ES2211802T3 - Elemento de conexion para comunicacion de datos de alta velocidad. - Google Patents
Elemento de conexion para comunicacion de datos de alta velocidad.Info
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Abstract
Un elemento conectador (30) para efectuar una conexión entre conductores eléctricos en una red de comunicaciones, cuyo elemento conectador (30) tiene una parte anterior (56), una parte posterior, y una longitud entre dichas partes, y que comprende: - una pluralidad de terminales de contacto dispuestos en la parte anterior (56) de dicho elemento conectador (30), los cuales están configurados para su conexión a los correspondientes terminales (18 a 25) de un elemento conectador de acoplamiento (10); - una pluralidad de terminales conectadores de hilo (33 a 40) dispuestos sustancialmente en la parte posterior del elemento conectador (30); - una pluralidad de conductores de conexión (48 a 55), cada uno de los cuales conecta un correspondiente terminal conectador de hilo (33 a 40) al correspondiente terminal de contacto; - la pluralidad de conductores de conexión (48 a 55) incluye una pluralidad de capas de dichos conductores de conexión (72, 76, 78), y el elemento conectador (30) se caracterizaporque un primer conductor de conexión (50, 51) de un par de ellos (51-52; 50-53) de dicha pluralidad de conductores de conexión (48 a 55) incluye en serie, una primera placa capacitiva (80, 82) y una segunda placa capacitiva (88, 90), cuyas placas capacitivas primera (80, 82) y segunda (88, 90) en combinación con las correspondientes placas capacitivas (81, 83, 89, 91) de otro conductor de conexión (52-53) forman unos condensadores primero y segundo, y en el que el primer conductor de conexión (50, 51) en combinación con el otro conductor de conexión (52, 53) del otro par de conductores de conexión forman un bucle inductivo (K3, K4), y en el que el primer condensador (C5-C6), el bucle inductivo, y el segundo condensador (C7-C8) en combinación, proporcionan una estructura de compensación para compensar secuencialmente el ruido o la diafonía introducidos por una combinación del elemento conectador (30) y el elemento conectador de acoplamiento (10).
Description
Elemento de conexión para comunicación de datos
de alta velocidad.
La presente invención corresponde al campo de los
cables y componentes conectadores para comunicaciones de datos de
alta velocidad. En particular, la invención corresponde a dicho
campo de cables y componentes conectadores, en el que son
compensadas las reactancias y diafonías indeseadas.
El desarrollo de nuevas arquitecturas de redes de
ordenador ha aumentado la demanda de cables y conectadores mejorados
para las comunicaciones de datos. Cables y conectadores
convencionales han sido utilizados para transmisión de voz y para
transmisión de datos a baja velocidad, dentro de un margen de unos
pocos megabitios por segundo. Sin embargo, dado que los cables y
conectadores de datos convencionales son inadecuados para
transmisión a alta velocidad de datos libres de errores de bitios,
dentro de las arquitecturas de las redes actuales o propuestas, han
sido desarrollados nuevos tipos de cables y conectadores para la
comunicación de datos a alta velocidad. Dichos nuevos cables o
conectadores necesitan cumplir con requerimientos específicos,
tales como parámetros de actuación de baja atenuación, pérdidas de
retorno aceptables, baja diafonía, y buen acoplamiento
electromagnético (EMC). Deben cumplir también con ciertos
requerimientos en cuanto a impedancia, retardo, distorsión de
retardo y compensación.
Los cables para transmitir señales digitales a
alta velocidad hacen uso frecuentemente de tecnología de par
retorcido, ya que los pares de conductores retorcidos eliminan
algunos tipos de diafonía y otros ruidos. La diafonía es una
medición de acoplamiento de señal indeseable desde un medio portador
de la señal a otro. En un par retorcido, cada conductor de él porta
una señal de información que es de igual amplitud y desfasada 180º
con respecto a la señal compañera portada por el par. Es decir, que
cada par retorcido porta señales diferenciales. En principio, la
proximidad entre sí de los pares retorcidos produce diafonía, lo
que afecta igualmente a ambos conductores del par retorcido. Por
tanto, este ruido se produce teóricamente en ambos conductores de
dicho par retorcido, lo que crea una señal de modo común. La
diafonía acoplada al mismo par dentro del mismo cable, puede ser
compensada mediante técnicas de amplificador adaptable, que
sustancialmente rechazan las señales de modo común. No obstante, el
ruido diferencial, que es un ruido que no se produce igualmente en
ambos conductores de un par retorcido, no puede ser compensado con
dichas técnicas.
Se han desarrollado varias mediciones diferentes
de diafonía para hacer frente a lo que sucede en cables diferentes,
sistemas de comunicaciones, y medios ambientales. Una medición útil
de la diafonía es la diafonía de extremo próximo (NEXT). La
diafonía de extremo próximo es una medición de la señal acoplada
entre dos medios, por ejemplo, dos pares de conductores retorcidos
dentro de un cable. Una señal es inyectada dentro de un extremo del
primer medio, y la señal acoplada es medida en el mismo extremo del
segundo medio. Otra medición útil de la diafonía es en el extremo
alejado (FEXT). Al igual que en la NEXT, la FEXT es una medición de
la señal acoplada entre dos medios dentro de un cable. Una señal es
inyectada dentro de un extremo del primer medio, y la señal
acoplada es medida en el otro extremo del segundo medio. Existen
otras mediciones de la diafonía, que incluyen mediciones de otros
tipos. Por ejemplo, existe la denominada diafonía extraña, que es
el acoplamiento dentro de un cable desde el exterior de otro cable,
que puede ser también de interés.
Un conectador incluye por lo general una clavija
que casa con un enchufe hembra que tiene una abertura de tipo
receptáculo para coincidir con la clavija. La clavija y el enchufe
hembra incluyen por lo general un alojamiento que tiene un extremo
receptor del hilo, un extremo final de contacto, un pasaje para la
comunicación interna entre los respectivos extremos de la clavija, y
una pluralidad de conductores de conexión que acoplan los
terminales de contacto en el extremo final de contacto de la
clavija a los terminales conectadores de hilo en el extremo receptor
de hilo de dicha clavija.
Las modernas redes de datos tienen típicamente
sistemas conectadores que incluyen cables de transmisión de datos
incorporadas al interior de las paredes de un edificio que terminan
en un conectador hembra para permitir un uso flexible del espacio.
Los ordenadores individuales son conectados típicamente a la red de
datos mediante el uso de un conjunto de cable de conexión que
termina en un conectador de clavija, el cual se inserta en el
conectador de enchufe hembra. El conjunto de tramo de cable de
conexión incluye típicamente un cable de transmisión de datos, que
en general tiene cuatro pares de conductores retorcidos y dos
clavijas. Los cuatro pares retorcidos pueden estar enrollados
dentro de una vaina aislante plana o redonda. La vaina puede incluir
opcionalmente un hilo de drenaje o descarga y un escudo circundante
para uso con una clavija protegida. El objetivo a lograr con dicho
tramo de cable de conexión es típicamente reducir al mínimo el
acoplamiento electromagnético (EMC) y la interferencia
electromagnética (EMI) con respecto al ambiente exterior, exigido
por diversas reglamentaciones oficiales.
Muchos de dichos sistemas conectadores de la
técnica correspondiente han sido utilizados para transmitir señales
de datos de baja frecuencia, y no han presentado problemas
significativos de diafonía entre conductores de diferentes pares
retorcidos a frecuencias bajas. Sin embargo, cuando dichos sistemas
conectadores son utilizados para transmitir señales de datos a alta
frecuencia, la diafonía entre pares retorcidos diferentes aumenta
de manera muy notable. Para dichos sistemas conectadores, este
problema es causado típicamente por la construcción de los
conectadores, en los que los conductores de conexión dentro del
conectador son sustancialmente paralelos y se hallan en proximidad
inmediata entre sí, lo que produce una diafonía excesiva entre
ellos.
Es práctica común en dichos sistemas
conectadores, de acuerdo con una norma preestablecida para ellos (y
en particular para los terminales de contacto del conectador),
configurar la clavija y el enchufe hembra con filas de terminales
de contacto conectados a filas correspondientes de terminales
conectadores de hilo, a través de conductores de conexión paralelos
en el elemento conectador. No obstante, hay un cierto acoplamiento
capacitivo que existe entre los conductores de conexión paralelos
de dicho elemento conectador. Además, dado que se desea que el
conectador sea tan pequeño como resulte posible, esto acentúa el
problema del acoplamiento capacitivo, ya que las pequeñas
dimensiones requeridas dan por resultado una distancia pequeña
entre los conductores de conexión del elemento conectador, y por
tanto una capacitancia relativamente alta entre dichos conductores
de conexión. Además, aunque la capacitancia entre conductores de
conexión adyacentes de un elemento conectador puede ser
relativamente alta, dicha capacitancia puede ser también
indeseablemente baja entre conductores de conexión no adyacentes
del elemento conectador. Por ejemplo, puede ser deseable tener una
capacitancia alta entre conductores de conexión no adyacentes, para
proporcionar compensación a la capacitancia introducida en
cualquier otro sitio.
