной обкладки,

средняя ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив других так называемых "боковых" обкладок, соединенных с другими контактами трехполюсной электрической емкости, превышает треть средней ширины центральной обкладки в зонах.

Благодаря этим техническим решениям уменьшают и даже устраняют полностью индуктивность, создаваемую связями с зонами наложения обкладок конденсатора. Действительно, такая трехполюсная электрическая емкость характеризуется практически полным отсутствием индуктивного эффекта между двумя боковыми обкладками, располагающимися напротив единственной центральной обкладки.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает треть расстояния между этими боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает треть расстояния между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает половину средней ширины этой центральной обкладки в зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает две трети средней ширины этой обкладки в упомянутых зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, равна средней ширине этой обкладки в упомянутых зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает половину расстояния между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает две трети от расстояния между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна расстоянию между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает половину средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает две трети от средней ширины этой обкладки в упомянутых зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, равна средней ширине обкладки в упомянутых зонах.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает половину расстояния между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает две трети от расстояния между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна расстоянию между боковыми обкладками.

В соответствии с предпочтительными характеристиками в, по меньшей мере, одной трехполюсной электрической емкости центральная обкладка является сплошной.

Каждое из этих технических решений содействует снижению индуктивного эффекта.

В соответствии с предпочтительными характеристиками вставка, являющаяся объектом предлагаемого изобретения и кратко описанная в предшествующем изложении, содержит, по меньшей мере, пять последовательно расположенных электрических контактов и, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость между первым, третьим и пятым контактами.

В соответствии с предпочтительными характеристиками вставка, являющаяся объектом предлагаемого изобретения и кратко описанная в предшествующем изложении, содержит восемь последовательно расположенных электрических контактов и, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость между четвертым, шестым и восьмым контактами.

В соответствии с предпочтительными характеристиками вставка, являющаяся объектом предлагаемого изобретения и кратко описанная в предшествующем изложении, содержит средства разделения электрических контактов на две контактные группы, отделенные одна от другой, причем одна из этих контактных групп содержит четные контакты, а другая группа содержит нечетные контакты.

Благодаря этим техническим решениям, поскольку последовательно расположенные электрические контакты находятся в различных контактных группах, они удалены друг от друга и создают между собой, таким образом, лишь пренебрежимо малую электрическую емкость.

В соответствии с предпочтительными характеристиками, по меньшей мере, одна трехполюсная электрическая емкость содержит диэлектрическую пленку, размещенную между обкладками.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ сборки вставки, который содержит этап, на котором соединяют, по меньшей мере, три электрических контакта, представляющих, по существу, линейные части, который дополнительно содержит этап, на котором реализуют, по меньшей мере, одну трехполюсную электрическую емкость между тремя контактами, причем один из контактов каждой трехполюсной электрической емкости соединен с центральной обкладкой, причем

первый размер центральной обкладки в направлении, перпендикулярном по отношению к, по существу, линейным частям, превышает второй размер в направлении, параллельном, по существу, линейным частям, причем этот второй размер определяет ширину зон центральной обкладки,

и средняя ширина центральной обкладки между зонами, где эта центральная обкладка расположена напротив других так называемых "боковых" обкладок, соединенных с другими электрическими контактами трехполюсной электрической емкости, превышает треть средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах.

Поскольку цели, преимущества и характеристики этого способа подобны целям, преимуществам и характеристикам вставки, являющейся объектом предлагаемого изобретения, описанным в предшествующем изложении, они не будут здесь упоминаться повторно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает теоретическую схему компенсации перекрестных помех для вставки в соответствии с нормативным документом RJ45;

фиг.2 изображает схематический вид позиционирования электрических контактов для конкретного способа реализации вставки, являющейся объектом предлагаемого изобретения;

фиг.3А-3Е изображают, для первой полувставки, являющейся частью вставки, проиллюстрированной на фиг.2, два схематических общих вида, схематический вид сбоку и два схематических вида в разрезе;

