Warning: fopen(111data/log202005292312.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Verbessertes elektrisches Signalübertragungssystem - Dokument DE112005000240T5
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE112005000240T5 06.12.2007
Titel Verbessertes elektrisches Signalübertragungssystem
Anmelder Molex Incorporated, Lisle, Ill., US
Erfinder Casher, Patrick R., North Aurora, Ill., US;
Kamarauskas, Michael R., Bloomingdale, Ill., US
Vertreter Blumbach Zinngrebe, 65187 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 112005000240
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA
Sprache des Dokument EN
WO-Anmeldetag 21.01.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/US2005/002116
WO-Veröffentlichungsnummer 2005071803
WO-Veröffentlichungsdatum 04.08.2005
Date of publication of WO application in German translation 06.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse H01R 24/04(2006.01)A, F, I, 20070903, B, H, DE

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektrischer Signalübertragungen und speziell ein verbessertes elektrisches Signalübertragungssystem für eine Mehrzahl von länglichen, allgemein parallelen Leitern, mit reduziertem Übersprechen.

Hintergrund der Erfindung

Verschiedenartige elektrische Verbindereinrichtungen umfassen eine Mehrzahl von länglichen Leitern, welche jeweilige Eingänge und Ausgänge der Verbindereinrichtung elektrisch miteinander verbinden. Bekanntermaßen tritt, wenn sich ein länglicher Leiter benachbart oder relative nahe einem weiteren länglichen Leiter befindet, typischerweise Übersprechen auf. Übersprechen ist als die unerwünschte Kopplung oder Übertragung eines elektrischen Signals von einer Leitung auf eine andere, in der Nähe befindliche Leitung definiert. Mechanismen des Übersprechens sind eine induktive (Magnetfeld-) Kopplung und eine kapazitive Kopplung (elektrisches Feld). Der Grad an Übersprechen erhöht sich zwischen Leitern, die allgemein parallel liegen, wie beispielsweise die länglichen Leiter eines Kabels, von modularen Buchsen und Steckern oder einer gedruckten Schaltungsplatine.

Übersprechen ist unerwünscht, da die Integrität und die Definition der durch die Leiter übertragenen Signale durch die störenden eingekoppelten Signale verschlechtert werden.

Das Übersprechen wird zu einem größeren Problem bei Signalen mit relativ hochfrequentem Gehalt.

Modulare Buchsen und Stecker weisen bestimmte Anschlusskontaktanordnungen auf, um Normen für eine Paarbarkeit untereinander zu entsprechen. Der Stecker ist normalerweise an ein Kabel angeschlossen, das eine Mehrzahl von parallelen Leitern-aufweist, die an ein Telefonhandgerät oder eine andere Kommunikationseinrichtung angeschlossen sein können. Die Leiter sind gepaart, und jedes Paar bildet eine Signalschleife oder ein differenzielles Signal. Jedes Paar in dem Kabel besteht normalerweise aus zwei benachbarten, verdrillten Leitern. Diese Anordnung in dem Kabel führt zu bestimmten elektrischen Eigenschaften des Kabels, darunter dessen charakteristischer Impedanz und Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Jede Buchse umfasst eine Mehrzahl von länglichen Anschlusskontakten, die eng beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind. Eine typische Buchse weist acht benachbarte und parallele Anschlusskontakte auf. Diese Anschlusskontakte sind in Signalpaaren angeordnet, wobei jedes Paar eine separate Kommunikationsleitung bildet. Wenn ein elektrisches Signal mit einem gegebenen Frequenzgehalt auf ein Leiterpaar gelegt wird, wird von jedem Leiter des Signalpaares ein unterschiedlicher Anteil der Signalenergie auf die einzelnen Leiter eines benachbarten Paares übertragen. Diese Übertragung beruht hauptsächlich auf der kapazitiven und induktiven Kopplung zwischen benachbarten Leitern, welche zu Übersprechen führt. Das Ausmaß des Übersprechens wird durch solche Parameter wie den Zwischenraum zwischen den benachbarten Leitern, die Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen diesen Leitern, den Abstand, in welchem diese Leiter eng beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind, und den Frequenzgehalt des Signals bestimmt. Da modulare Stecker und Buchsen immer häufiger bei Hochfrequenzanwendungen genutzt werden und da die Miniaturisierung der Stecker und Buchsen zu einem sehr engen Abstand der Anschlusskontakte führt, ist das Übersprechen zu einem größeren Problem geworden.