Igualmente, se producen problemas no sólo con la
capacitancia entre los conductores de conexión del elemento
conectador, sino también con respecto a la inductancia mutua entre
los conductores de conexión, y en particular, entre pares de ellos,
así como la inductancia de los propios conductores de conexión, que
es función de la anchura de éstos. La inductancia mutua entre los
pares de conductores de conexión es función de un efecto de bobina
entre los pares de dichos conductores. Por tanto, la norma
preestablecida para los terminales de contacto y el tamaño del
conectador no crea condiciones ideales en el elemento
conectador.
Un cierto número de conectadores multiconductores
modulares, populares, han sido utilizados en aplicaciones de
telecomunicaciones y de transmisión de datos. Dichos conectadores
incluyen tipos de 4, 6, y 8 conductores, citados comúnmente como
conectadores RJ-22, RJ-11,
RJ-45. Con referencia a la fig. 1, en ella se
ilustra un conectador 5 del tipo RJ-45 conocido en
la técnica correspondiente,, que incluye un enchufe hembra 30 y una
clavija 10. Cada uno de estos elementos está hecho de un cuerpo de
plástico que rodea y sostiene ocho conductores de conexión (no
ilustrados). Específicamente, la clavija 10 del tipo
RJ-45 tiene ocho conductores de conexión situados
uno junto a otro. Cada conductor de conexión está conectado a la
parte de conexión de un hilo en un extremo de la clavija, y a un
terminal de contacto en un segundo extremo de dicha clavija. El
enchufe hembra 30 de tipo RJ-45 tiene también ocho
conductores de conexión (no ilustrados) situados típicamente uno
junto a otro, y cada conductor de conexión está conectado también a
un terminal de conexión de hilo por un primer extremo, y a un
terminal de contacto dispuesto como un resorte en voladizo en un
segundo extremo del enchufe hembra. Típicamente, cada uno de los
ocho terminales conectadores de hilo de la clavija están conectados
al correspondiente conductor de los cuatro pares retorcidos de
conductores del tramo del cable de conexión, en disposición
estándar.
Como antes se ha dicho, la clavija y enchufe
RJ-45 de la técnica anterior tienen típicamente los
conductores de conexión colocados rectos en paralelo y en
proximidad inmediata entre sí. Dicha proximidad inmediata aumenta la
capacitancia parásita entre los conductores de conexión, y la
disposición recta y paralela aumenta la inductancia mutua entre
conductores de conexión. Estas capacitancias parásitas e
inductancias mutuas son una fuente principal de ruido diferencial,
debido al acoplamiento. Específicamente, la diafonía se produce
entre el campo eléctrico de un extremo y el campo eléctrico de un
extremo adyacente, dentro de la clavija o enchufe hembra. El
acoplamiento de diafonía es inversamente proporcional a la distancia
entre los conductores de conexión interferentes. La señal emitida
desde un conductor de conexión de emisión puede ser acoplada
capacitiva y/o inductivamente a otro conductor de conexión que esté
conectado a un primer conductor de un par retorcido de ellos. Sin
embargo, dado que el conductor de conexión conectado a un segundo
conductor del par retorcido de ellos está a una distancia diferente
del conductor de conexión de emisión, esto crea un acoplamiento
diferencial en el par retorcido de conductores. El documento
EP-A-0782221 describe un eelemento
conectador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
También ha resultado de interés, tanto para
fabricantes como usuarios, la normalización del equipo y la
cuantificación de los parámetros de emisión, incluida la
atenuación, la diafonía de extremo próximo, y la pérdida de retorno
para conectadores de par retorcido sin proteger (UTP). Por ejemplo,
la Electronic Industry Association (EIA) y la Telecommunication
Industry Association (TIA), en un intento por alcanzar una
compatibilidad entre los distintos fabricantes, han redactado el
documento EIA/TIA-568-A, que impone
un nivel de acoplamiento máximo en, por ejemplo, una clavija y
conectador de categoría 5. Los conectadores de la técnica
correspondiente han incluido estructuras de contraacoplamiento o
compensación, diseñadas para reducir al mínimo el acoplamiento
general dentro de los conectadores. Sin embargo, en los conectadores
de la técnica correspondiente, la efectividad de este
contraacoplamiento ha sido limitada debido, por ejemplo, a que hay
variación en el acoplamiento de diafonía de clavijas
diferentes.
De acuerdo con ello, existe la necesidad de un
conectador mejorado que incluya un enchufe hembra y una clavija
mejorados, que puedan proporcionar un comportamiento de diafonía
mejorado de todo el conectador.
Se entiende que de acuerdo con esta memoria
descriptiva, un conectador es un dispositivo que conecta un medio de
transmisión tal como, por ejemplo, un cable de comunicaciones u
otro dispositivo de ellas, como puede ser un ordenador personal a
otro medio de comunicación. Se entiende también que de acuerdo con
esta memoria descriptiva, un conectador está hecho de elementos
conectadores que casan, citados típicamente como clavija y enchufe
hembra, y por tanto se entiende que un elemento conectador de
acuerdo con esta memoria puede ser una clavija o un enchufe
hembra.
De acuerdo con la invención, un elemento
conectador se define según la reivindicación 1. En las
reivindicaciones dependientes se definen realizaciones de ella.
Se entiende que los dibujos tienen la finalidad
sólo de ilustración, y no deben ser considerados como definición de
los límites de la invención. Los objetos expuestos así como otros,
y las ventajas de la invención se apreciarán mejor en la
descripción detallada que sigue tomada en conjunción con dichos
dibujos, en los cuales:
- la fig. 1 es una vista en perspectiva de un
conectador convencional de tipo RJ, que incluye una clavija de tipo
RJ y un enchufe hembra también de tipo RJ;
- la fig. 2 es una vista en perspectiva de un
bastidor de conductores de conexión de un elemento conectador de
una realización de la invención;
- la fig. 3 es una vista de un alzado posterior
del conjunto de bastidor de conductores de conexión de la fig.
2;
- la fig. 4A es una vista en planta desde arriba
de una primera capa de conductores de conexión del conjunto de
bastidor de dichos conductores de conexión de la fig. 2;
- la fig. 4B es una vista en planta desde arriba
de una segunda capa de conductores de conexión del conjunto de
bastidor de dichos conductores de la fig. 2;
- la fig. 4C ilustra una vista en planta desde
arriba de una tercera capa de conductores de conexión del conjunto
de bastidor de dichos conductores de la fig. 2;
- la fig. 5 es un esquema parcial de un circuito
para simular la actuación de dos pares de conductores de conexión
de un elemento conectador en combinación con un elemento conectador
de acoplamiento de acuerdo con una realización de la invención;
- la fig. 6 es una vista parcial en planta desde
arriba de unos bucles inductivos proporcionados por los conductores
de conexión de un elemento conectador, en combinación con un
elemento conectador de acoplamiento, de acuerdo con una realización
de la invención;
- la fig. 7 es una actuación NEXT simulada de una
realización de dos pares de conductores de conexión de un elemento
conectador, en combinación con un elemento conectador de
acoplamiento, de acuerdo con una realización de la invención;
- la fig 8 es una actuación NEXT simulada de dos
pares de conductores de conexión de un elemento conectador, en
combinación con un elemento conectador de acoplamiento, de acuerdo
con una realización de la invención, que incluye una realización de
la estructura de compensación de dicha invención;
- la fig. 9 es una vista frontal en perspectiva
de un conjunto de bastidor de conductores de conexión de acuerdo con
una realización de la invención, después de que los terminales de
contacto han sido doblados sobre una disposición de resorte en
voladizo;
- la fig. 10 ilustra un elemento conectador de
una realización de la invención antes del montaje final, que
incluye un miembro de alojamiento anterior, un miembro de
alojamiento posterior, y el conjunto de bastidor de conductores de
conexión;
- la fig. 11 es una vista en perspectiva de un
bastidor de conductores de conexión de un elemento conectador de
acuerdo con otra realización de la invención;
- la fig. 12 es una vista en perspectiva de un
bastidor de conductores de conexión de un elemento conectador de
acuerdo con otra realización de la invención; y
- la fig. 13 es una vista en perspectiva de un
bastidor de conductores de conexión de un elemento conectador, de
acuerdo con otra realización más de la invención.
Se entiende que de acuerdo con esta memoria
descriptiva, un conectador es un dispositivo que conecta un medio de
transmisión a otro medio de transmisión, o a un dispositivo de
comunicaciones. El medio de transmisión puede ser de cualquier tipo
(por ejemplo, un cable), y la invención no se limita a ello. De
igual modo, un dispositivo de comunicaciones puede ser de cualquier
tipo (por ejemplo, un ordenador personal), e igualmente, la
invención no se limita a ello. Por ejemplo, un conectador puede
conectar un cable de comunicaciones a un ordenador personal. De
acuerdo con esta memoria descriptiva, un conectador está constituido
por unos elementos conectadores que casan, citados típicamente como
una clavija y un enchufe hembra, y por tanto se entiende que un
elemento conectador de acuerdo con esta memoria puede ser la clavija
o el enchufe hembra de un conectador.