фиг.4А-4Е изображают, для второй полувставки, являющейся частью вставки, проиллюстрированной на фиг.2, два схематических общих вида, схематический вид сбоку и два схематических вида в разрезе;

фиг.5 изображает электрическую схему, эквивалентную вставке, проиллюстрированной на фиг.2-4, с трехполюсными электрическими емкостями;

фиг.6 изображает, в виде структурной схемы, этапы осуществления в соответствии с конкретным вариантом реализации способа сборки вставки, являющейся объектом предлагаемого изобретения;

фиг.7А-7Н изображают формы продольных расширений электрических контактов вставки, проиллюстрированной на фиг.1-5;

фиг.8 изображает электрические контакты, снабженные боковыми расширениями, для вставки, описанной в патентном документе US 5547405;

фиг.9 изображает электрическую схему, эквивалентную вставке, описанной в патентном документе US 5547405;

фиг.10 изображает схематический вид экспериментальной трехполюсной электрической емкости для демонстрации полученного снижения индуктивного эффекта;

фиг.11 изображает схематический вид эквивалентной модели трехполюсной электрической емкости, проиллюстрированной на фиг.10;

фиг.12 изображает кривую, демонстрирующую увеличение индуктивности центральной части, или зоны связи, трехполюсной электрической емкости в том случае, когда изменяют ширину этой центральной части.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 можно видеть, что в штепсельной вилке с восемью контактными пластинами, предназначенными для вхождения в плотный контакт с восемью контактными пластинами вставки:

- электрическая емкость 23, реализованная при помощи поверхности второй контактной пластины, располагающейся напротив третьей контактной пластины, является ответственной за перекрестные помехи, присущие штекеру, между парой, образованной первым и вторым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами;

- электрическая емкость 67, реализованная при помощи поверхности шестой контактной пластины, располагающейся напротив седьмой контактной пластины, является ответственной за перекрестные помехи, присущие штекеру, между парой, образованной седьмым и восьмым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами;

- электрические емкости 34 и 56, реализованные соответственно между третьим и четвертым контактами, с одной стороны, и между пятым и шестым контактами, с другой стороны, являются ответственными за перекрестные помехи, присущие штекеру, между парой, образованной четвертым и пятым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами.

Теоретическая схема компенсации перекрестных помех для штекера, выполненного в соответствии со стандартом RJ45, содержит во вставке электрическую емкость 13 между первым и третьим контактами, электрическую емкость 35 между третьим и пятым контактами, электрическую емкость 46 между четвертым и шестым контактами и электрическую емкость 68 между шестым и восьмым контактами.

В частности:

- электрическая емкость 13 компенсирует электрическую емкость 23 для того, чтобы уменьшить перекрестные помехи между парой, образованной первым и вторым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами;

- электрическая емкость 68 компенсирует электрическую емкость 67 для того, чтобы уменьшить перекрестные помехи между парой, образованной седьмым и восьмым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами;

- электрические емкости 35 и 46 компенсируют электрические емкости 34 и 56 для того, чтобы уменьшить перекрестные помехи между парой, образованной четвертым и пятым контактами, и парой, образованной третьим и шестым контактами.

Таким образом, емкостные связи штекера компенсируются емкостными связями вставки. При этом чем ближе друг к другу располагаются емкостные связи компенсации вставки и электрические емкости штекера, тем более высоким оказывается уровень характеристик соединения, образованного этой вставкой и этим штекером. Действительно, электрические проводники, располагающиеся между емкостными связями штекера и компенсирующими емкостными связями вставки, вводят нежелательные индуктивности в искомые схемы компенсации. Для реализации компенсации уравновешивают емкостные связи, присущие штекеру, и компенсационные связи, реализованные во вставке.

В пояснительных целях на фиг.2 представлены только электропроводные части в соответствии с конкретным вариантом реализации вставки, являющейся объектом предлагаемого изобретения.