Es ist festgestellt worden, dass das Übersprechen in großem Umfang durch Auslöschung reduziert werden kann, und zwar durch eine Anordnung von Leitern oder eine Anordnung von Leiterbahnen auf einer gedruckten Schaltungsplatine, welche Leiter verbinden, in der Buchse oder dem Stecker in solcher Weise, dass Signale mit einer entgegengesetzten Phase gegen diejenigen, welche das Übersprechen erzeugen, gesendet werden. Um Übersprechen zu vermindern, sollten die Leiter oder Leiterbahnen, welche die beiden Paare bilden, in einem Muster geführt werden, das eine Polarität aufweist, die dem das Übersprechen erzeugenden Muster entgegengesetzt ist. Somit wird ein Signal, welches Übersprechen mit einer gegebenen Polarität erzeugt, durch ein Signal mit einer entgegengesetzten Polarität aufgehoben, das durch die geeignet angeordneten Leiter oder Leiterbahnen auf der gedruckten Schaltungsplatine erzeugt wird.

Die in der Vergangenheit genutzten Techniken zur Reduzierung des Übersprechens, welche in der Hauptsache eine abgestimmte kapazitive Kopplung umfassen, hatten eine gewünschte Auswirkung auf die Reduzierung von Übersprechen. Die Umlegung der Leiter oder Leiterbahnen auf der Schaltungsplatine zum Erzeugen der abgestimmten Kapazitäten trägt jedoch zu einer Impedanzfehlanpassung des gesamten Übertragungssystems, einschließlich des Kabels, des Verbinders und der Schaltungsplatine bei, wodurch die Rückflussdämpfung, das auch als Welligkeitsfaktor bezeichnete Stehwellenverhältnis (VSWR) und die Gesamtsystemdämpfung negativ beeinflusst werden. Die Nutzung einer abgestimmten kapazitiven Kopplung allein, um sowohl kapazitives als auch induktives Übersprechen auszulöschen, ist inhärent instabil. Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, die vorstehend umrissenen verschiedenen Probleme zu lösen, und zwar durch eine partielle Auslöschung einer in länglichen, parallelen Leitern erzeugten Störung oder eines Übersprechens von Paar zu Paar und gleichzeitiger Beibehaltung einer richtigen charakteristischen Impedanz und Längssymmetrie in dem Übertragungssystem für elektrische Signale. Dies wird erreicht, indem sowohl kapazitive als auch induktive Kopplungsmechanismen in symmetrischer Weise bereitgestellt werden, um Übersprechen zu reduzieren. Die Impedanz kann berechnet werden unter Nutzung der Formel aus Quadratwurzel der Induktivität geteilt durch die Kapazität. Da sowohl die induktive als auch die kapazitive Kopplung bei der vorliegenden Erfindung abgestimmt werden, kann auch die Impedanz reguliert werden, da sowohl der Zähler als auch der Nenner des Impedanzverhältnisses angepasst werden kann. Das stellt einen Gegensatz zum Stand der Technik dar, bei dem hauptsächlich eine abgestimmte kapazitive Kopplung genutzt wird, um die Impedanz zu regulieren. Wenn nur die kapazitive Kopplung abgestimmt wird, kann nur der Nenner in dem Impedanzverhältnis angepasst werden.

Die induktive Kopplung wird erhöht, indem die Selbstinduktivität in einem Signalpaar und die gegenseitige Induktivität zwischen Signalpaaren erhöht werden. Die Selbstinduktivität wird erhöht, indem die Stränge eines Leitungspaares weiter entfernt voneinander angeordnet werden. Da das Problem des Übersprechens bei den zwei inneren Leitungspaaren am größten ist, werden deren Stränge in einem Abstand voneinander angeordnet, der größer als der Abstand zwischen den Strängen der äußeren Leitungspaare ist. Die gegenseitige Induktivität wird erhöht, wenn die Stränge eines Leitungspaares über den Strängen eines weiteren Leitungspaares liegen. Wenn sie nicht übereinander liegen, dann ist die gegenseitige Induktivität größer, wenn die Mittellinien jedes Leitungspaares einander näher liegen. Wenn sowohl die gegenseitige als auch die Selbstinduktivität erhöht wird, erhöht sich die gesamte induktive Kopplung. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt somit der größere Abstand der länglichen Abschnitte der die inneren Leitungspaare bildenden Leiter dar, welcher die induktive Kopplung erhöht.