De acuerdo con una realización de la invención,
se proporciona un elemento conectador mejorado que ofrece una
actuación eléctrica mejorada. Como se describirá en detalle más
adelante, se proporciona al menos una realización de un elemento
conectador, que tiene una nueva disposición de sus conductores de
conexión y de un bastidor de dichos conductores de conexión. En
particular, de acuerdo con una realización de la invención, se
proporciona un elemento conectador que tiene sus conductores de
conexión conformados y dispuestos de modo que se desplacen, y
equilibren así el acoplamiento introducido por el elemento
conectador acoplable, de modo que el conectador general, que
comprende el elemento conectador y el elemento conectador acoplable,
tenga una diafonía reducida entre los conductores de conexión del
conectador, y de modo que cuando el elemento conectador esté
conectado al elemento conectador de acoplamiento, el conectador
presente una actuación eléctrica optimizada. Como se expondrá, en
una realización, la diafonía reducida entre los conductores de
conexión del conectador puede ser el resultado de uno cualquiera de
los conceptos: una capacitancia optimizada entre los conductores de
conexión del conectador; una inductancia mutua optimizada entre los
conductores de conexión del elemento conectador; una inductancia
optimizada de los conductores de conexión del conectador; y una
combinación de cualquiera de ellas. Además, como se expondrá más
adelante, en una realización, la actuación del conectador es fija y
es hecha repetible por el moldeo integral de los conductores de
conexión del conectador dentro del alojamiento, y los conductores
de conexión de un elemento conectador están conformados y dispuestos
para proporcionar las reactancias deseadas, de modo que se desplace
el acoplamiento introducido por el elemento conectador de
acoplamiento.
Con referencia a la fig. 1, en ella se ilustra un
conectador 5 del tipo RJ, como es conocido en esta técnica, que
incluye una clavija 10 de tipo RJ y un enchufe hembra 30 de tipo
RJ. Como se expondrá, de acuerdo con una realización de la
invención, uno o ambos elementos, clavija y enchufe hembra, pueden
ser reemplazados por una realización de un elemento conectador de
la invención. La clavija 10 incluye típicamente un escudo aislante
12 que rodea parcialmente un cuerpo 13, y cuenta con un mecanismo
de retención 14 de acción rápida para acoplamiento al enchufe
hembra 30. La clavija 10 incluye ocho terminales de contacto 18, 19
20, 21, 22, 23, 24, y 25, situados en ranuras separadas formadas en
el cuerpo 13, en la zona 16 de la clavija. Los terminales de
contacto 18 a 25 pueden estar conectados directamente a ocho
terminales conectadores de hilo (no mostrados) a través del cuerpo
13, como se hace en los conectadores conocidos, o pueden estar
conectados a través de una estructura de compensación de acuerdo
con una realización de la invención, que se describe más adelante.
Los terminales conectadores de hilo están conectados típicamente a
cuatro pares retorcidos de conductores de un cable 8 de transmisión
de datos, con un terminal conectador de hilo acoplado a un conductor
aislado. Como resultado, los terminales de contacto 18 a 25 están
conectados eléctricamente a ocho conductores aislados dispuestos en
cuatro pares retorcidos, y situados en el cable de transmisión de
datos. Cada terminal conectador de hilo puede ser un terminal
conectador de hilo de desplazamiento aislante, como se expone más
adelante, que tiene unos puntos agudos para corte a través del
aislamiento de los conductores, para contacto con el hilo metálico
del conductor, como es conocido en la técnica.
El enchufe hembra 30 incluye un alojamiento 31
que rodea ocho conductores de conexión que conectan ocho terminales
de contacto (no mostrados) en la zona 32 del enchufe, a ocho
terminales de conectador de hilo 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, y 40
(lo terminales 39 y 40 no se ilustran en la fig. 1). Cuando la
clavija 10 se inserta en el enchufe hembra 30, los terminales de
contacto 18 a 25 hacen contacto individualmente con los
correspondientes terminales de contacto del enchufe 30, y se crea
así la conexión de contacto.
Como antes se ha expuesto, con los conectadores
RJ-45 conocidos, los conductores de conexión uno
junto a otro dentro de, por ejemplo, la clavija 10, producen
diafonía por su acoplamiento capacitivo e inductivo. Para reducir
esta diafonía, de acuerdo con una realización de la invención la
clavija 10 o el enchufe 30 pueden incluir una estructura de
compensación diseñada para contraacoplar y equilibrar así
eléctricamente la frecuencia dependiente del acoplamiento
capacitivo e inductivo introducido por una combinación del elemento
conectador y el elemento conectador de acoplamiento. Además, de
acuerdo con otra realización de la invención, puede ser
proporcionada una estructura de compensación dentro de un elemento
conectador para introducir un acoplamiento capacitivo o inductivo
que sea conocido, y que pueda ser equilibrado por otra estructura
de compensación dentro del elemento conectador de acoplamiento. De
acuerdo con ello, se apreciará que una ventaja general del
conectador de la invención es que reduce al mínimo la diafonía, y
con ello reduce los errores de transmisión de datos causados por
efectos parásitos entre los conductores de conexión de los
elementos conectadores, en especial a frecuencias altas (por
ejemplo, superiores a 100 MHz). Ha de apreciarse también que aunque
se describirá una realización de una estructura de compensación de
la invención en relación con un sistema conectador de 8 conductores
diseñado para transmisión de datos de alta frecuencia (un
conectador de tipo RJ-45), la estructura de
compensación de la invención puede ser utilizada con cualquier tipo
de conectador, y así está previsto.
Con referencia ahora a la fig. 2, en ella se
ilustra una vista en perspectiva de un bastidor 46 de conductores
de conexión de una realización de la invención. En esta
realización, el bastidor de conductores de conexión es parte del
conjunto de enchufe hembra del conectador. El bastidor de
conductores de conexión incluye ocho terminales de contacto 48, 49,
50, 51, 52, 53, 54, y 55, que sobresalen desde el extremo posterior
56 del bastidor de conductores de conexión, que están configurados
en disposición de resorte en voladizo, como se ilustra en la fig.
2. Se apreciará también que aunque en esta realización, los
terminales de contacto están configurados en disposición de resorte
en voladizo, son posibles otras disposiciones para dichos
terminales de contacto, y que están destinadas a ser incluidas
dentro de la invención. Se apreciará también que aunque esta
realización del bastidor conductor se ilustra con ocho terminales de
contacto, ocho conductores de conexión, y ocho terminales de
conectador de hilo para alojar a ocho conductores, un elemento
conectador que tenga una realización de la estructura de
compensación de la invención puede alojar cualquier número de
ellos, incluidos, por ejemplo, cuatro o seis conductores, que son
conocidos como los respectivos conectadores de tipo
RJ-22 y RJ-11.
El bastidor de conductores de conexión ilustrado
en la fig. 2 incluye los conductores de conexión 58 (y algunos, no
todos, de dichos conductores de conexión son indicados con la
referencia numérica 58) que están dispuestos dentro de una pieza de
plástico moldeada de forma intrincada 60. Los terminales de
contacto están conectados a través de los respectivos conductores de
conexión 58 a los correspondientes terminales conectadores de hilo
33 a 40 (los terminales 38 a 40 no se ilustran en la fig. 2). En
esta realización, los terminales conectadores de hilo están
dispuestos en dos filas 62, 64, con cuatro terminales conectadores
de hilo en cada fila. No obstante, se apreciará que cualquier
número de filas es posible, y que los terminales conectadores de
hilo no necesitan estar dispuestos en filas. Cada uno de los
terminales conectadores de hilo ilustrados es un terminal de
desplazamiento de aislamiento en forma de U, que está dotado de una
muesca para recibir un conductor aislado que tiene unos bordes
agudos para cortar a través del aislante del conductor aislado, y
hacer contacto con el hilo metálico del conductor. No obstante, ha
de apreciarse que los terminales conectadores de hilo no se limitan
a esta forma y tipo de terminal, y que otros tipos y formas de
terminales conectadores de hilo están destinados a quedar dentro
del alcance de la invención.
La fig. 3 ilustra una vista posterior de un
alzado del conjunto de bastidor 46 de conductores de conexión, e
ilustra la primera fila 62 de los terminales 33 a 36 de conectador
de hilo y la segunda fila 64 de los terminales 37 a 40 de
conectador de hilo. La fig. 3 ilustra también alguna pluralidad
adicional de conductores de conexión 58 dispuestos dentro de la
pieza moldeada 60 de plástico de forma intrincada.
El conjunto de conductores de conexión de esta
realización de la invención mostrado en las figs. 2 y 3, incluye una
estructura de compensación que será expuesta en detalle más
adelante, y que puede ser utilizada tanto en el conjunto de clavija
10 como en el conjunto de enchufe hembra 30 (véase la fig. 1). Los
conductores de conexión 58 del conjunto de bastidor de ellos están
formados y dispuestos de modo que se introduce específicamente una
cantidad conocida y preferida de capacitancia e inductancia entre
los conductores de conexión, para compensar el ruido y/o la
diafonía introducidos por el elemento conectador de acoplamiento.
En particular, la cuantía de la capacitancia e inductancia
proporcionadas por la forma y disposición de los conductores de
conexión se selecciona para contraacoplar y equilibrar
eléctricamente la capacitancia e inductancia introducidas por la
combinación de los terminales de contacto, conductores de conexión,
y terminales conectadores de hilo del elemento conectador y el
elemento conectador de acoplamiento. De esta manera, la estructura
de compensación de la invención reduce el ruido y diafonía
generales del sistema conectador 5 (véase la fig. 1) y optimiza la
operación de transmisión de datos del sistema conectador.