На фиг.2 можно видеть восемь последовательно расположенных электрических контактов, обозначенных позициями со 101 по 108. Эти электрические контакты распределяются на две контактные группы 110 и 111, содержащие соответственно контакты, обозначенные нечетными позициями 101, 103, 105 и 107, и контакты, обозначенные четными позициями 102, 104, 106 и 108.

Эти электрические контакты представляют, по существу, линейные и, по существу, параллельные между собой части, которые определяют первое направление, перпендикулярное по отношению к этим, по существу, линейным частям и к горизонтали на фиг.3D, 3E, 4D и 4Е, и второе направление, параллельное этим, по существу, линейным частям и вертикали на этих фиг.3D, 3E, 4D и 4Е.

В первой контактной группе 110 диэлектрическая пленка 120 разделяет контакты 101 и 105 сверху и контакт 103 снизу. Контакты 101 и 105 оснащены прямоугольными боковыми расширениями 141 и 145 соответственно, проходящими вдоль диэлектрической пленки 120. Контакт 103 оснащен боковым прямоугольным расширением 143, проходящим вдоль диэлектрической пленки 120 таким образом, чтобы сформировать, совместно с контактами 101 и 105 и их боковыми расширениями 141 и 145, трехполюсную электрическую емкость.

Контакт 103 и его боковые расширения 143 образуют центральную обкладку этой трехполюсной электрической емкости. Контакт 101 и его боковое расширение 141 образуют первую боковую обкладку. Контакт 105 и его боковое расширение 145 образуют вторую боковую обкладку.

Первый размер центральной обкладки, или длина, измеренная в первом направлении, горизонтальном на фиг.3D, 3E, 4D и 4Е, превышает второй размер, измеренный во втором направлении, вертикальном на фиг.3D, 3E, 4D и 4Е. Этот второй размер определяет "ширину" зон центральной обкладки, упомянутых ниже.

Средняя ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает, предпочтительно в возрастающем порядке, треть, половину, две трети и три четверти от средней ширины этой центральной обкладки в упомянутых зонах. Еще более предпочтительно средняя ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна средней ширине центральной обкладки в этих зонах.

Предпочтительно, как и в описанном здесь варианте реализации, средняя ширина представляет собой минимальную ширину, поскольку эта ширина является постоянной. Таким образом, минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает, предпочтительно в возрастающем порядке, треть, половину, две трети и три четверти от средней ширины центральной обкладки в упомянутых зонах. Еще более предпочтительно минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна средней ширине центральной обкладки в этих зонах.

В варианте реализации, представленном на приведенных в приложении чертежах, предпочтительно минимальная ширина и средняя ширина центральной обкладки между зонами, где центральная обкладка расположена напротив боковых обкладок, равны средней ширине центральной обкладки в этих зонах. И наоборот, во вставке, проиллюстрированной на фиг.8 и 9 (относящихся к известному из уровня техники патентному документу US 5547405), минимальная ширина электрической связи между двумя обкладками конденсаторов 3 (и соответственно 6) имеет величину, составляющую примерно пятую часть от средней ширины обкладок конденсаторов 3 (и соответственно 6), что приводит к возникновению индуктивного эффекта, не являющегося пренебрежимо малым.

Предпочтительно средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает, в возрастающем порядке, треть, половину и две трети от расстояния между боковыми обкладками. Еще более предпочтительно средняя ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна расстоянию между этими боковыми обкладками.

Предпочтительно, как и в описанном способе реализации, средняя ширина представляет собой минимальную ширину, поскольку эта ширина является постоянной. Таким образом, предпочтительно минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает, предпочтительно в возрастающем порядке, треть, половину и две трети от расстояния между боковыми обкладками. Еще более предпочтительно минимальная ширина центральной обкладки между зонами, где она расположена напротив боковых обкладок, превышает или равна расстоянию между боковыми обкладками.

Сформированная таким образом трехполюсная электрическая емкость характеризуется практически полным отсутствием индуктивного эффекта между двумя параллельными обкладками, располагающимися напротив одной единственной обкладки.