Einer der Vorteile bei doppelt abgestimmter Kopplung, induktiver und kapazitiver, besteht darin, dass zwischen den Leitungen Platz geschaffen werden kann für eine korrigierende kapazitive Kopplung, welche genutzt werden kann, um eine Impedanzfehlanpassung weiter zu regulieren. Um die Impedanz der Leitung weiter anzupassen, wurden drei überlappende Platten entworfen, die sich über einen Streifen von jedem Strang eines inneren Leitungspaares aus erstrecken. Obgleich auch ein Paar überlappender Platten angemessen sein kann, werden in der bevorzugten Ausführungsform drei Streifen und drei Platten genutzt, weil es einfacher ist, drei Platten herzustellen und die Kapazität auf drei Flächen aufzuteilen, wodurch die elektrischen Eigenschaften bei höheren Frequenzen verbessert werden. Die überlappenden Platten werden eine gerade ausreichende zusätzliche Kapazität erzeugen, um die durch die zusätzliche Induktivität bewirkte Impedanz zu reduzieren. Dies wird zu einer verbesserten Rückflussdämpfung führen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein neues und verbessertes elektrisches Signalübertragungssystem der beschriebenen Gattung zur Verfügung zu stellen.

In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich eine Mehrzahl von länglichen Leitern in einer allgemein parallelen Anordnung. Die Leiter weisen Eingangsenden an einem Ende der Anordnung und Ausgangsenden am entgegengesetzten Ende der Anordnung auf. Jeder Leiter umfasst einen länglichen Mittelabschnitt sowie Übergangsabschnitte an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts, welche den Mittelabschnitt mit dem Eingangs- und dem Ausgangsende des Leiters verbinden. Die Leiteranordnung definiert zwei außenseitige Leiterpaare und zumindest ein innenseitiges Leiterpaar. Die Übergangsabschnitte der Leiter bei jedem außenseitigen Leiterpaar überkreuzen einander. Die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei. dem innenseitigen Paar von Leitern sind weiter voneinander beabstandet als die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei jedem außenseitigen Paar von Leitern.

Wie vorliegend offenbart wird, wird durch die allgemein parallele Anordnung von Leitern eine Mittellinie definiert, die im Allgemeinen einen gleichen Abstand zu den entgegengesetzten Seiten der Anordnung aufweist und parallel zu diesen liegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei dem einen außenseitigen Paar von Leitern einen gleichen Abstand zu der Mittellinie auf wie die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei dem anderen außenseitigen Paar von Leitern. Die länglichen Mittelabschnitte der Leiter in dem innenseitigen Paar von Leitern sind in gleichem Abstand von entgegengesetzten Seiten der Mittellinie aus angeordnet.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung sind die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei jedem außenseitigen Paar von Leitern in einem Abstand zueinander angeordnet, der allgemein gleich dem Abstand zwischen den jeweiligen Eingangsenden der Leiter bei dem jeweiligen außenseitigen Paar von Leitern ist.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein zweites innenseitiges Paar von Leitern längliche Mittelabschnitte auf, die weiter voneinander beabstandet sind als die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei jedem außenseitigen Paar von Leitern. Die Übergangsabschnitte der Leiter bei dem zweiten innenseitigen Paar von Leitern sind voneinander getrennt und weisen keine Überkreuzungen auf. Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung überlappt ein länglicher Mittelabschnitt eines der Paare von Leitern im Wesentlichen einen länglichen Mittelabschnitt eines anderen Paares von Leitern. Eine Schicht aus nichtleitendem Material ist zwischen den sich überlappenden, länglichen Mittelabschnitten angeordnet.

Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Paar von einander überlappenden Platten im Abstand nach innen von den länglichen Mittelabschnitten des zumindest einen innenseitigen Leiterpaares angeordnet. Eine der sich überlappenden Platten des Plattenpaares ist durch einen Leiterstreifen mit dem jeweiligen der länglichen Mittelabschnitte zumindest eines innenseitigen Paares von Leitern verbunden. Eine Schicht aus nichtleitendem Material ist zwischen den sich überlappenden Platten angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Paaren von einander überlappenden Platten vorgesehen.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet werden, sind insbesondere in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren bezeichnen und wobei:

1 eine perspektivische Ansicht eines Mehrport-Buchsenverbinders von vorn ist, der die erfindungsgemäßen Konzepte verkörpert;

2 eine perspektivische Ansicht zweier Anschlussmodule ist, die bei dem Mehrport-Buchsenverbinder genutzt werden;

3 eine perspektivische Ansicht des oberen, hinteren Anschlussmoduls ist;

4 eine perspektivische Ansicht des unteren, vorderen Anschlussmoduls ist;

5 eine perspektivische Ansicht der Anordnung von Anschlusskontakten in dem oberen, hinteren Anschlussmodul aus 3 ist, die das erfindungsgemäße elektrische Signalübertragungssystem verkörpert; und