Con referencia de nuevo a la fig. 1, el cable de
transmisión de datos 8 incluye, por ejemplo, cuatro pares
retorcidos de conductores aislados. En el cuerpo del cable 8, cada
conductor de un par retorcido de conductores es afectado de modo
sustancialmente igual por los conductores adyacentes, debido a que
los pares de conductores retorcidos lo son juntos a todo lo largo
del cable, como es sabido en la técnica. No obstante, cuando el
cable 8 termina en una clavija 10 o en un enchufe hembra 30, los
pares retorcidos son enderezados y aplanados, de modo que los
conductores puedan casar con los correspondientes terminales
conectadores de hilo de la clavija o el enchufe, de los que
resultan varios conductores que forman una disposición
sustancialmente lineal. En particular, se precisa una cuantía
variable de deformación de los conductores individuales, para
alinear dichos conductores de modo que casen con los terminales
conectadores de hilo de la clavija o el enchufe. Esta deformación
puede ser controlada, por ejemplo, mediante un dispositivo de
alivio de deformación tal como el descrito en la Solicitud
Internacional núm. PCT/DK 99/00230, presentada el 23 de Abril de
1999, y que reivindica prioridad con respecto a la Solicitud DK
0568/98, presentada el 24 de Abril de 1998, que se incorporan aquí
como referencia. Con el dispositivo de alivio de deformación puede
ser proporcionada una separación eléctrica bien controlada entre
los pares de conductores retorcidos, así como el deseado alivio de
deformación mecánica en cada conductor, en cada terminal conectador
de hilo, y en la conexión correspondiente.
No obstante, cuando un conductor está adyacente a
otro de un par de conductores retorcidos no relacionado, se produce
un acoplamiento electromagnético entre conductores adyacentes de
diferentes pares retorcidos. Este acoplamiento introduce una señal
de interferencia en un conductor de un par retorcido de ellos, pero
no una señal de interferencia igual en el otro conductor del par
retorcido. Por tanto, este acoplamiento crea un ruido diferencial
en el par de conductores retorcidos, que puede ser aleatorio debido
a la naturaleza aleatoria de la deformación del conductor, y que es
función de cómo y dónde terminan los conductores del cable 8. Si se
utiliza el dispositivo de alivio de deformación, se apreciará que
este acoplamiento aleatorio puede ser reducido con ayuda del
dispositivo de alivio de deformación, o al menos puede ser conocido
y reproducible de modo que pueda ser compensado. La estructura de
compensación de la invención que se describe más adelante compensa
preferiblemente este ruido diferencial y/o acoplamiento cruzado,
así como el ruido y acoplamiento cruzado introducido por la forma y
disposición de los conductores de conexión del elemento conectador
de acoplamiento.
Además, con referencia a la fig. 1, los cuatro
pares de conductores retorcidos están conectados a una clavija 10
con orden y orientación estándar. Por ejemplo, un primer par de
conductores retorcidos está conectado al centro de dos terminales
conectadores de hilo, y por tanto al centro de dos terminales de
contacto 21-22. Un segundo par de conductores
retorcidos está conectado a los terminales conectadores de hilo que
quedan a ambos lados del primer par de terminales conectadores de
hilo, y por tanto finalmente a los terminales de contacto 20, 23.
Un tercer par de conductores retorcidos está conectado a terminales
conectadores de hilo a un lado del segundo par, y por tanto
finalmente a los terminales de contacto tales como, por ejemplo, 24,
25. Un cuarto par de conductores retorcidos está conectado a los
terminales de contacto de hilo sobre el lado opuesto al segundo
par, y por tanto finalmente a los terminales de contacto tales
como, por ejemplo, 18, 19. Con esta configuración estándar, el
segundo par de conductores retorcidos encontrará diafonía
procedente de los otros tres pares de conductores retorcidos, debido
a que el segundo par de ellos está conectado a terminales de
contacto que están en proximidad inmediata a los terminales de
contacto conectados a los otros tres pares de conductores
retorcidos, y por tanto cada conductor del segundo par de
conductores retorcidos experimentará un ruido y efectos de
acoplamiento cruzado diferentes.
Como antes se ha expuesto, cada par de
conductores retorcido son excitados diferencialmente, y los dos
conductores transmiten señales con polaridad opuesta. Cuando un
ruido procedente de una fuente exterior se acopla a ambos
conductores de un par de ellos retorcido, se forma una señal de
modo común que se propaga sobre el par de conductores retorcido. De
acuerdo con ello, un amplificador de modo diferencial que amplifica
las señales diferenciales que portan los datos y que atenúa
cualquier señal de modo común, puede ser utilizado para eliminar
cualquier ruido o diafonía de modo común que se propague a lo largo
del par de conductores retorcido. No obstante, un amplificador
diferencial no puede atenuar cualquier diafonía diferencial acoplada
justamente a un conductor de un par retorcido. De acuerdo con ello,
la estructura de compensación de una realización de la invención
proporciona también preferiblemente un contraacoplamiento que
equilibra cualquier diafonía y ruido introducidos, por ejemplo, la
conexión de formato estándar entre los pares de conductores
retorcidos del cable 8 y la clavija 10.
Como se expondrá en detalle, el conjunto de
bastidor 46 de conductores de conexión de una realización de la
invención incluye tres capas de dichos conductores. No obstante, se
apreciará que puede ser utilizado cualquier número de capas de
conductores de conexión, tal como por ejemplo, dos capas, o más de
tres capas de dichos conductores de conexión. Se apreciará también
que una o más capas de los conductores de conexión puede ser
reemplazada por una placa de circuito impreso, y que un elemento
conectador que tenga al menos una capa de dichos conductores
proporcionada por una placa de circuito impreso, queda dentro del
alcance de la invención.
En los conectadores del tipo RJ relacionados con
éstos, se conoce el uso de dos capas de conductores de conexión.
Dichos conectadores de la técnica relacionada con ésta han sido
utilizados para frecuencias de hasta 100 MHz, y comúnmente son
citados como conectadores de categoría 5. Sin embargo, a medida que
aumentan las velocidades de los datos, hay necesidad de trabajar
con conectadores a frecuencias superiores a 100 MHz. De acuerdo con
una realización de la invención, el conjunto de conductores de
conexión incluye preferiblemente tres capas de conductores, que son
utilizados para proporcionar parte de la estructura de compensación
de la invención. Para esta realización son utilizadas tres capas de
conductores de conexión, ya que sería más complejo proporcionar la
estructura de compensación con sólo dos capas de conductores de
conexión, y por tanto más difícil fabricar el conjunto de bastidor
de conductores de conexión. No obstante, se apreciará, como antes
se ha dicho, que pueden ser utilizadas dos capas de conductores de
conexión y más de tres capas de ellos, y que un elemento conectador
que tenga cualquier número de capas de conductores de conexión está
destinado a quedar dentro del alcance de la invención.
Con referencia a las figs. 4A, 4B, y 4C. en ellas
se ilustra una vista en planta de los conductores de conexión 58
que son proporcionados a partir de una banda en una primera capa de
ellos 72 (véase la fig. 4A que es una vista en planta desde arriba
de la primera capa de conductores de conexión), una segunda capa de
conductores de conexión 76 (véase la fig. 4B que es una vista en
planta desde arriba de la segunda capa de conductores), y una
tercera capa de los citados conductores de conexión 78 (véase la
fig. 4C que es una vista en planta desde arriba de la tercera capa
de conductores de conexión). Cada conductor de conexión dentro de
cada capa de ellos, está sometido a su curvatura a las formas
deseadas ilustradas en las figs. 4A a 4C, de modo que la primera
capa de conductores de conexión 72, la segunda capa de ellos 76, y
la tercera capa de los mismos 78, junto con una topología de
circuito compleja que tenga las propiedades de capacitancia e
inductancia deseadas entre ellas, proporcione la estructura de
compensación de una realización de la invención.
La fig. 5 ilustra un circuito para simular parte
de una realización de la estructura de compensación de la
invención. Se apreciará que la fig. 5 es un circuito equivalente
ilustrado con la finalidad de simular los efectos de la estructura
de compensación de la invención, y que no está destinado a ser un
circuito equivalente de estructura de compensación general de esta
realización de la invención. Se apreciará que los valores de los
componentes de compensación de la estructura de compensación son
seleccionados para compensar los valores de los componentes
parásitos de la clavija 10 y del enchufe hembra 30. Teniendo en
cuenta que los conductores de los pares de ellos retorcidos, y que
los conductores de conexión de la pluralidad de éstos, dentro de la
clavija de tipo RJ son adyacentes entre sí, al menos algunos de los
conductores de conexión de la primera capa de ellos 72, la segunda
capa de dichos conductores 76, y la tercera capa de los mismos 78,
que forman el conjunto general 46 de bastidor de conductores de
conexión (véase la fig. 2), están dotados de placas capacitivas.
Además, algunos de los pares de conductores que están conectados a
los correspondientes pares retorcidos, están dotados de bucles
inductivos entre los pares de conductores de conexión, para
proporcionar una red doble entre dichos pares de conductores de
conexión que forma parte de la estructura de compensación de la
invención. Se apreciará que la red doble contribuye a las
propiedades deseadas de reducir tanto la diafonía de extremo
próximo (NEXT) como la de extremo alejado (FEXT) del conectador y
del elemento conectador, cuando los valores de componente del
circuito están configurados como se expone en detalle más
adelante.
