CH699773A1 - Vorrichtung zum vermeiden von erdschleifen in datenübertragungssystemen. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Reduzieren von Störsignalen in geschirmten elektrischen Signalübertragungssystemen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwischen einem Abschirmungs-Buchsenkontakt einer Steckverbindung einerseits und einem Abschirmungs-Steckerkontakt einer Steckverbindung andererseits anbringbar ist, derart, dass die einander entsprechenden signalübertragenden Stecker- und Buchsenkontakte der genormten Steckverbindung miteinander galvanisch verbunden sind und die Abschirmungen der zwei durch die Steckverbindung miteinander verbundenen Kabel gleichstromentkoppelt sind.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren von Störsignalen in Datenübertragungssystemen durch Vermeiden von Erdschleifen sowie ein Werkzeug und ein mit einer Vorrichtung versehenes Datenübertragungssystem.

  

[0002]    Für die elektrische Signalübertragung sind einerseits geschirmte Kabel - bspw. "Screened Twisted Pair" (STP) - und andererseits ungeschirmte Kabel - bspw. "Unshielded Twisted Pair" (UTP) erhältlich. Die geschirmten Systeme bieten einen guten Schutz vor einer Umgebung mit elektromagnetischen Störsignalen, wie sie insbesondere im hochfrequenten Bereich ab ca. 100 kHz oft anzutreffen sind. Daher sind insbesondere für hohe Datenübertragungsraten die geschirmten Verkabelungssysteme klar vorzuziehen. Bei diesen sind jedoch die sogenannten Erdschleifen oder "ground loops" ein ernstes Problem. Erdschleifen entstehen, wenn zwei Punkte der Erdung über unterschiedliche elektrisch leitende Pfade miteinander verbunden sind, wenn also eine zu einer Schleife geschlossene Massen Verbindung besteht.

   Erdschleifen können dazu führen, dass auf der Abschirmung unter Umständen sehr grosse Ströme entstehen, wodurch auch Störungen auf die Signalleitungen gelangen.

  

[0003]    In der Industrie haben sich zwei Erdungskonzepte durchgesetzt: Bei der Baumstruktur werden unterschiedliche Erdsysteme vom definierten Sammelpunkt aus separat geführt, um Erdschleifen zu verhindern. Bei der Maschenstruktur werden die verschiedenen Erdpunkte oft und so eng wie möglich vermascht um den Einfluss der Erdschleifen so klein wie möglich zu halten. Es hat sich gezeigt, dass die Baumstruktur für niederfrequente Anwendungen besonders geeignet ist, weil keine Erschleifen bestehen. Die Maschenstruktur hat sich für hochfrequente Anwendungen durchgesetzt, weil bei der Baumstruktur zu hochohmige Erdungspfade bestehen und es diesbezüglich von Vorteil ist, möglichst alle zur Verfügung stehenden Erdverbindungen zu nutzen.

  

[0004]    Es wäre besonders wünschenswert, eine Vorrichtung oder ein System zur Verfügung zu haben, welches die Vorteile beider Vorgehensweisen kombiniert.

  

[0005]    Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Entkoppelvorrichtung vorzusehen, die zwischen der Kabelabschirmung einerseits und dem Schirmkontakt des Steckers andererseits angeordnet ist. Eine solche Entkoppelvorrichtung lehrt bspw. die US 7,033,213. Ein gravierender Nachteil dieser Lösung ist, dass bei unsorgfältiger Installation oder Handhabung "floatende" Schirmstrecken entstehen können, die nicht galvanisch mit der Schutzerde verbunden sind, was zu Betriebs- und Personenschutzproblemen führen kann. Ebenfalls bekannt sind Lösungen, bei denen eine Entkoppelvorrichtung direkt im Schirm eines Patchkabels eingebaut ist. Nachteilig ist hier, dass durch einfaches Auswechseln des Patchkabels durch den (nicht notwendigerweise geschulten) Endanwender der Schutz verloren geht.

   Ein gezielter, konzeptioneller Schutz von ausgewählten Leitungen durch den IT- oder Telekommunikationsverantwortlichen ist darum nicht möglich.