6 ein vergrößerter Aufriss der Leiteranordnung zwischen den Kontaktenden und den Anschlussenden der Anschlusskontakte aus 5 ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Nehmen wird detaillierter auf die Zeichnungen und zunächst auf 1 Bezug, so ist die Erfindung hier als in einem generell mit 10 bezeichneten Mehrport-Buchsenverbinder verkörpert gezeigt, welcher eine Mehrzahl von oberen Ports oder Buchsen 12 und eine Mehrzahl von unteren Ports oder Buchsen 14 umfasst. Die oberen Ports 12 sind in einer horizontalen Reihe über einer horizontalen Reihe der unteren Ports 14 vorgesehen. Jeder der Ports 12 und 14 bildet grundsätzlich eine modulare Buchse zur Aufnahme eines modularen Steckers mit einer im Fachgebiet allgemein bekannten Konfiguration.

Der Verbinder 10 weist eine im Allgemeinen herkömmliche Konfiguration insoweit auf, als er ein generell mit 16 bezeichnetes dielektrisches Gehäuse umfasst, welches aus Kunststoffmaterial geformt ist. Eine generell mit 18 bezeichnete leitfähige Hülse kann aus Metallblechmaterial gestanzt und geformt sein und umgibt das Gehäuse im Wesentlichen. Der Verbinder ist zur Montage auf einer gedruckten Schaltungsplatine ausgelegt. Daher weist das Gehäuse 16 eine Mehrzahl von Montagezapfen 16a zum Einfügen in entsprechende Montagelöcher in der gedruckten Schaltungsplatine auf. Die Hülse 18 weist eine Mehrzahl von Stiften oder Endstücken 18a zum Einfügen in geeignete Löcher in der Schaltungsplatine auf. Die Endstücke können mit entsprechenden Erdungsbahnen auf der Platine und/oder in den Löchern verbunden werden, beispielsweise durch Löten, um die Metallhülse zu erden. Die Hülse weist integrale Federfinger 20 auf, die an entgegengesetzten Seiten jedes Ports in die Ports 12 und 14 hineinragen, um an Metallhülsen oder anderen Erdungsmitteln der zu paarenden modularen Stecker in Anlage zu kommen, um auch die Stecker mit den Erdungsbahnen auf der Schaltungsplatine zu verbinden. Schließlich weist die Metallhülse 18 eine Mehrzahl von integralen Federfingern 22 auf, die von der Oberseite und den Seiten des Verbinders aus nach außen ragen, und zwar zur Anlage an einer Öffnung oder einem Loch in einer Platte, Haltestruktur oder dergleichen oder in einer zweiten Schaltungsplatine.

Die Ports oder Buchsen 12 und 14 des Mehrport-Buchsenverbinders 10 definieren bei der in 1 gezeigten Ausführungsform vier vertikale Portpaare. Anders ausgedrückt gibt es in jedem der vier vertikalen Portpaare einen oberen Port 12 und einen unteren Port 14.

Das Vorstehende vorausgesetzt, zeigt 2 ein Paar von generell mit 24 und 26 bezeichneten, ineinander verschachtelten Anschlussmodulen, die an der Rückseite des Gehäuses 16 montiert sind und die für ein jeweiliges vertikales Paar von Ports 12 bzw. 14 vorgesehen sind. 3 zeigt das obere, hintere Anschlussmodul 24, und 4 zeigt das untere, vordere Anschlussmodul 26. Das obere, hintere Anschlussmodul 24 ist dem entsprechenden oberen Port 12 in dem vertikalen Paar von Ports zugeordnet, und das untere, vordere Anschlussmodul 26 ist dem unteren Port 14 in dem vertikalen Portpaar zugeordnet. Es ist zu sehen, dass das hintere Anschlussmodul 24 höher als das vordere Anschlussmodul 26 ist.

Spezieller umfasst jedes Anschlussmodul 24 und 26 ein einteiliges, gegossenes, dielektrisches Kunststoffgehäuse 28bzw. 30. Das vordere Anschlussmodul 26 wird in die Rückseite des dielektrischen Gehäuses 16 eingefügt und wird mit einem Paar von (nicht gezeigten) Vorsprüngen, die sich von dem Gehäuse 16 aus nach hinten erstrecken, an seinem Platz gehalten, wobei die Vorsprünge in einem Paar von Verriegelungsöffnungen 34 in dem Gehäuse 30 des vorderen Anschlussmoduls 26 kaltverkerbt werden. Das hintere Anschlussmodul 24 weist ein Paar Verriegelungsarme 32 auf, die von dem Gehäuse 28 aus nach vorn vorstehen, in Eingriff mit einem Paar von (nicht gezeigten) zusammenwirkenden Verriegelungsöffnungen.