La fig. 5 incluye dos pares de conductores de
conexión, el par 1 incluye los conductores 51, 52, que son los más
interiores, y el par 2 incluye los conductores 50, 53 que quedan a
ambos lados de los conductores más interiores 51, 52 (véase la fig.
2). Esta disposición de conductores de conexión es una
configuración estándar para la clavija de tipo
RJ-45, expuesta anteriormente. En la fig. 5, una
inductancia L y una capacitancia C, que son el resultado, por
ejemplo, de la capacitancia entre los conductores de conexión de la
clavija y la inductancia del bucle entre los conductores de conexión
de la combinación de clavija 10 y enchufe hembra 30, son mostradas
como componentes C1, C2, C3, C4 de condensador concentrado, y
transformadores K1 y K2 entre los conductores de conexión 50, 51,
52, y 53. En particular, existe un acoplamiento capacitivo entre los
pares 1 y 2, a través de las capacitancias C1 y C3 y a través de
las capacitancias C2 y C4. Además, existe un acoplamiento inductivo
entre los pares de conductores de conexión, par 1 y par 2 mediante
la inductancia mutua K1 y la inductancia mutua K2.
De acuerdo con esta realización del conjunto de
bastidor de conductores de conexión, y en particular, la estructura
de compensación de la invención, para obtener una relación de fase
apropiada que compense la diafonía introducida por la clavija,
entre los conductores de conexión 52 y 53, que es ilustrada en parte
por las capacitancias C1 y C3, se dispone la capacitancia C7 entre
los conductores de conexión 52 y 53, y la capacitancia C5 entre los
conductores de conexión 53 y 51. Se apreciará que el valor de la
capacitancia de C5 es mayor que el valor de C7, que C5 sobrecompensa
inicialmente la capacidad parásita introducida por la clavija, y
que C7 compensa la sobrecompensación proporcionada por la
capacitancia C5. De igual modo, para compensar la diafonía
introducida por la clavija entre los conductores de conexión 50 y
51, que es ilustrada en parte por las capacitancias C2 y C4, la
capacitancia C6 está dispuesta entre los conductores de conexión 52
y 50, y la capacitancia C8 está dispuesta entre los conductores de
conexión 50 y 51. Se apreciará también que el valor capacitivo de
C6 sobrecompensa inicialmente la capacidad parásita introducida por
la clavija, y la capacitancia C8 compensa la sobrecompensación
introducida por la capacitancia C6. De igual modo, el acoplamiento
inductivo K1 entre los pares 1 y 2 es compensado por medio de la
introducción de la inductancia K4 de bucle mutuo, que esta
desfasada 180º con el acoplamiento inductivo que está siendo
compensado, y el acoplamiento inductivo K2 entre los pares 1 y 2 es
compensado mediante la introducción de la inductancia K3 de bucle
mutuo, que está desfasado 180º con el acoplamiento inductivo que
está siendo compensado. De acuerdo con ello, la estructura de
compensación de esta realización de la invención proporciona una
inductancia y capacitancia compensadora para la capacitancia e
inductancia introducidas por la clavija, y ayuda a asegurar que las
señales acopladas introducidas por la clavija son compensadas por
señales que están desfasadas 180º con la señales introducidas por
dicha clavija.
Con referencia a las figs. 4A a 4C, los
conductores de conexión 50, 51, 52 y 53 son ilustrados con placas
capacitivas que proporcionan las diversas capacitancias antes
expuestas. En particular, con referencia al conductor de conexión 50
de la fig. 4C, se ilustra allí una primera placa 80 de capacitancia
C6 de placa paralela, que formará la capacitancia C6 de placa
paralela en el conjunto de bastidor de conductores de conexión con
una segunda placa 81 en el conductor de conexión 52 (véase la fig.
4A). De igual modo, el conductor de conexión 51 (véase la fig. 4B)
está dotado de una primera placa 82 de condensador C5 de placa
paralela, que forma el condensador C5 de placa paralela en el
conjunto general de bastidor de conductores de conexión con la
segunda placa 83 del conductor 53 (véase la fig. 4C). Además, el
conductor de conexión 50 está datado de una primera placa 88 (véase
la fig. 4C) que en combinación con una segunda placa 89 del
conductor de conexión 51 (véase la fig. 4B forma la capacitancia C8
de placa paralela entre los conductores de conexión 50 y 51. De
igual modo, el conductor de conexión 53 está dotado de una primera
placa 90 (véase la fig. 4C), que en combinación con una segunda
placa 91 del conductor de conexión 52 (véase la fig. 4A), forma la
capacitancia C7 de placa paralela entre los conductores de conexión
52 y 53.
Con referencia a la fig. 6, los conductores de
conexión 50, 51, 52, y 53 son ilustrados con bucles inductivos que
proporcionan las diversas inductancias antes citadas. Con
referencia a los conductores de conexión 50 y 53 que juntos forman
el par 2 de dichos conductores (véase la fig. 5), se entiende que
hay un bucle inductivo (bucle 1) entre los conductores de conexión
50, 53, que comienza con el elemento conectador (no ilustrado) de
la clavija de acoplamiento. El bucle inductivo (bucle 1) entre los
conductores de conexión 50 y 53 da por resultado la inductancia
mutua K1 entre los conductores de conexión 52 y 53, y la
inductancia mutua K2 entre los conductores de conexión 50 y 51, y
por tanto las inductancias mutuas K1, K2 como se ilustra en la fig.
5 entre el par de conductores de conexión, par 1 y par 2. Las
inductancias mutuas K1 y K2 son compensadas por las inductancias de
bucle K3 y K4 proporcionadas por esta realización de la estructura
de compensación de la invención. Como se ilustra en la fig. 6, los
conductores de conexión 51 y 52 incluyen un bucle 2 entre ellos,
que comienza en los terminales de contacto y termina en un punto de
cruce 140, en el que comienza el bucle 3 entre los conductores de
conexión 51 y 52, y continúa hasta los correspondientes terminales
conectadores de hilo 39, 40 (véase la fig. 3).Como se ilustra en la
fig. 6, el bucle 3 está dispuesto de modo que introduzca una fase
opuesta dentro de la señal que existe en el bucle 2. Con esta
disposición de los conductores de conexión, se proporciona una
inductancia mutua entre el par 1 y el par 2 de dichos conductores,
de modo que se proporcionen las inductancias de compensación K3 y K4
como se ilustra en la fig. 5. En particular, la inductancia mutua
K3 es proporcionada entre los conductores de conexión 51 y 53, y la
inductancia mutua K4 es proporcionada entre los conductores de
conexión 50 y 52, de modo que se compense la inductancia mutua
proporcionada en la combinación de clavija y enchufe hembra. De
acuerdo con ello, se apreciará que un medio para introducir
inductancia entre los pares de conductores de conexión es mediante
el acoplamiento en bucle entre dichos pares.
Se apreciará también que puede haber unos
segundos medios para proporcionar inductancia mutua entre los pares
de conductores de conexión. Por ejemplo, el conductor de conexión
53 incluye un tramo 84 del mismo que tiene una cierta anchura que
puede proporcionar una determinada inductancia (véase la fig. 4C).
De igual modo, el conductor de conexión 51 tiene un tramo 85 del
mismo de una cierta anchura que puede proporcionar también alguna
inductancia (véase la fig. 4B). Igualmente, el conductor de
conexión 52 incluye un tramo 86 del mismo con cierta anchura que
puede proporcionar una determinada inductancia (véase la fig. 4A),
y el conductor de conexión 50 tiene un tramo 87 del mismo de cierta
anchura que puede proporcionar también alguna inductancia (véase la
fig. 4C). De acuerdo con ello, los tramos y anchuras de los
conductores de conexión pueden proporcionar también alguna
inductancia, y hay unos medios secundarios para proporcionar una
inductancia de acuerdo con una realización de la estructura de
compensación de la invención.
Con referencia a la fig. 5, ha de apreciarse que
la compensación inductiva y capacitiva proporcionada por el conjunto
de bastidor de conductores de conexión, además de desplazar la
inductancia y capacitancia introducidas por la clavija y el enchufe
hembra, proporcionan a dicha clavija y enchufe la capacidad de
trabajar a frecuencias más altas, tales como de hasta 300 MHz. El
funcionamiento a estas frecuencias es deseado para conectadores de
categoría tipo 6, con los que el sistema conectador de la invención
está destinado a trabajar. Con referencia ahora a la fig. 7, en ella
se ilustra una actuación simulada de los pares de conductores de
conexión, como se ilustra en la fig. 5, sin una parte de la
estructura de compensación de la fig. 5. En particular, la fig. 7
ilustra una actuación simulada del circuito de la fig. 5, sin los
condensadores C7 y C8 en la estructura de compensación, y con
valores diferentes para algunos de los elementos capacitivos e
inductivos, los cuales fueron optimizados sin los condensadores C7 y
C8 incluidos para proporcionar compensación para la capacitancia e
inductancia parásitas introducidas por la combinación de clavija y
enchufe hembra. En particular, la fig. 7 ilustra una actuación de
diafonía de extremo próximo de los conductores de conexión de los
pares 1 y 2, con una señal inyectada en el par 1 en el elemento
conectador de la clavija, como se ilustra en la fig. 5, y con una
medición hecha en el par 2 en el elemento de clavija. Una medición
aceptable de diafonía de extremo próximo de acuerdo con las
especificaciones normalizadas para el conectador de categoría de
tipo 6 es inferior o igual a -44dB a 300 MHz. De acuerdo con ello,
con referencia a la fig. 7, un margen de frecuencia aceptable del
funcionamiento de la clavija y enchufe hembra del conectador de
acoplamiento está por encima de 100 MHz, pero inferior a 200 MHz.