Контакт 107 располагается, по отношению к диэлектрической пленке 120, с той же стороны, что и контакт 103.

Во второй группе 111 контактов диэлектрическая пленка 130 разделяет контакты 104 и 108, располагающиеся снизу от этой пленки, и контакт 106, располагающийся над этой пленкой. При этом контакты 104 и 108 оснащены прямоугольными боковыми расширениями соответственно 144 и 148, проходящими вдоль диэлектрической пленки 130. Контакт 106 имеет прямоугольное боковое расширение 146, проходящее вдоль диэлектрической пленки 130 таким образом, чтобы сформировать, вместе с контактами 104 и 108 и их боковыми расширениями, трехполюсную электрическую емкость.

Трехполюсная электрическая емкость, идентичная трехполюсной электрической емкости, сформированной между контактами 101, 103 и 105, сформирована между контактами 104, 106 и 108.

Контакт 102 расположен, по отношению к диэлектрической пленке 130, с той же стороны, что и контакт 106.

Также на фиг.2 можно видеть, что электрические контакты вставки проходят различным образом, начиная от зоны их расположения напротив диэлектрической пленки 120, для того чтобы сформировать зону контакта с аналогичной пластиной штекера.

Таким образом, контакт 101 опускается для того, чтобы соединиться с плоскостью расположения диэлектрической пленки 130. Затем контакты 101 и 102 оказываются параллельными между собой и возвращаются, после искривленной зоны, образующей острый угол, в направлении к задней части вставки для того, чтобы сформировать там их искривленную контактную зону, образуя тупой угол.

Контакт 107 опускается для того, чтобы соединиться с плоскостью расположения диэлектрической пленки 130. Затем контакты 107 и 108 оказываются параллельными между собой и с контактами 101 и 102.

Контакт 103 и контакт 105 являются, по существу, параллельными между собой и представляют искривленную контактную зону, образующую тупой угол.

Контакт 104 и контакт 106 являются, по существу, параллельными между собой и представляют искривленную контактную зону, образующую тупой угол.

Эти тупые углы выбираются таким образом, чтобы расстояния между последовательно расположенными контактами были максимальными. Таким образом, электрические емкости между последовательно расположенными контактами оказываются уменьшенными, что позволяет ограничить перекрестные помехи, порождаемые этими нежелательными электрическими емкостями.

К тому же поскольку контакты 102 и 103 и соответственно контакты 106 и 107 имеют весьма различные формы, электрическая емкость, которую они образуют между собой, оказывается минимизированной.

Каждая из удаленных друг от друга групп контактов, содержащая соответственно контакты, обозначенные четными цифровыми позициями, и контакты, обозначенные нечетными цифровыми позициями, содержит, таким образом, четыре контакта, три из которых реализуют, вместе с их электропроводными боковыми расширениями, трехполюсную электрическую емкость. В различных способах реализации предусматривается наличие диэлектрического слоя, например наличие полиимидной пленки, предназначенного для разделения обкладок каждого трехполюсного конденсатора.

Использование многополюсных конденсаторов представляет преимущество, которое состоит в устранении паразитных индуктивностей в связях между конденсаторами. Устранение этих паразитных индуктивностей повышает эффективность компенсации, следствием чего является обеспечение наилучших эксплуатационных характеристик в результате увеличения полосы пропускания изделия, а также изоляции между парами.

Вследствие того, что каждое из боковых расширений имеет форму прямоугольного параллелепипеда, обеспечивается снижение их индуктивности по отношению к форме, которая будет содержать промежуточную более тонкую часть.

Как можно видеть на фиг.3А-4Е, вставка, проиллюстрированная на фиг.2, образована сборкой, в частности, двух подсистем, не самым удачным образом называемых "полувставками" в последующем изложении, каждая из которых объединяет в единое целое одну из двух групп контактов, сформированных четными контактами, с одной стороны, и нечетными контактами, с другой стороны.