Das gegossene Kunststoffgehäuse 28 des oberen, hinteren Anschlussmoduls 24 ist um eine Mehrzahl von generell mit 36 bezeichneten elektrischen Anschlusskontakten herum gegossen. Jeder Anschlusskontakt 36 weist ein Kontaktende 36a und ein Anschlussende 36b auf. Die Kontaktenden 36a der Anschlusskontakte 36 umfassen Federkontaktarme, welche freitragend in die oberen Ports 12 hineinragen, wie in 1 zu sehen ist, um in Anlage an den Kontakten der in die oberen Ports eingefügten modularen Stecker zu kommen. Die Anschlussenden 36b der Anschlusskontakte 36 bilden Lötfahnen, welche in entsprechende Löcher in der gedruckten Schaltungsplatine eingefügt werden, und zwar zur Verbindung, beispielsweise durch Löten, mit entsprechenden Signalleiterbahnen auf der gedruckten Schaltungsplatine und/oder in den Löchern.

Das gegossene Kunststoffgehäuse 30 des unteren, vorderen Anschlussmoduls 26 ist um eine Mehrzahl von elektrischen Anschlusskontakten 38 herum gegossen. Jeder Anschlusskontakt 38 weist ein Kontaktende 38a und ein Anschlussende 38b auf. Die Kontaktenden 38a umfassen Federkontaktarme, welche sich in einer freitragenden Weise in einen der unteren Ports 14 hinein erstrecken, wie in 1 zu sehen ist, und um in Anlage an den Kontakten des in den unteren Port eingefügten modularen Steckers zu kommen. Die Anschlussenden 38b der Anschlusskontakte 38 bilden Lötfahnen, zum Einfügen in Löcher in der gedruckten Schaltungsplatine und zur Verbindung, beispielsweise durch Löten, mit geeigneten Signalleiterbahnen auf der Platine und/oder in den Löchern.

Anhand des Vorstehenden ist zu verstehen, dass für jedes vertikale Paar von Ports 12 und 14 des in 1 gezeigten Mehrport-Buchsenverbinders 10 ein Paar von verschachtelten Anschlussmodulen wie in 2 gezeigt vorgesehen ist. Daher werden vier verschachtelte Paare von Anschlussmodulen für den Verbinder, wie er dargestellt ist, vorhanden sein. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf diese spezielle Konfiguration eines Buchsenverbinders begrenzt ist. Tatsächlich ist das elektrische Signalübertragungssystem gemäß der Erfindung per se nicht auf Verbinder beschränkt und ist gleichfalls für eine Reihe von Anwendungen anwendbar, bei denen allgemein parallele oder eng beabstandete Leiter zur Anwendung kommen, welche von elektrischen Verbindern bis zu den Leitern verschiedener Schaltungsplatinen reichen.

5 zeigt die Anschlüsse 36 eines der oberen, hinteren Anschlussmodule 24 (3), wobei das übergossene Kunststoffgehäuse 28 entfernt ist, um die Leiteranordnung der Anschlusskontakte zwischen den Kontaktenden 36a und den Anschlussenden 36b der Anschlusskontakte zu zeigen. Spezieller zeigt 6 eine Vergrößerung der Leiteranordnung für die Anschlusskontakte. Die 5 und 6 zeigen grundsätzlich das elektrische Signalübertragungssystem gemäß der Erfindung.

Spezieller zeigt 6 eine allgemein parallele Leiteranordnung oder ein elektrisches Signalübertragungssystem, das generell mit 40 bezeichnet ist und eine Mehrzahl (acht) von länglichen Leitern A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 umfasst, die sich in einer generell parallelen Anordnung erstrecken. Die Leiter weisen Eingangsenden 42 an einem Ende der Anordnung und Ausgangsenden 44 an dem entgegengesetzten Ende der Anordnung auf. Die Eingangsenden 42 sind integral mit den Anschlussenden 36b der Anschlusskontakte 36 vorgesehen (5) und sind mit den Signalleiterbahnen auf der gedruckten Schaltungsplatine verbunden. Die Ausgangsenden 44 sind integral mit den Kontaktenden 36a der Anschlusskontakte 36 vorgesehen, welche ihrerseits an den Kontakten des zu paarenden modularen Steckers in Anlage gebracht werden können. Jeder Leiter umfasst einen länglichen Mittelabschnitt 46 sowie Übergangsabschnitte 48 an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts, welche den Mittelabschnitt mit dem Eingangs- und dem Ausgangsende 42 bzw. 44 des Leiters verbinden. Die Leiteranordnung 40 definiert zwei außenseitige Paare 50 und 52 von Leitern und zwei innenseitige Paare 54 und 56 von Leitern. Das Paar 50 umfasst die Leiter A1 und A2, das Paar 52 umfasst die Leiter B1 und B2, das Paar 54 umfasst die Leiter C1 und C2, und das Paar 56 umfasst die Leiter D1 und D2. In 6 befindet sich bei dem Paar 50 der Leiter A1 oberhalb des Leiters A2, bei dem Paar 52 befindet sich der Leiter B1 oberhalb des Leiters B2, bei dem Paar 54 befindet sich der Leiter C1 oberhalb des Leiters C2, und bei dem Paar 56 befindet sich der Leiter D1 oberhalb des Leiters D2. Diese allgemein parallele Anordnung von Leitern 40 definiert eine Mittellinie 58, welche allgemein einen gleichen Abstand zu den entgegengesetzten Seiten 60 der Leiteranordnung aufweist und parallel zu diesen liegt.