De acuerdo con ello, la fig. 7 ilustra que sin al menos una parte
de la estructura de compensación de esta realización de la
invención, el funcionamiento del conectador general se limita a una
frecuencia máxima de entre 100 y 200 MHz.
Con referencia a la fig. 8, en ella se ilustra
una actuación de diafonía de extremo próximo de los pares 1 y 2
como se ilustra en la fig. 5, con la realización de la estructura
de compensación de la invención como se ilustra en la fig. 5. En
particular, la simulación de la estructura de compensación de la
fig. 5 es NEXT, con los condensadores C7 y C8 incluidos. Para una
actuación de diafonía de extremo próximo de -44dB a 300 MHz, puede
verse en la fig. 8 que con la estructura de compensación de la
invención, el conectador puede ser accionado hasta aproximadamente
300 MHz. De acuerdo con ello, la estructura de compensación de la
invención proporciona frecuencia de trabajo más altas para el
conectador, que satisfacen los requerimientos de los conectadores de
categoría tipo 6. En particular, la adición de los condensadores C7
y C8 proporciona un polo adicional a la estructura de compensación
general, que hace esencialmente a dicha estructura de compensación
de tercer orden, en oposición a una estructura de segundo orden sin
estos condensadores.
Con referencia de nuevo a las figs. 4A a 4C, se
apreciará que la estructura de compensación de una realización de la
invención puede incluir también capacitancias adicionales y/o
inductancias mutuas, tales como una capacitancia adicional entre
los conductores de conexión 50 y 48. En particular, el conductor 50
está dotado de una primera placa 92 (véase la fig. 4C), que en
combinación con una segunda placa 93 dispuesta en el conductor de
conexión 48 (véase la fig. 4C). forman una capacitancia de placa
paralela adicional entre los conductores de conexión 48 y 50. De
igual modo, el conductor de conexión 53 puede estar dotado también
de una placa capacitiva 94 (véase la fig. 4C) que en combinación
con la placa capacitiva 95 dispuesta en el conductor de conexión 55
(véase la fig. 4B) pueden formar una capacitancia de placa paralela
adicional entre los conductores de conexión 53 y 55. Se apreciará
que aunque esta realización de la invención que se ha descrito
incluye estas capacitancias adicionales, éstas son opcionales, y la
estructura de compensación de esta realización de la invención está
destinada a cubrir dicha estructura de compensación, tanto con como
sin estas capacitancias adicionales.
Además, con referencia a la fig. 4C, la
estructura de compensación de esta realización de la invención puede
ser dotada también de una capacitancia adicional menor entre, por
ejemplo, los conductores de conexión 53 y 54, que es proporcionada
por una sección pequeña 97 del conductor de conexión 53 dispuesta
encima de una pequeña sección 98 del conductor de conexión 54
(véase la fig. 4A). Las secciones pequeñas 97 y 98 de los
correspondientes conductores de conexión 53 y 54 pueden ser
dispuestas en un punto a lo largo del conjunto de bastidor de
conductores de conexión, donde los conductores 48, 49, 50, y 53
están curvados para proporcionar eventualmente conexión entre los
correspondientes terminales de contacto y la primera fila de
terminales de contacto de hilo 33 a 36 (véase la fig. 2). La
sección 97 del conductor de conexión 53 y la sección 98 del
conductor de conexión 54 juntas, forman una capacitancia de placa
paralela pequeña entre los conductores de conexión 53 y 54, que
contribuye también a la estructura de compensación general del
conjunto de conductores de conexión. En particular, esta
capacitancia entre los conductores 53 y 54 es proporcionada cerca de
la parte posterior del conjunto 30 de enchufe hembra, y en
combinación con la capacitancia proporcionada entre los conductores
de conexión 53 y 55 por las placas 94 y 95, así como el resto de la
estructura de compensación, contribuye a la estructura de
compensación general.
Este condensador de bucle pequeño entre los
conductores de conexión 53 y 54 es proporcionado como parte de la
estructura de compensación general de la invención, de modo que
mejore una o ambas mediciones NEXT y FEXT del conjunto conectador
general. En particular, se ha comprobado que aunque el conjunto
conectador general, antes de disponer esta capacitancia, tenía una
actuación NEXT y FEXT que cumplía con la actuación deseada de, por
ejemplo, los conectadores de categoría tipo 6, mediante la
introducción de este condensador adicional se mejoraba la actuación
NEXT y FEXT del conjunto conectador. De acuerdo con ello, este
condensador adicional es un medio más para mejorar una o ambas
actuaciones de diafonía de extremo próximo y de extremo alejado del
conectador. Se apreciará que aunque esta realización de la
estructura de compensación de la invención se ha descrito como que
incluye esta capacitancia pequeña adicional, ésta es opcional, y la
estructura de compensación de la invención está destinada a cubrir
una estructura tanto con como sin esta capacitancia pequeña.
Se apreciará también que esta disposición de los
conductores de conexión 53 y 54 proporciona un único conjunto de
acoplamiento capacitivo. En particular, hay una única capacitancia
proporcionada por la sección 98 del conductor de conexión 54, que
está dispuesta con orientación adicional, y la sección 97 del bucle
96 que está dispuesta con orientación vertical. Esta capacitancia
única entre los conductores de conexión 54 y 53 no sólo contribuye
al circuito equivalente general y a la actuación eléctrica del
conjunto de bastidor de conductores de conexión, sino que resuelve
también la cuestión de proporcionar capacitancia en un punto en el
conjunto de bastidor de conductores de conexión en el que es
deseada la capacitancia, pero donde la disposición de los
conductores no permite el uso de un condensador de placa paralela
comprimido de dos placas paralelas dispuestas horizontalmente. De
acuerdo con ello, esta estructura proporciona un medio único para
disponer de una capacitancia en el conjunto de bastidor de
conductores de conexión, que mejora una o ambas mediciones NEXT o
FEXT del conjunto conectador general. Se apreciará que aunque esta
realización de la invención se ha descrito como que incluye estos
medios adicionales para proporcionar una capacitancia pequeña,
dichos medios no son el único modo para proporcionar dicha
capacitancia, y la estructura de compensación de esta realización
de la invención está destinada a cubrir otros medios para
proporcionar dicha capacitancia, tales como placas paralelas.
El conjunto de bastidor de conductores de
conexión de la invención puede ser dotado también de una
capacitancia adicional entre, por ejemplo, los conductores de
conexión 49 y 50. En particular y con referencia a la fig. 4C, los
terminales 34, 35 conectadores de hilo (véase también la fig. 2)
están dotados de unas partes ensanchadas 112, 114 de los
respectivos terminales 34, 35 conectadores de hilo. Las partes
ensanchadas 112, 114 hacen que los terminales 34, 35 conectadores
de hilo se aproximen más de lo que sería de otro modo, y por tanto
proporcionan una pequeña cuantía de capacitancia entre los bordes
adyacentes de los terminales 34 y 35 conectadores de hilo, y por
tanto entre los conductores de conexión 49 y 50 del conjunto de
bastidor de dichos conductores. Se apreciará que la capacitancia
proporcionada entre los conductores de conexión 49 y 50 por las
partes ensanchadas de los terminales conectadores de hilo,
contribuye también a la estructura de compensación general del
conjunto de bastidor de conductores de conexión. Además, se
apreciará que mediante la disposición de esta capacitancia de placa
paralela entre las partes ensanchadas de los terminales conectadores
de hilo, se proporciona un conjunto de acoplamiento capacitivo
entre los terminales 34 y 35 conectadores de hilo que elimina la
necesidad de, por ejemplo, proporcionar una cuarta capa de
conductores de conexión de modo que se introduzca dicha capacitancia
mediante, por ejemplo, placas horizontales paralelas. Por tanto,
una ventaja de esta estructura capacitiva es que el conjunto de
bastidor de conductores de conexión de esta realización del elemento
conectador de la invención, puede ser hecho con tres capas de
dichos conductores, y no necesita tener una cuarta capa de ellos.
No obstante y como antes se ha expuesto, se apreciará también que
el conjunto de bastidor de conductores de conexión puede ser hecho
con sólo dos capas de ellos, lo que hará que las dos capas de
conductores de conexión sean más complejas, o con más de tres capas
de conductores, y dichas modificaciones quedan dentro del alcance
de la invención. De acuerdo con ello, se apreciará que esta
estructura capacitiva de la invención es un medio para proporcionar
una capacitancia entre los conductores de conexión, sin la
necesidad de complicar la estructura mediante la disposición de
capas de conductores adicionales. Además, se apreciará que aunque
esta realización de la invención ha sido descrita incluyendo estos
medios adicionales para proporcionar una capacitancia, estos medios
para proporcionar una capacitancia adicional son sólo unos de los
posibles, y hay otros medios tales como placas horizontales en
paralelo, que están destinados a quedar también dentro del alcance
de la invención.