  

[0006]    Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Überwindung von Nachteilen von bestehenden Signalübertragungssystemen in Punkto "Vermeidung von unerwünschten Effekten von Erdschleifen" ermöglicht. Vorzugsweise sollte die Vorrichtung auch in bestehenden geschirmten Systemen einfach nachrüstbar sein, ohne dass aufwändige Installationsarbeiten nötig wären.

  

[0007]    Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.

  

[0008]    Gemäss einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reduzieren von Störsignalen in geschirmten elektrischen Signalübertragungssystemen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwischen einem Abschirmungs-Buchsenkontakt der Steckverbindung einerseits und einem Abschirmungs-Steckerkontakt der Steckverbindung andererseits anbringbar ist, und zwar so, dass die einander entsprechenden signalübertragenden Stecker- und Buchsenkontakte der Steckverbindung miteinander galvanisch verbunden sind und die Abschirmungen der zwei durch die Steckverbindung miteinander verbundenen Kabel gleichstromentkoppelt sind.

  

[0009]    Eine Gleichstromentkopplung gemäss der hier verwendeten Definition liegt dann vor, wenn der Gleichstromwiderstand für kleine Spannungen um mindestens eine Grössenordnung (und bspw. um mindestens einen Faktor 100) höher ist als der Gleichstromwiderstand über einen elektrischen Stecker-Buchsenkontakt. Eine Gleichstromentkopplung kann durch einen Hochpassfilter, bspw. durch einen Kondensator, aber auch durch Halbleiter-Elemente bewirkt werden. Dabei kann ein zum Kondensator oder Halbleiter-Schaltelement parallel geschalteter hochohmiger Widerstand oder Varistor weitere Funktionalitäten ermöglichen und soll durch die hier verwendete Definition von Gleichstromentkopplung ausdrücklich nicht ausgeschlossen sein.

  

[0010]    Die Steckverbindung kann eine Steckverbindung einer bekannten, bestehenden Art, bspw. eine genormte Steckverbindung sein.

  

[0011]    Die Vorrichtung nimmt also den Schirmkontakt von der Buchse ab und leitet ihn über eine Kopplungseinrichtung dem Schirmkontakt des Steckers zu. Zu diesem Zweck weist sie eine Kontaktpartie auf, die einen (direkten) elektrischen (galvanischen) Kontakt zwischen den Schirmkontakten verhindert und diese mit der Kopplungseinrichtung verbindet.

  

[0012]    Die Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgeformt, dass sie im montierten Zustand und wenn der Stecker in die Buchse gesteckt ist weder die signalübertragenden Buchsen-noch die entsprechenden Steckerkontakte berührt. Das heisst der elektrische Kontakt zwischen signalübertragenden Buchsen- und Steckerkonakten ist von der Vorrichtung unbeeinflusst, genauso wie die relative Position der Buchse und des Steckers. Vielmehr ist die Vorrichtung vorzugsweise im eingesteckten Zustand des Steckers in Zwischenräumen zwischen Stecker und Buchse angeordnet, wobei auch aus der Buchse herausragende Partien vorhanden sein können. Das - bevorzugte -Vorgehen, wonach die Kontaktierung der signalübertragenden Stecker- und Buchsenkontakte von der Vorrichtung unbeeinflusst ist, hat den wichtigen Vorteil, dass durch die Vorrichtung keine zusätzlichen Übergangsverluste entstehen.

  

[0013]    Beispielsweise ist die Kopplungseinrichtung - sie kann ein Koppelelement oder mehrere Koppelelemente als eine elektronische Bauteile (Kondensator, Halbleiterbauelement etc.) aufweisen - so angeordnet, dass sie sich mindestens im eingesteckten Zustand des Steckers im Innern der Buchse befindet. Alternativ dazu kann sie auch ins Innere der Buchse eingreifende Abgriffe (Kontaktpartien) haben, die über elektrische Leiter mit der ausserhalb der Buchse angeordneten Kopplungseinrichtung verbunden sind.

  

[0014]    Oft sind genormte Stecker so ausgebildet, dass sie eine im Wesentlichen flache, zur Steckerachse senkrechte Stirnseite aufweisen. Dies gilt bspw. unter anderem für den RJ-45 Steckverbinder. Zwischen der Stirnseite des Steckers und der parallel dazu verlaufenden Basisfläche der Buchsenöffnung kann ein Zwischenraum frei sein; im Fall der RJ-45 Steckverbindung ist dieser Abstand von der Norm nicht vorgeschrieben. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist nun die Vorrichtung so ausgebildet, dass sich der mindestens eine Kondensator und/oder die mindestens eine Halbleiterkomponente in diesem Zwischenraum zwischen der Buchsen-Basisfläche einerseits und der Stecker-Stirnfläche andererseits befindet.