Gehen wir weiter auf Details der Leiteranordnung 40 ein, so überkreuzen sich die Übergangsabschnitte 48 der Leiter A1/A2 und B1/B2 in jedem außenseitigen Paar 50 und 52 von Leitern. Die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter bei jedem außenseitigen Paar 50 und 52 von Leitern sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der allgemein gleich dem Abstand zwischen den jeweiligen Eingangsenden 42 und den jeweiligen Ausgangsenden 44 der Leiter in dem jeweiligen außenseitigen Paar 50 und 52 von Leitern ist. Die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter C1/C2 und D1/D2 in jedem innenseitigen Paar 54 und 56 sind weiter voneinander beabstandet als die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter in jedem außenseitigen Paar 50 und 52 von Leitern. Die Übergangsabschnitte 48 der Leiter D1 und D2 des innenseitigen Paares 56 überkreuzen sich, während sich die Übergangsabschnitte 48 der Leiter C1 und C2 des innenseitigen Paares 54 nicht überkreuzen.

In Bezug auf die Mittellinie 58 der Leiteranordnung 40 sind die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter A1 und A2 des außenseitigen Paares 50 in einem Abstand von der Mittellinie angeordnet, der gleich demjenigen der länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter B1 und B2 des außenseitigen Paares 52 ist. Die Mittelabschnitte 46 der Leiter C1 und C2 des innenseitigen Paares 54 sind in gleichem Abstand von entgegengesetzten Seiten der Mittellinie 58 angeordnet. Analog sind die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter D1 und D2 des innenseitigen Paares 56 im gleichen Abstand von entgegengesetzten Seiten der Mittellinie 58 angeordnet.

Schauen wir uns die Seite links von der Mittellinie 58 der Verbinderanordnung 40 in 6 an, so überlappt der längliche Mittelabschnitt 46 des innenseitigen Leiters C1 den länglichen Mittelabschnitt des außenseitigen Leiters B2 und überlappt außerdem Abschnitte des innenseitigen Leiters D2. Schauen wir uns die Seite rechts von der Mittellinie 58 der Verbinderanordnung 40 in 6 an, so überlappt der längliche Mittelabschnitt 96 des außenseitigen Leiters A1 den länglichen Mittelabschnitt des innenseitigen Leiters C2. Alle diese überlappenden Abschnitte der Leiter wie auch alle anderen überlappenden Bereiche, beispielsweise an den Übergangsabschnitten 48, zwischen den oberen Leitern und den untern Leitern können durch eine Schicht aus nichtleitendem Material getrennt sein. Beispielsweise kann die Schicht derart geschnitten werden, dass sie der Gestalt der Leiter entspricht, und kann auf die Unterseiten der überlappenden oberen Leiter aufgeklebt werden.

Ein Merkmal der Leiteranordnung 40 besteht darin, dass diese eine kapazitive Kopplung zwischen den Leitern C1 und C2 des innenseitigen Paares 54 von Leitern bereitstellt.

Speziell sind drei Platten 62 durch Leiterstreifen 64 mit dem länglichen Mittelabschnitt 46 des Leiters C1 des innenseitigen Paares 54 verbunden. Daher erstrecken sich die Platten nach innen, in einen offenen Bereich 66 der Verbinderanordnung hinein. Analog sind drei Platten 68 durch Leiterstreifen 70 mit dem länglichen Mittelabschnitt 46 des Leiters C2 des innenseitigen Paares 54 verbunden. Die Platten 62 des Leiters C1 überlappen die Platten 68 des Leiters C2, um eine kapazitive Kopplung bereitzustellen. Vorzugsweise ist zwischen den sich überlappenden Platten eine Schicht aus nichtleitendem Material angeordnet.