Con referencia de nuevo a las figs. 4A a 4C, se
apreciará que algunas de las placas capacitivas están acopladas a
los conductores de conexión mediante pequeños tramos de éstos, y no
están necesariamente conectadas al conductor de conexión a lo largo
de todo el lado de la placa capacitiva. Esta estructura mecánica es
proporcionada de modo que la placa capacitiva pueda ser doblada y
conformada a su disposición deseada. No obstante, se apreciará que
esta estructura mecánica es sólo eso, y que otras estructuras
mecánicas están destinadas a quedar dentro del alcance de la
invención. Se apreciará también que esta estructura mecánica puede
introducir efectos eléctricos, que son compensados por medio de la
estructura general de compensación de la invención.
Se apreciará también que las placas capacitivas
pueden ser dotadas de orejetas 122, que permiten sostenerlas en la
relación deseada durante un procedimiento de moldeo in situ
de inyección a alta presión y a alta velocidad. En particular, las
orejetas permiten que las placas capacitivas se mantengan en la
relación deseada al ser avanzado el aparato hacia una máquina de
moldeo por inyección, de modo que dichas placas capacitivas
permanezcan en la relación deseada entre sí, y de modo que se
establezca una actuación predecible de la estructura de
compensación de la invención. Además, se apreciará que la
pluralidad de capas de conductores de conexión 72, 76, y 78 pueden
estar dotadas, cada una de ellas, con una lengüetas de alineación
74, que quedan alineadas cuando dicha pluralidad de capas de
conductores son alineadas cuando están superpuestas, e incluyen
también unas orejetas 134 (véanse las figs. 4A a 4C) que pueden ser
dobladas para sujetar la pluralidad de capas juntas en la relación
deseada. Se apreciará también que aunque las orejetas 122 están
dispuestas para mantener las placas capacitivas en la relación
deseada entre sí durante su procedimiento de moldeo por inyección,
pueden contribuir también a la actuación eléctrica general de la
estructura de compensación. De acuerdo con ello, se apreciará que
en una realización, la estructura de compensación ha sido diseñada
de modo que se optimice su actuación eléctrica con estas orejetas,
dentro de la estructura de compensación. Se apreciará también que
aunque esta realización de la invención ha sido descrita de modo
que incluye estas orejetas adicionales 122, las lengüetas de
alineación 74, y las orejetas 134, que sostienen los conductores de
conexión en la relación fija durante su moldeo in situ,
existen también otras estructuras para sostener dichos conductores
en relación fija durante el citado moldeo, y que están destinadas a
quedar dentro del alcance de esta realización de la invención.
Se apreciará también que aunque esta realización
del conjunto de conductores de conexión ha sido ilustrada como de
moldeo in situ, dicho conjunto no necesita ser moldeado así.
En particular, el conjunto de bastidor de conductores de conexión
puede ser montado simplemente en varias partes del conjunto
conectador de enchufe hembra, como se expone en detalle más adelante
con respecto a la fig. 10, sin tener que moldear in situ el
citado conjunto de bastidor de conductores de conexión. No
obstante, un conjunto de dicho bastidor que no sea moldeado in
situ puede presentar problemas de modo imprevisible, debido a
que los conductores de conexión no están necesariamente sujetos en
la relación deseada una vez colocados dentro de los miembros de
alojamiento del conjunto conectador de enchufe hembra. No obstante,
se apreciará que aunque dicho conjunto de bastidor de conductores
de conexión de esta realización de la invención es preferiblemente
moldeada in situ, un conjunto de bastidor como el citado que
no sea moldeado in situ y que sea colocado simplemente dentro
de las partes del miembro de acoplamiento del conjunto conectador,
está destinado también a quedar dentro del alcance del conjunto de
bastidor de conductores de conexión de la invención.
Una ventaja de la estructura de compensación y
del elemento conectador de la invención, es que el bastidor de los
conductores pueda ser moldeado in situ para fijar los
conductores de conexión de dicho bastidor en una relación deseada
entre sí. Por el contrario, los conectadores de la técnica
correspondiente requieren típicamente el montaje del elemento
conectador por colocación de los conductores de conexión entre
partes de plástico diferentes. Sin embargo, la actuación de dicho
elemento conectador no es fija, y es mucho menos predecible. De
acuerdo con ello, una ventaja del conjunto de bastidor de
conductores de conexión de la invención es que puede ser moldeado
in situ para fijar las capas primera, segunda, y tercera de
conductores de conexión entre sí de modo que se obtenga una
actuación fija y predecible.
Con referencia a la fig. 9, en ella se ilustra
una vista en perspectiva de un conjunto de bastidor de conductores
de conexión después de procedimiento de moldeo in situ, en
el que las tres capas de conductores 72, 76, y 78, la primera fila
62 de los terminales conectadores de hilo, y la segunda fila de
terminales conectadores de hilo (véase la fig. 3), están
encapsulados dentro de un plástico 126 formado integralmente. Los
terminales de contacto son doblados dentro de la disposición de
resortes en voladizo de los terminales de contacto 48 a 55. Como se
aprecia en la fig. 9, algunas de las partes conductoras del
conjunto de bastidor de conductores de conexión permanecen
expuestas después del procedimiento de moldeo in situ del
plástico 126 de forma intrincada. Dichas áreas expuestas se originan
también en la lado inferior y en el lado posterior de dicho
conjunto de bastidor, lo cual se efectúa a propósito para facilitar
el procedimiento de moldeo in situ y permitir que las capas
de conductores de conexión se mantengan en la relación permanente.
Se apreciará también que las áreas expuestas son proporcionadas con
la finalidad de optimizar la cobertura dieléctrica de los
conductores en cualquier lugar dentro del conjunto de bastidor de
conductores de conexión. En particular, las áreas expuestas son
proporcionadas para dejar al descubierto las placas y
protuberancias de los condensadores, de modo que se proporcione
plástico entre las placas del condensador, pero no fuera de dichas
placas. En particular, el plástico no es proporcionado en el
exterior de las placas, de modo que se controle con precisión la
separación entre dichas placas de cada condensador. No obstante, ha
de apreciarse que aunque esta realización del conjunto de bastidor
de conductores de conexión es ilustrada sin el plástico sobre el
exterior de las placas del condensador, modificaciones tales como
proporcionar el plástico sobre el exterior de las placas del
condensador están destinadas a quedar dentro del alcance de la
invención.
Con referencia a la fig. 10, en ella se ilustran
en una vista en perspectiva posterior, varias partes del conjunto
conectador 30 de enchufe hembra, antes del montaje. Dicho conjunto
conectador 30 de enchufe hembra de una realización de la invención
puede ser montado mediante la disposición de un miembro de
alojamiento anterior 130 y un miembro de alojamiento posterior 132,
y mediante la inserción del conjunto de bastidor 46 de conductores
de conexión dentro de cada miembro de alojamiento anterior y
posterior, con la orientación apropiada. Después, el miembro de
alojamiento anterior puede ser sujetado al miembro de alojamiento
posterior mediante bloqueo rápido de ambos miembros, como fue
expuesto anteriormente. Con esta disposición, se proporciona un
conjunto de enchufe hembra similar al ilustrado, por ejemplo, en la
fig. 1.
Se entiende que una ventaja del conjunto de
bastidor de conductores de conexión de la invención es que aunque
los requerimientos del conectador de tipo RJ obligan a dichos
conductores a ser dispuestos apretadamente entre los terminales de
contacto y los terminales de conectador de hilo del conectador, con
el conjunto de bastidor de conductores de la invención, dichos
conductores de conexión son conformados, dispuestos, y dotados del
deseado acoplamiento capacitivo e inductivo, de modo que se optimice
la actuación del elemento conectador y, en particular, se desplace
el acoplamiento y/o el ruido introducidos por el elemento de
clavija de acoplamiento. Además, se apreciará que una realización
del conjunto de bastidor de conductores de conexión de la invención
es moldeado in situ en plástico, para fijar la actuación del
elemento conectador y fijar la relación de los conductores de
conexión entre sí. Se apreciará también que aunque el conjunto de
bastidor de conductores de conexión y la estructura de compensación
de la invención, han sido ilustrados con respecto al elemento
conectador de enchufe hembra, pueden ser utilizados también en
relación con el elemento conectador de clavija, para compensar
cualquier ruido y/o acoplamiento introducidos por el elemento
conectador de enchufe hembra. Se apreciará también que cada uno de
los elementos conectadores, de clavija y de enchufe hembra, puede
estar dotado de un conjunto de bastidor de conductores de conexión y
de una estructura de compensación de la invención, de modo que
equilibre o cancele el ruido y acoplamiento introducidos por cada
elemento conectador respectivo.