  

[0015]    Geschirmte Stecker, bspw. vom Typ RJ-45, besitzen ein metallisches, mit der Kabelabschirmung verbundenes Steckergehäuse, welches das elektrisch isolierende Kontaktgehäuse bereichsweise umgibt. Die Buchse weist ein Schirmblech mit gegen innen, in die Buchsenöffnung ragenden, federnden Kontaktlaschen auf, die gegen laterale Seiten des Steckergehäuses drücken. Entsprechend ist die Kontaktpartie der einer erfindungsgemässen Vorrichtung für RJ-45-Steckverbinder so ausgebildet, dass sie entlang der beiden lateralen Seiten des Steckergehäuses geführt ist und so einen direkten elektrischen Kontakt zwischen Kontaktlaschen und Steckergehäuse verhindert. Sie weist bspw. innen- und aussenseitige Kontaktflächen auf, die über die Kopplungseinrichtung miteinander verbunden sind.

   Zum Zwecke der mechanischen Stabilität ist es ausserdem vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine zwischen den seitlich verlaufenden Kontaktpartien eine diese verbindende Basispartie aufweist, die stirnseitig im Bezug auf den Stecker verläuft. Wenn der Kondensator oder andere aktive Elemente wie vorstehend beschrieben im Zwischenraum zwischen der Buchsen-Basisfläche einerseits und der Stecker-Stirnfläche andererseits angeordnet sind, kann die Basispartie diese Bauteile tragen. Die Basispartie ist jedoch auch dann sinnvoll, wenn sich die elektronischen Bauteile ausserhalb der Buchse befinden. Anstelle der Basispartie oder zusätzlich dazu können die Kontaktpartien auch über im Stecker hinterseitig (proximal), also ausserhalb der Buchse verlaufende Befestigungs- und/oder Stabilisierungspartien verbunden sein.

  

[0016]    In der Summe ergibt sich für bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung eine ohne weiteres nachrüstbare, die Steckverbindung weder von der Funktion noch von der Geometrie beeinflussende Lösung, die wirkungsvoll, in der Anwendung einfach zu kontrollieren und erst noch kostengünstig herzustellen ist.

  

[0017]    Bevorzugt ist die Vorrichtung so ausgelegt, dass die Verbindung zwischen den Abschirmungen der miteinander über die Steckverbindung zu verbindenden Kabel als Hochpassfilter wirkt. Der Hochpassfilter ist für viele Anwendungen mit Vorteil so ausgelegt, dass er Ströme mit Frequenzen von bis zu einigen kHz abblockt. Wenn die Kopplungseinrichtung einen Kondensator aufweist, so hat dieser vorzugsweise eine Kapazität von zwischen ca. 0.2 [micro]F und 20 [micro]F, besonders bevorzugt zwischen 1 [micro]F und 4 [micro]F.

  

[0018]    Die Steckverbindung ist bspw. eine RJ-45 Steckverbindung oder eine andere genormte elektrische Steckverbindung, bspw. IEC 61076-3-110 "Connector for electronic equipment-Product requirements", oder noch eine andere, sich in der Anwendung durchsetzende Steckverbindung.

  

[0019]    Die Vorrichtung kann bspw. an bzw. in der Buchse oder am Stecker befestigbar sein. Die Kopplungseinrichtung der Vorrichtung kann Kondensatoren, Schutzelemente und allenfalls weitere elektronische Bauteile aufweisen.

  

[0020]    Besonders bevorzugt ist - dies gilt für jeden Steckverbindungstypus - die Kopplungseinrichtung auf einem Leiterbahnträger, bspw. auf einer Flexprintfolie, d.h. einer flexiblen Leiterplatte aufgebracht. Die Leiterbahnen des Leiterbahnträgers können die Kontaktflächen aufweisen, die die Schirmkontakte der Buchse und des Steckers abnehmen. Der Leiterbahnträger ist dabei so dünn gewählt, dass er im vorhandenen Zwischenraum zwischen Buchse und Stecker eingefügt werden kann, er verläuft beispielsweise in Bezug auf den Stecker stirnseitig und kann stirnseitig die elektronischen Koppelelemente der Koppeleinrichtung tragen.