Первая полувставка, проиллюстрированная на фиг.3А-3Е, содержит корпус 305, который объединяет в единое целое контакты 101, 103, 105 и 107 и диэлектрическую пленку 120. Каждый из контактов содержит оконечную часть 310, предназначенную для ее связи с электрической линией, соединенной с вставкой, и продольное расширение 315, которое содержит зону контакта с аналогичной контактной пластиной, соответствующей штекеру.

Продольные расширения крайних контактов 101 и 107 представляют изгиб, образующий острый угол перед достижением зоны контакта. И наоборот, продольные расширения центральных контактов 103 и 105 представляют тупые углы, угол изгиба которых сформирован на уровне контактной зоны.

На фиг.3С-3Е проиллюстрированы формы боковых расширений 141, 143 и 145 контактов 101, 103 и 105 внутри корпуса 305. Как это можно видеть на фиг.3Е, контакт 103 представляет два боковых расширения 143, проходящих соответственно в направлении контактов 101 и 105. Кроме того, контакт 101 представляет боковое расширение 141, проходящее в направлении контакта 103. И наконец, контакт 105 представляет боковое расширение 145, проходящее в направлении контакта 103. Обеспечение электрической изоляции между этими боковыми расширениями 141 и 145, с одной стороны, и боковыми расширениями 143, с другой стороны, позволяет сформировать трехполюсный электрический конденсатор.

Вторая полувставка, проиллюстрированная на фиг.4А-4Е, содержит корпус 405, который объединяет в единое целое контакты 102, 104, 106 и 108 и диэлектрическую пленку 130. Каждый из контактов содержит оконечную часть 410, предназначенную для ее связи с электрической линией, соединенной с вставкой, и продольное расширение 415, которое содержит зону контакта с аналогичной контактной пластиной, соответствующей штекеру.

Продольные расширения внешних контактов 102 и 108 представляют изгиб, образующий острый угол перед достижением зоны контакта. И наоборот, продольные расширения центральных контактов 104 и 106 представляют тупые углы, угол изгиба которых сформирован на уровне контактной зоны.

Здесь следует отметить, как это проиллюстрировано на фиг.7А-7Н, которые представляют соответственно контакты с 101 по 108 в их соответствующих полувставках, что углы, образованные при помощи изгибов на уровне контактных зон четырех центральных контактов, выбираются таким образом, чтобы увеличить расстояние между этими контактами, уменьшить порождаемые ими паразитные емкости и снизить, таким образом, перекрестные помехи.

На фиг.4С-4Е проиллюстрирована форма боковых расширений 144, 146 и 148 контактов 104, 106 и 108 внутри корпуса 405. Как это можно видеть на фиг.4Е, контакт 106 представляет два боковых расширения 146, проходящих соответственно в направлении контактов 104 и 108. Кроме того, контакт 108 представляет боковое расширение 148, проходящее в направлении контакта 106. И наконец, контакт 104 представляет боковое расширение 144, проходящее в направлении контакта 106. При этом располагающаяся между этими боковыми расширениями 144 и 148, с одной стороны, и боковыми расширениями 146, с другой стороны, пленка, изготовленная из диэлектрического материала, обеспечивает электрическую изоляцию и позволяет сформировать трехполюсный электрический конденсатор.

На фиг.3В можно видеть, что первая полувставка содержит, со стороны, противоположной контактным зонам, выступы 350 и отверстия 355, которые соответствуют, как это можно видеть на фиг.4А для второй полувставки со стороны ее контактных зон, отверстиям 360 и выступам 365 для реализации точной сборки двух полувставок в процессе формирования вставки.

На фиг.5 можно видеть, что эквивалентная электрическая схема вставки, проиллюстрированной на фиг.2-4Е, содержит два трехполюсных конденсатора 135 и 468, образованных соответственно, в корпусе 305 первой полувставки, между боковыми расширениями контактов 101, 103 и 105 и, в корпусе 405 второй полувставки, между боковыми расширениями контактов 104, 106 и 108. Эти трехполюсные конденсаторы обладают преимуществом, которое состоит в значительном сокращении проблем, связанных с паразитной индуктивностью.