Con referencia a las figs. 11 y 12, en ella se
ilustran realizaciones alternativas 46' y 46'' del conjunto de
bastidor de conductores de conexión del elemento conectador, de
acuerdo con otras realizaciones de la invención. Se apreciará que
los componentes comunes de dicho conjunto de bastidor y de los
elementos conectadores, han sido ilustrados con números de
referencia iguales, y que la descripción anterior con respecto a los
números de referencia y las ventajas del bastidor de conductores y
del elemento conectador de la invención, se aplican también a estas
realizaciones.
Descritas así varias realizaciones de la
invención, los expertos en la técnica apreciarán que son posibles
varias alteraciones. modificaciones, y mejoras. Por ejemplo, con
referencia a la fig. 13, en ella se ilustra otra realización de un
conjunto de bastidor 45''' de conductores de conexión para un
elemento conectador de acuerdo con otra realización de la
invención. Esta realización de dicho conjunto de bastidor para el
elemento conectador, puede ser utilizada para conexión entre una
placa de circuito impreso (PCB) y un cable, y de acuerdo con ello,
los terminales 33 a 40 conectadores de hilo aquí descritos pueden
ser reemplazados por una pluralidad de conectadores 140, 141, 142,
143, 144, 145, 146, 147 a una PCB. Cada conectador a una PCB puede
ser, por ejemplo, una toma a una PCB que está acoplada y soldada a
dicha PCB. Además, la pluralidad de conductores de conexión 58 aquí
descritos pueden ser dispuestos también sobre una PCB 150 como se
ilustra. Dichas alteraciones, modificaciones, y mejoras, están
destinadas a ser parte de esta memoria descriptiva, y destinadas
igualmente a quedar dentro del alcance de la invención. De acuerdo
con ello, la descripción anterior lo es sólo a título de ejemplo, y
queda limitada solamente por las siguientes reivindicaciones y sus
equivalente.
Claims (16)
1. Un elemento conectador (30) para efectuar una
conexión entre conductores eléctricos en una red de comunicaciones,
cuyo elemento conectador (30) tiene una parte anterior (56), una
parte posterior, y una longitud entre dichas partes, y que
comprende:
- una pluralidad de terminales de contacto
dispuestos en la parte anterior (56) de dicho elemento conectador
(30), los cuales están configurados para su conexión a los
correspondientes terminales (18 a 25) de un elemento conectador de
acoplamiento (10);
- una pluralidad de terminales conectadores de
hilo (33 a 40) dispuestos sustancialmente en la parte posterior del
elemento conectador (30);
- una pluralidad de conductores de conexión (48 a
55), cada uno de los cuales conecta un correspondiente terminal
conectador de hilo (33 a 40) al correspondiente terminal de
contacto;
- la pluralidad de conductores de conexión (48 a
55) incluye una pluralidad de capas de dichos conductores de
conexión (72, 76, 78), y el elemento conectador (30) se
caracteriza porque un primer conductor de conexión (50, 51)
de un par de ellos (51-52; 50-53) de
dicha pluralidad de conductores de conexión (48 a 55) incluye en
serie, una primera placa capacitiva (80, 82) y una segunda placa
capacitiva (88, 90), cuyas placas capacitivas primera (80, 82) y
segunda (88, 90) en combinación con las correspondientes placas
capacitivas (81, 83, 89, 91) de otro conductor de conexión
(52-53) forman unos condensadores primero y
segundo, y en el que el primer conductor de conexión (50, 51) en
combinación con el otro conductor de conexión (52, 53) del otro par
de conductores de conexión forman un bucle inductivo (K3, K4), y en
el que el primer condensador (C5-C6), el bucle
inductivo, y el segundo condensador (C7-C8) en
combinación, proporcionan una estructura de compensación para
compensar secuencialmente el ruido o la diafonía introducidos por
una combinación del elemento conectador (30) y el elemento
conectador de acoplamiento (10).
2. El elemento conectador (30) según la
reivindicación 1, en el que la pluralidad de capas de conductores
de conexión incluye al menos tres capas de ellos (72, 76, 78).
3. El elemento conectador (30) según las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que la pluralidad de conductores de
conexión (48 a 55) están conformados y dispuestos para proporcionar
un margen de frecuencias de trabajo del elemento conectador (30) en
combinación con el elemento conectador de acoplamiento (10), que
incluye frecuencias de hasta 300 megahertzios (MHz).
4. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos
una de la pluralidad de capas de conductores de conexión está
dispuesta sobre una placa de circuito impreso.
5. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
pluralidad de conductores de conexión (48 a 55) son mantenidos en
relación fija por medio de un alojamiento (60) formado de manera
integral que encierra al menos una parte de la pluralidad de dichos
conductores (48 a 55), y fija la actuación eléctrica del elemento
conectador (30).
6. El elemento conectador (30) de la
reivindicación 5, en el que la pluralidad de capas (72, 76, 78)
incluye medios para alinear (74, 134) dicha pluralidad de capas de
conductores de conexión, y para mantener la citada pluralidad de
capas de conductores en relación fija, durante un moldeo in
situ del alojamiento (60) formado de manera integral.
7. El elemento conectador (30) según las
reivindicaciones 5 ó 6, en el que la pluralidad de capas de
conductores de conexión incluye una lengüeta de alineación (74) que
alinea la pluralidad de dichas capas, y cuya lengüeta de alineación
(74) incluye una lengüeta de fijación (134) que puede ser doblada
para mantener la citada pluralidad de capas de conductores de
conexión en relación fija durante el moldeo in situ del
alojamiento (60) formado de manera integral.
8. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que algunos de
la pluralidad de conductores de conexión (51, 52, 54, 55) están
dispuestos sustancialmente en un primer plano y conectan los
correspondientes terminales (37 a 40) conectadores de hilo en una
primera fila (64) de ellos a los correspondientes terminales de
contacto en un primer plano, y en el que el resto de la pluralidad
de conductores (48, 49, 50, 53) incluye una primera parte que se
extiende sustancialmente ortogonal con respecto al primer plano, y
una segunda parte que se extiende sustancialmente paralela al
primer plano, y cada uno del resto de la pluralidad de conductores
de conexión conectan el correspondiente terminal conectador de hilo
(33 a 36) de la segunda fila (62) al correspondiente terminal de
contacto en el primer plano.
9. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada una
de las placas capacitivas (80, 81, 82, 83, 88, 89, 90, 91) tiene
una pequeña protuberancia (122) que permite mantener cada una de
las placas capacitivas (80, 81, 82, 83, 88 89, 90, 91) y los
correspondientes conductores de conexión (50, 51, 52, 53) en
relación fija, de modo que la pluralidad de conductores de conexión
(48 a 55) puedan ser moldeados in situ dentro del
alojamiento (60) formado de manera integral que encierra al menos
una parte de la pluralidad de conductores (48 a 55), y mantener
dicha pluralidad de conductores (48 a 55) en la relación fija.
10. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer
condensador (C5-C6) está dispuesto sustancialmente
adyacente a la pluralidad de terminales de contacto, de modo que
compense inmediatamente la capacitancia (C1-C4)
introducida por la combinación del elemento conectador (30) y el
elemento conectador de acoplamiento (10).
11. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el
conductor de conexión (50, 51, 52, 53) incluye además un bucle (96)
orientado verticalmente que incluye una parte inferior de dicho
bucle (97) que está dispuesta encima de una parte de otro conductor
de conexión (54), y que en combinación proporcionan un tercer
condensador entre el conductor de conexión (50, 51, 52, 53) y el
otro conductor (54), que mejora al menos una de las diafonías de
extremo próximo y de extremo lejano del conectador.
12. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los
conductores de conexión (50, 51 y 52, 53) y el otro conductor (54),
incluyen en combinación medios para mejorar al menos una de las
diafonías de extremo próximo y de extremo alejado del
conectador.
13. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
además porque al menos dos (34-35) de la pluralidad
de terminales (33 a 40) conectadores de hilo incluyen medios (112,
114) para proporcionar una capacitancia entre al menos dichos dos
terminales (34-45) conectadores de hilo.
14. El elemento conectador (30) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
además porque al menos dos (34-35) de los
terminales (33 a 40) conectadores de hilo incluyen unas partes
ensanchadas (112, 114) de los terminales (34-35)
conectadores de hilo que estrechan el espacio entre al menos dos
terminales conectadores de hilo, y que proporcionan una
capacitancia de placa paralela entre los bordes adyacentes de al
menos dichos dos terminales (34-35) conectadores de
hilo.
15. El elemento conectador (30) de la
reivindicación 1, en el que la pluralidad de terminales
conectadores de hilo incluye una pluralidad de terminales
conectadores (140 a 147) de placas de circuito impreso;
- cada uno de la pluralidad de conductores de
conexión (48 a 55) conecta un correspondiente terminal conectador
(140 a 147) de placa de circuito impreso al correspondiente terminal
de contacto, y la pluralidad de conductores de conexión (48 a 55)
se mantienen en relación fija de modo que se fije la actuación
eléctrica del elemento conectador (30); y
- comprende además un alojamiento (60) formado de
manera integral que encierra al menos una parte de la pluralidad de
conductores de conexión (48 a 55) y mantiene la pluralidad de
conductores (48 a 55) en la relación fija.
16. El elemento conectador (30) según la
reivindicación 15, en el que la pluralidad de capas de conductores
de conexión, y la pluralidad de terminales conectadores (140 a 147)
de placa de circuito impreso están sobre una misma placa de
circuito impreso (150).
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