  

[0021]    Nebst der Kopplungseinrichtung, die wie erwähnt auf einen Leiterbahnträger ausgebildet sein kann, weist die Vorrichtung vorzugsweise auch eine Befestigungseinrichtung zum Montieren der Vorrichtung in einer Buchse oder an einem Stecker auf. Aus Gründen der optimalen Kontrollierbarkeit ist die Montage in oder an der Buchse besonders bevorzugt. Die Befestigungseinrichtung kann dabei bspw. ein Befestigungsrahmen sein, der aussenseitig auf die Buchse aufclipbar ist und den nach innen in die Buchse ragenden Leiterbahnträger hält. Im Falle einer Montage am Stecker ist die Befestigungseinrichtung bspw. als um ein Gehäuse des Steckers legbare Befestigungsmanschette ausgebildet.

  

[0022]    Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die ausgezeichnete Nachrüstbarkeit. In einem bestehenden Gebäudeverkabelungssystem müssen für das Nachrüsten keine Buchsen, Stecker oder gar ganze Geräte ausgetauscht werden, es müssen keine Gehäuse aufgeschraubt und keine Lötstellen neu gemacht werde. Vielmehr muss lediglich eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art in einer Buchse oder an einem Stecker angebracht werden, bspw. durch einfaches Ein- bzw. Aufschieben.

  

[0023]    Ein Nachrüstset weist vorzugsweise nebst der eigentlichen Vorrichtung auch ein auf die Vorrichtung abgestimmtes Werkzeug auf. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Vorrichtung in einer Buchse montierbar ist und einen Flexprint aufweist, der in sich nicht dimensionsstabil ist. Das Werkzeug kann nebst einem Handgriff auch eine Führungspartie aufweisen, die die Flexprintfolie in der vorgesehen Konfiguration in die Buchsenöffnung bringt.

  

[0024]    Ein typisches Verkabelungssystem weist bspw. einen Verteiler (Switch oder dergleichen) mit einer Mehrzahl von Ausgängen auf, die über Verbindungskabel (,,Patch"-Kabel) mit einem Buchsenpaneel verbunden sind, von dem aus Verbindungen zu den Arbeitsplätzen fuhren. Am Arbeitsplatz ist eine Arbeitsplatzdose (Buchse) vorhanden, an welche der Anwender das Endgerät anschliessen kann. Ein mit erfindungsgemässen Vorrichtungen ausgestattetes Verkabelungssystem weist eine Mehrzahl von erfindungsgemässen, in Buchsen des Buchsenpaneels oder des Verteilers montierten Vorrichtungen oder mit erfindungsgemässen Vorrichtungen versehene Patch-Kabel auf. Ausserdem können auch Arbeitsplatzbuchsen und/oder weitere Buchsen und/oder weitere Stecker - je nach Bedarf- mit erfindungsgemässen Vorrichtungen ausgestattet sein.

  

[0025]    Nachfolgend werden noch Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Figuren bezeichnen gleich Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Es zeigen:
<tb>Fig. 1 <sep>eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung;


  <tb>Fig. 2 <sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 1ein einer RJ-45-Buchse montiert;


  <tb>Fig. 3 <sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 1mit einem Werkzeug für die Montage in einer RJ-45-Buchse


  <tb>Fig. 4 <sep>eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung;


  <tb>Fig. 5 <sep>Teile einer Vorrichtung der in Fig. 4gezeigten Art, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber die Befestigungsmanschette nicht gezeichnet wurde;


  <tb>Fig. 6 <sep>ein Schaltschema einer Kopplungseinrichtung mit einem Kondensator und einem diesen schützenden Überspannungsschutzelement, z.B. einem Varistor;


  <tb>Fig. 7 <sep>ein Gebäudeverkabelungsschema mit erfindungsgemässen Vorrichtungen; und


  <tb>Fig. 8 <sep>die gemessene Transferimpedanz einer mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestatteten geschirmten Kabelverbindung (über eine geschirmte RJ-45-Buchse) in Funktion der Signalfrequenz.