Die Leiteranordnung 40, wie sie vorstehend detailliert beschrieben worden ist, bietet ein deutlich verbessertes elektrisches Signalübertragungssystem und hebt wesentlich die Störung oder das Übersprechen von Paar zu Paar auf, das zwischen den allgemein parallelen Leiterpaaren erzeugt wird. Zum Beispiel wird deutlich mehr Übersprechen in der Mitte einer Leitungsanordnung wie etwa der Leiteranordnung 40 erzeugt als an der Außenseite der Anordnung. Daher ist zu verstehen, dass die länglichen Mittelabschnitte 46 der Leiter C1/C2 und D1/D2 der innenseitigen Paare 54 bzw. 56 in einem deutlich größeren Abstand voneinander angeordnet sind als die länglichen Mittelabschnitte der außenseitigen Paare 50 und 52 von Leitern A1/A2 bzw. B1/B2, wodurch sich die induktive Kopplung erhöhen wird.

Man wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen verkörpert sein kann, ohne dass von dem erfinderischen Gedanken oder den zentralen Merkmalen derselben abgewichen wird. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die vorstehend angegebenen Details beschränkt.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein elektrisches Signalübertragungssystem umfasst eine Mehrzahl von länglichen Leitern, die sich in einer generell parallelen Anordnung erstrecken. Die Leiter weisen Eingangsenden an einem Ende der Anordnung und Ausgangsenden an einem entgegengesetzten Ende der Anordnung auf. Jeder Leiter umfasst einen länglichen Mittelabschnitt sowie Übergangsabschnitte an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts, welche den Mittelabschnitt mit dem Eingangs- und dem Ausgangsende des Leiters verbinden. Die Anordnung aus Leitern definiert zwei außenseitige Leiterpaare und zumindest ein innenseitiges Leiterpaar. Die länglichen Mittelabschnitte der Leiter sind bei dem innenseitigen Paar von Leitern weiter voneinander beabstandet als die länglichen Mittelabschnitte der Leiter bei jedem außenseitigen Paar von Leitern.


Anspruch[de]
Elektrisches Signalübertragungssystem, umfassend:

eine Mehrzahl von länglichen Leitern (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2), die sich in einer generell parallelen Anordnung (40) erstrecken, wobei die Leiter Eingangsenden (42) an einem Ende der Anordnung und Ausgangsenden (44) an dem entgegengesetzten Ende der Anordnung aufweisen;

wobei jeder Leiter einen länglichen Mittelabschnitt (46) aufweist, sowie Übergangsabschnitte (48) an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts, welche den Mittelabschnitt mit dem Eingangs- und dem Ausgangsende des Leiters verbinden;

wobei die Anordnung (40) von Leitern zwei außenseitige Paare (50, 52) von Leitern und zumindest ein innenseitiges Paar (54, 56) von Leitern definiert, wobei die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern einander überkreuzen, und wobei

die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei dem innenseitigen Paar (54, 56) von Leitern einen breiteren Abstand zueinander aufweisen als die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern.
Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der gleich dem Abstand zwischen den jeweiligen Eingangsenden (42) der Leiter in dem jeweiligen außenseitigen Paar von Leitern ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in dem zumindest einen innenseitigen Paar (56) von Leitern einander überkreuzen. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die generell parallele Anordnung (40) von Leitern eine Mittellinie (58) definiert, die generell einen gleichen Abstand von den entgegengesetzten Seiten (60) der Anordnung aufweist und parallel zu diesen liegt, und wobei die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei einem außenseitigen Paar (50) von Leitern in einem Abstand von der Mittellinie (58) angeordnet sind, der gleich demjenigen der länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem anderen außenseitigen Paar (52) von Leitern ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die generell parallele Anordnung (40) von Leitern eine Mittellinie (58) definiert, die generell einen gleichen Abstand zu entgegengesetzten Seiten (60) der Anordnung aufweist und parallel zu diesen liegt, und wobei die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem zumindest einen innenseitigen Paar (54, 56) von Leitern in gleichem Abstand von entgegengesetzten Seiten der Achse angeordnet sind. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 5, bei welchem die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem einem außenseitigen Paar (50) von Leitern in einem Abstand von der Mittellinie (58) angeordnet sind, der gleich demjenigen der länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem anderen außenseitigen Paar (52) von Leitern ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, welches ein zweites innenseitiges Paar (54) von Leitern umfasst, das längliche Mittelabschnitte (46) aufweist, die weiter voneinander beabstandet sind als die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 7, bei welchem die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in dem zweiten innenseitigen Paar (54) von Leitern voneinander getrennt sind und keine Überkreuzung aufweisen. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem ein länglicher Mittelabschnitt (46) eines Leiters (A1, C1, D1) von zumindest einem der Paare von Leitern einen länglichen Mittelabschnitt eines Leiters (B2, C2, D2) von zumindest einem weiteren Paar von Leitern wesentlich überlappt. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 9, welches eine Schicht aus nichtleitendem Material umfasst, die zwischen den einander überlappenden, länglichen Mittelabschnitten angeordnet ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, welches ein Paar von einander überlappenden Platten (62, 68) umfasst, die im Abstand nach innen von den länglichen Mittelabschnitten (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern angeordnet sind, wobei eine der einander überlappenden Platten des Plattenpaares durch einen Leiterstreifen (64, 70) mit dem jeweiligen der länglichen Mittelabschnitte (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern verbunden ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 11, welches eine Schicht aus nichtleitendem Material umfasst, die zwischen den einander überlappenden Platten angeordnet ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 11, welches eine Mehrzahl der Paare von überlappenden Platten (62, 68) umfasst, die im Abstand nach innen von den länglichen Mittelabschnitten (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern angeordnet sind, wobei eine jeweilige der einander überlappenden Platten bei jedem Plattenpaar durch einen Leiterstreifen (64, 70) mit dem jeweiligen der länglichen Mittelabschnitte (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern verbunden ist. Elektrisches Signalübertragungssystem, umfassend:

eine Mehrzahl von länglichen Leitern (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2), die sich in einer generell parallelen Anordnung erstrecken und eine Mittellinie (58) definieren, welche einen generell gleichen Abstand zu den entgegengesetzten Seiten (60) der Anordnung aufweist und parallel zu diesen liegt, wobei die Leiter Eingangsenden (42) an einem Ende der Anordnung und Ausgangsenden (44) an dem entgegengesetzten Ende der Anordnung aufweisen;

wobei

jeder Leiter einen länglichen Mittelabschnitt (46) aufweist, sowie Übergangsabschnitte (48) an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts, welche den Mittelabschnitt mit dem Eingangs- und dem Ausgangsende des Leiters verbinden;

die Anordnung (40) von Leitern zwei außenseitige Paare (50, 52) von Leitern und zumindest ein innenseitiges Paar (54, 56) von Leitern definiert, wobei die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern einander überkreuzen;

die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei dem innenseitigen Paar (54, 56) von Leitern einen breiteren Abstand zueinander aufweisen als die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern;

die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der generell gleich dem Abstand zwischen den jeweiligen Eingangsenden (42) der Leiter in dem jeweiligen außenseitigen Paar von Leitern ist;

die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter bei einem außenseitigen Paar (50) von Leitern in einem Abstand von der Mittellinie (58) angeordnet sind, der gleich demjenigen der länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem anderen außenseitigen Paar (52) von Leitern ist; und

die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in dem zumindest einen innenseitigen Paar (54, 56) von Leitern in gleichem Abstand von entgegengesetzten Seiten der Mittellinie (58) angeordnet sind.
Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 14, bei welchem die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in dem zumindest einen innenseitigen Paar (56) von Leitern einander überkreuzen. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 14, welches ein zweites innenseitiges Paar (54) von Leitern umfasst, das längliche Mittelabschnitte (46) aufweist, die weiter voneinander beabstandet sind als die länglichen Mittelabschnitte (46) der Leiter in jedem außenseitigen Paar (50, 52) von Leitern. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 16, bei welchem die Übergangsabschnitte (48) der Leiter in dem zweiten innenseitigen Paar (54) von Leitern voneinander getrennt sind und keine Überkreuzung aufweisen. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 14, bei welchem ein länglicher Mittelabschnitt (46) eines Leiters (A1, C1, D1) von zumindest einem der Paare von Leitern einen länglichen Mittelabschnitt eines Leiters (B2, C2, D2) von zumindest einem weiteren Paar von Leitern wesentlich überlappt. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 18, welches eine Schicht aus nichtleitendem Material umfasst, die zwischen den einander überlappenden, länglichen Mittelabschnitten angeordnet ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 14, welches ein Paar von einander überlappenden Platten (62, 68) umfasst, die im Abstand nach innen von den länglichen Mittelabschnitten (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern angeordnet sind, wobei eine der einander überlappenden Platten des Plattenpaares durch einen Leiterstreifen (64, 70) mit dem jeweiligen der länglichen Mittelabschnitte (46) des zumindest einen innenseitigen Paares (54) von Leitern verbunden ist. Elektrisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 20, welches eine Schicht aus nichtleitendem Material umfasst, die zwischen den einander überlappenden Platten angeordnet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com