На фиг.6 можно видеть, что для реализации вставки, которая является объектом предлагаемого изобретения, осуществляют:

- этап 605, на котором реализуют первую полувставку, связанную механическим образом с первой группой контактов и с первыми средствами уменьшения перекрестных помех;

- этап 610, на котором реализуют вторую полувставку, связанную механическим образом с второй группой контактов и предпочтительным образом со средствами уменьшения перекрестных помех; и

- этап 615, на котором соединяют две полувставки таким образом, чтобы две группы контактов оставались удаленными одна от другой и содержали соответственно четные контакты и нечетные контакты из совокупности последовательно расположенных контактов вставки.

На фиг.10 можно видеть, что экспериментальная трехполюсная электрическая емкость 705, служащая для демонстрации полученного уменьшения индуктивного эффекта, представляет центральную прямоугольную обкладку 710, проходящую, например, по длине 711, составляющей 6 мм, и имеющую ширину 712, составляющую 1 мм, и две боковые обкладки 713 и 714, имеющие длину 1,5 мм, ширину 1 мм и накладывающиеся совместным образом на концы центральной обкладки 710.

На фиг.11 можно видеть, что эквивалентная модель этой трехполюсной электрической емкости образована двумя электрическими емкостями С1 715 и С2 720, сформированными при помощи зон перекрытия боковых обкладок и центральной обкладки 710, разделенных при помощи двух индуктивностей L1 725 и L2 730, образованных так называемой "центральной" зоной центральной обкладки 710, которая разделяет две зоны перекрытия боковыми обкладками 713 и 714. Контакты 735, 740 и 745 также представлены на фиг.11.

В эксперименте, результаты которого приведены на фиг.12, выполнялось уменьшение постоянной ширины 712 центральной части от 1 мм (как это проиллюстрировано на фиг.10) и до 0,1 мм.

Отношение результирующей ширины к исходной ширине приведено на оси абсцисс, а степень увеличения индуктивности 750 приведена на оси ординат.

Здесь можно видеть, что, исходя из величины, составляющей 100% (и соответствующей ширине 712 центральной обкладки, составляющей 1 мм), и доходя до величины, составляющей 10% (и соответствующей ширине центральной обкладки, составляющей 0,1 мм), индуктивность увеличивается все более быстрыми темпами. На уровне 50% степень увеличения индуктивности составляет примерно 6%.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2487448

patent-2487448.pdf

Класс H01R24/00 Соединительные устройства, состоящие из двух частей; или любая из двух взаимодействующих частей этих устройств, характеризуемая их общей конструкцией

ручная машина со штекерным устройством -  патент 2516439 (20.05.2014)
способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности разборных контактных соединений -  патент 2516189 (20.05.2014)
вращающееся устройство для электрического подсоединения бытовых электроприборов и электроинструментов -  патент 2499338 (20.11.2013)
розеточная часть для самофиксирующейся соединительной системы -  патент 2497247 (27.10.2013)
устройство для прикрепления модуля кабины воздушного судна -  патент 2485648 (20.06.2013)
электрическое соединительное устройство и соединитель -  патент 2481680 (10.05.2013)
соединительный контакт, оборудованный контактным гнездом для штырька электрической вилки, электрическая розетка, содержащая такой контакт, и способ изготовления такого контакта -  патент 2479081 (10.04.2013)
соединитель и соединительная панель в автосцепке поезда, обеспечивающие возможность соединения рельсовых транспортных средств -  патент 2464191 (20.10.2012)
розетка для установки реле -  патент 2426205 (10.08.2011)
способ обработки контактных поверхностей разборного электрического контактного соединения -  патент 2411305 (10.02.2011)

Класс H01R13/719 специально приспособленные для работы на высоких частотах, например с фильтрами

Наверх