  

[0026]    Die Vorrichtung 1 gemäss Fig. 1weist einen an einem Befestigungsrahmen 3 fixierten Leiterbahnträger, nämlich einen Flexprint 2 auf. Dieser besitzt aussen- und Innenseitig je Kontaktflächen (in der Figur ist nur die innenseitige Kontaktfläche 4 dargestellt) zum Abnehmen der Buchsen- bzw. Steckerschirmkontakte auf. Von diesen führen Leiterbahnen zu dem für tiefe Frequenzen entkoppelnden, und für hohe Frequenzen koppelnden Kondensator 5 und einem Überspannungsschutz 6, wobei der Flexprint 2 mindestens einen Durchsteiger ("Via", Durchkontaktierung) aufweist, damit die aussenseitigen Kontaktflächen mit dem innenseitig angebrachten Kondensator 5 verbunden werden kann.

  

[0027]    Der Befestigungsrahmen ist so ausgeformt, dass er vor einer RJ-45-Buchse befestigbar ist, derart, dass der Flexprint in die Buchse hineinragt. Die aussen- und innenseitigen Kontaktflächen befinden sich an den seitlichen Partien 2.1, 2.2 des Flexprints, welche dadurch die Kontaktpartie bilden. Die koppelnden Elemente 5, 6 sind an der Basispartie 2.3 angebracht, die sich im eingesteckten Zustand des Steckers zwischen der Stirnfläche des Steckers und der Basis (dem geschlossenen Ende) der Buchsenöffnung befindet.

  

[0028]    Der Flexprint ist wie an sich bekannt bspw. aus Polyimid (PI) mit einer Dicke von weniger als 50 um, hier von ca. 25 (im, mit darauf ausgebildeten Leiterbahnen und Kontaktflächen aus Kupfer gefertigt. Die sehr geringe Dicke erlaubt dass sich der Flexprint bereichsweise seitlich zwischen der inneren Wand der Buchse 8 und dem Stecker befindet, was in Fig. 2 ersichtlich ist. Die Flexibilität des Leiterbahnträgers (d.h. des Flexprints) ist keine notwendige Eigenschaft der Vorrichtung. Vielmehr ergibt sie sich im hier beschriebenen Beispiel aus der geringen Dicke des Leiterbahnträgers.

  

[0029]    Der Befestigungsrahmen 3 kann auf irgendeine geeignete Weise mit dem Flexprint 2 verbunden sein, bspw. durch Kleben. Eine Möglichkeit besteht auch darin, den Befestigungsrahmen zweiteilig mit einem Grundrahmen mit Befestigungsnocken und einem Deckrahmen vorzusehen. Die Befestigungsnocken können in entsprechende Befestigungslöcher einer nach aussen über den Grundrahmen gefalteten Befestigungspartie des Flexprints eingreifen, und was nach Abdecken durch den Deckrahmen eine feste Verbindung ergibt. Je nach Art der gegenseitigen Befestigung von Grundrahmen und Deckrahmen kann so der Flexprint lösbar sein.

  

[0030]    Die Vorrichtung wie in Fig. 1und 2 gezeigt kann in eine bestehende, normgerechte RJ-45-Buchse eingeführt werden und befindet sich dann zwischen der Buchse und einem bestehenden, ebenfalls normgerechten Stecker, hier einem RJ-45 Stecker.

  

[0031]    Fig. 3 zeigt noch eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art mit einem Werkzeug 11, welches nebst einem Handgriff 11.1 auch auf die Dimensionierung von RJ-45-Buchsen abgestimmte Führungsstege 11.2 aufweist. Das Werkzeug 11 erlaubt ein einfaches Montieren/Nachrüsten der erfindungsgemässen Vorrichtung in bestehende RJ-45-Buchsen 8. Das Werkzeug ist mittels Rückhalteclips 11.3 auf den Befestigungsrahmen 3 aufclipbar und lässt sich nach der Montage einfach lösen. Es versteht sich, dass das Werkzeug auch zur Demontage der Vorrichtung von der Buchse verwendet werden kann. Das Werkzeug kann bei der Auslieferung der Vorrichtung optional schon aufgeclipt sein und so gleich auch für die Stabilität der Vorrichtung auch während Transport und Lagerung sorgen.

  

[0032]    Die Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäss Fig. 4 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass sie an einem Stecker montierbar ist und nicht in einer Buchse. Zu diesem Zweck ist das Befestigungsmittel - hier eine Befestigungsmanschette 3 - so ausgebildet, dass es aussenseitig an einem Steckergehäuse befestigbar ist. Der Flexprint 2 ist beispielsweise so ausgebildet, dass er im eingesteckten Zustand des Steckers sich Wesentlichen in denselben Bereich erstreckt, wie das auch für die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Fall ist, wobei im Unterschied zu dieser der Flexprint 2 vorzugsweise stirnseitig am Stecker anliegt und nicht wie in Fig. 2 an der Basis der Buchsenöffnung.

  

[0033]    Die elektronischen Bauteile der Kopplungseinrichtung - die Koppelelemente Kondensator 5 und Überspannungsschutz 6 - können ebenso wie in vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Innern der Steckverbindung angeordnet sein, also stirnseitig bezogen auf den Stecker (und also vorzugsweise aussenseitig am Flexprint 2). Sie können jedoch auch gemäss der dargestellten Ausführungsform im gesteckten Zustand ausserhalb der Buchse liegen, was man in Fig. 5sieht. Fig. 5zeigt die Vorrichtung 1 gemäss Fig. 4auf einen Stecker 9 montiert, wobei die Befestigungsmanschette 3 nicht dargestellt ist. Wie man sieht, sind der Kondensator 5 und der Überspannungsschutz 6 im Bezug auf die Steckerpartie rückseitig, also proximal seitlich am Stecker angeordnet.

  

[0034]    Eine Anordnung der Elemente (bspw. Kondensator, Überspannungsschutz) der Kopplungseinrichtung ausserhalb der eigentlichen Buchsenöffnung ist auch bei den Ausführungsformen möglich, bei denen die Vorrichtung in der Buchse montierbar ist und nicht am Stecker.

  

[0035]    Fig. 6 illustriert ein Schaltschema einer Kopplungseinrichtung für eine erfindungsgemässe Vorrichtung. Die Anschlüsse A und B sind mit dem Schrimkontakt des Steckers bzw. der Buchse in Kontakt. Als Koppelelemente weist die Kopplungseinrichtung nebst einem Kondensator 5, der als Hochpassfilter wirkt, auch einen parallel geschalteten Überspannungsschutz 6 auf. Dieser kann ein Varistor oder ein anderes geeignetes Schutzelement sein. An Stelle des Varistors kann auch ein hochhohmiger Widerstand von vorzugsweise mindestens 1 k[Omega] oder mindestens 2 k[Omega], beispielsweise 5 k[Omega] oder mehr sein.

  

[0036]    Die Verwendung eines Varistors hat den Vorteil, dass auch hohe Spannungen den Kondensator nicht zerstören können. Ein hochohmiger Widerstand hat den Vorteil, dass die Abschirmung bei Tests des Netzwerks mittels einem Prüfgerät als durchverbunden erscheint.

  

[0037]    Die elektronischen Kopplungs-Bauteile "Kondensator" 5 und Überspannungsschutz 6 bilden zusammen mit den sie kontaktierenden Leiterbahnen und Kontaktflächen die Kopplungseinrichtung. Da RJ-45-Buchsen (und auch Buchsen anderer Steckersysteme) zwei zueinander symmetrisch angeordnete Kontaktlaschen für die Abschirmung haben, kann aufgrund der in Fig. 6 illustrierten parallelen Schaltung auch die eine Kontaktlasche über den Kondensator 5 und die andere über den Überspannungsschutz 6 mit dem Steckerschirm verbunden sein. Der Kondensator ist dann nur über den Buchsen- und den Steckerschirm mit dem Überspannungsschutz verbunden; auch das entspricht jedoch der parallelen, in Fig. 6 illustrierten Schaltung.

  

[0038]    Fig. 7 zeigt anhand eines Gebäudeverkabelungsschemas eine sinnvolle Anwendung für die erfindungsgemässe Vorrichtung. Oft wird die Verbindung zwischen einem Signalverteiler ("Switch") 21 und einem Buchsenpaneel 22 mittels kurzer sogenannter "Patch-Kabel" 23 bewerkstelligt. Vom Buchsenpaneel 22 aus erfolgt die Verbindung mit den Arbeitsplätzen. Die Handhabung dieser Patch-Kabel und somit die korrekte Verkabelung sind im Allgemeinen die Aufgabe des/der IT-Verantwortlichen eines Betriebs oder des Haustechnikers. Vom Buchsenpaneel 22 erfolgt die Verbindung zu den Arbeitsplatzbuchsen 24 über die Gebäudeverkabelung 25. Sowohl der Switch 21 als auch das Buchsenpaneel 22 als auch das Benutzer-Endgerät (hier ein Computer 26) sind im Allgemeinen geerdet, manchmal auch die Arbeitsplatzbuchse 24 (d.h. die jeweiligen Buchsen-Schirmkontakte sind mit der Gebäudeerde verbunden).

   Daraus ergäben sich ohne Entkopplungsvorrichtungen der erfindungsgemässen Art mehrere Erdschleifen.

  

[0039]    Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 mit Kopplungseinrichtung kann nun beispielsweise wie dargestellt im Buchsenpaneel 22 oder alternativ dazu in den Buchsen des Switch 21 platziert werden, wobei ein Verantwortlicher beispielsweise alle Buchsen des Switch bzw. des Buchsenpaneels, ob belegt oder nicht, entsprechend ausrüsten kann. Als weitere Alternative dazu kann er/sie auch konsequent mit Patch-Kabeln arbeiten, deren Stecker mit einer steckerseitig montierten Vorrichtung versehen ist.

  

[0040]    Zusätzlich oder alternativ dazu können auch die Arbeitsplatzbuchsen 24 oder eventuell Gerätestecker mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 ausgerüstet sein, was ebenfalls in Fig. 7 symbolisch illustriert ist. Dadurch wird eine weitere Erdschleife (zwischen Buchsenpaneel und Endgerät bzw. zwischen Arbeitsplatzbuchse und Endgerät) verhindert.

  

[0041]    Oft wird die Qualität der Abschirmung durch die sogenannte "Transferimpedanz" ausgedrückt. Diese ist ein Mass dafür, welche Störspannung im Datenleiter in Funktion eines in der Abschirmung fliessenden Stromes induziert wird. Je kleiner die Transferimpedanz, desto besser.

  

[0042]    Im Bereich der Gebäudeverkabelung nach ISO/IEC 11801 existiert für Verkabelungskomponenten ein Grenzwert für die maximal tolerierbare Transferimpedanz, in Fig. 8als gestrichelte Linie 31 dargestellt. Eine erfindungsgemässe Vorrichtung wirkt bei der Transferimpedanzmessung als in Serie geschaltetes kapazitives Element, erhöht also bei tiefen Frequenzen die Impedanz. Es ist aber ohne Weiteres möglich, die Kapazität so zu wählen, dass sich dies nur im tieffrequenten Bereich nennenswert auswirkt. In Fig. 8 zeigt die obere ausgezogene Linie 32 den gemessenen Verlauf der Transferimpedanz mit erfindungsgemässer Vorrichtung. Die untere ausgezogene Linie 32 zeigt den Verlauf ohne erfindungsgemässe Vorrichtung. Wie in Fig. 8ohne weiteres ersichtlich ist die Transferimpedanz 32 auch mit erfindungsgemässer Vorrichtung bei jeder Frequenz unter dem vorgegebenen Grenzwert 31.

  

[0043]    Bei den Anwendungen mit vorgegebener maximaler Transferimpedanz kann also die Verwendung von Kondensatoren, deren Kapazität einen Minimalwert von bspw. 0.2 [micro]F, 0.5 [micro]F oder 1 [micro]F nicht unterschreitet, von Vorteil sein. Allzu hohe Kapazitäten sind andererseits nicht erwünscht, da dann erstens zu viel Platz beansprucht wird und zweitens die cutoff-Filterfrequenz der störenden Erdschleifen-Brummsignale zu tief liegt. Insgesamt ist für viele Anwendungen eine Kapazität irgendwo im Bereich von zwischen 0.2 [micro]F und 20 [micro]F optimal. Es sind auch Anwendungen denkbar, für welche die Kapazitäts-Untergrenze weniger kritisch ist, die also auch mit vergleichsweise kleineren Kapazitäten funktionieren.

  

[0044]    Unter anderem im Zusammenhang mit dem Grenzwert für die Transferimpedanz ist auch die Verwendung von Kondensatoren mit tiefer Serieresonanz von Vorteil. Es hat sich gezeigt, dass sich insbesondere Chipkondensatoren und speziell Keramik-Chipkondensatoren speziell für Kopplungseinrichtungen erfindungsgemässer Vorrichtungen eignen, sie sind auch in ihren Dimensionen dafür geeignet, in den engen Platzverhältnissen innerhalb der Buchse angeordnet zu sein.

  

[0045]    Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen nur wenige von vielen möglichen Beispielen zur Umsetzung der Erfindung dar. Insbesondere ist das Konzept auch auf Steckverbindungen anderer Systeme ohne Weiteres übertragbar. Zu diesem Zweck muss die Dimensionierung entsprechend angepasst werden und ggf. müssen die Kontaktflächen der erfindungsgemässen Vorrichtung entsprechend anders auf dem flexprintartigen oder anders ausgestalteten Träger der Kopplungseinrichtung angeordnet sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung (1) zum Reduzieren von Störsignalen in einem geschirmten elektrischen Signalübertragungssystem mit einer Stecker-Buchsenverbindung, aufweisend eine als Gleichstromentkoppler wirkende Kopplungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausserdem eine zwischen einem Buchsen-Schirmkontakt und einem Stecker-Schirmkontakt angeordnete Kontaktpartie (2.1, 2.2) aufweist, die eine galvanische Verbindung des Buchsen-Schirmkontakts mit dem Stecker-Schirmkontakt verhindert und den Buchsen-Schirmkontakt und den Stecker-Schirmkontakt über die Kopplungseinrichtung miteinander verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) so ausgeformt ist, dass sie bei bestimmungsgemässer Anordnung weder mit signalübertragenden Buchsenkontakten noch mit signalübertragenden Steckerkontakten in Berührung kommt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stecker-Buchsenverbindung eine RJ-45-Steckverbindung ist, wobei die frei liegenden Steckerkontakte und Rastklinke eine Steckerober- und eine -Unterseite definieren und dass die Kontaktpartie (2.1, 2.2) durch einen in Bezug auf die Ober- und Unterseite an den lateralen Seiten entlang des Steckers verlaufenden Leiterbahnträger (2) gebildet wird, der je durch den Buchsen-Schirmkontakt und den Stecker-Schirmkontakt kontaktiert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterbahnträger (2) ein Flexprint ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterbahnträger (2) eine Basispartie aufweist, die in Bezug auf den Stecker stirnseitig verläuft und die elektronische Bauteile (5, 6) der Kopplungseinrichtung trägt.

6. Vorrichtung nach einer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung als Hochpassfilter wirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung mindestens einen Kondensator (5) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität der Kopplungseinrichtung zwischen 0.2 [micro]F und 20 [micro]F liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung einen zum Kondensator (5) parallel geschalteten Überspannungsschutz (6) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Einsprüche, gekennzeichnet durch eine an die Buchse oder den Stecker angepasste Befestigungseinrichtung (3, 3) zum Montieren der Vorrichtung an der Buchse bzw. dem Stecker.

11. Verfahren zum Reduzieren von Störsignalen in einem Gebäudeverkabelungssystem mit einer Mehrzahl von bestehenden, beispielsweise normierten Stecker-Buchsenverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vorrichtungen in bestehenden Buchsen und/oder an bestehenden Steckern des Gebäudeverkabelungssystems angebracht wird.

12. Nachrüstset für die Vermeidung von Erdschleifen in einem Gebäudeverkabelungssystem, aufweisend eine Mehrzahl von Vorrichtungen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie mindestens ein an die Vorrichtungen angepasstes Werkzeug zum Montieren der Vorrichtungen an bestehenden Steckern (9) oder Buchsen (8).

13. Werkzeug (11), angepasst an eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zum Montieren der Vorrichtung an einer Buchse (8), aufweisend einen Handgriff (11.1) sowie eine an die Dimensionierung der Buchse (8) angepasste Führungspartie (11.2) zum Positionieren der Vorrichtung im Innern der Buchsenöffnung.