[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Aus der
EP 0 558 225 B2 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem Gehäuse und einer im Gehäuse positionierten
Verbindungseinrichtung bekannt, wobei die Verbindungseinrichtung mehrere im Wesentlichen
parallel zueinander verlaufende, elektrische Leiter umfasst, die einen elektrischen
Leitungsweg zwischen Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen der Verbindungseinrichtung
bilden.
[0003] Zur Minimierung von Nahnebensprechen zwischen den elektrischen Leitern ist es aus
der
EP 0 558 225 B2 bereits bekannt, zumindest einige benachbarte elektrische Leiter ohne elektrischen
Kontakt zwischen denselben zu überkreuzen. Hiermit kann in gewissem Umfang bereits
Nahnebensprechen minimiert werden. Jedoch insbesondere dann, wenn der von den elektrischen
Leitern bereitgestellte elektrische Leitungsweg zwischen den Eingangsanschlüssen und
den Ausgangsanschlüssen der Verbindungseinrichtung kurz ist und/oder wenn Datensignale
mit hohen Übertragungsfrequenzen von mehr als 500 MHz übertragen werden sollen, ist
die hierdurch erzielbare Minimierung des Nahnebensprechens nicht ausreichend.
[0004] Der hier vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen hinsichtlich der
erzielbaren Minimierung von Nahnebensprechen verbesserten elektrischen Steckverbinder
zu schaffen.
[0005] Dieses Problem wird durch einen elektrischen Steckverbinder gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der elektrischen Steckverbinder dadurch gekennzeichnet, dass a)
zwischen dem ersten Leitungspaar und dem zweiten Leitungspaar eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut ist, dass zumindest vor der Überkreuzung der Leiter des zweiten Leitungspaars
im Bereich von freien Enden derselben einerseits zwischen den hinlaufenden Leiter
des ersten Leitungspaars und den rücklaufenden Leiter des zweiten Leitungspaars eine
Kapazität und andererseits zwischen den rücklaufenden Leiter des ersten Leitungspaars
und den hinlaufenden Leiter des zweiten Leitungspaars eine Kapazität geschaltet ist;
b) zwischen dem ersten Leitungspaar und dem dritten Leitungspaar eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut ist, dass zumindest vor der Überkreuzung der Leiter des dritten Leitungspaars
zwischen den hinlaufenden Leiter des ersten Leitungspaars und den hinlaufenden Leiter
des dritten Leitungspaars im Bereich von freien Enden derselben eine Kapazität und
nach der Überkreuzung der Leiter des dritten Leitungspaars zwischen den hinlaufenden
Leiter des ersten Leitungspaars und den rücklaufenden Leiter des dritten Leitungspaars
eine Kapazität geschaltet ist; c) zwischen dem ersten Leitungspaar und dem vierten
Leitungspaar eine Nahnebensprechkompensation derart aufgebaut ist, dass zumindest
vor der Überkreuzung der Leiter des vierten Leitungspaars zwischen den hinlaufenden
Leiter des ersten Leitungspaars und den rücklaufenden Leiter des vierten Leitungspaars
im Bereich von freien Enden derselben eine Kapazität und nach der Überkreuzung der
Leiter des vierten Leitungspaars zwischen den rücklaufenden Leiter des ersten Leitungspaars
und den rücklaufenden Leiter des vierten Leitungspaars eine Kapazität geschaltet ist.
[0006] Mit einem solchen elektrischen Steckverbinder kann insbesondere dann, wenn der elektrische
Leitungsweg zwischen den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen kurz ist
und/oder wenn Datensignale mit hohen Übertragungsfrequenzen übertragen werden sollen,
eine gute Minimierung des Nahnebensprechens erzielt werden.
[0007] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf
beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1:
- ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders nach einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 2:
- ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 3:
- ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders nach einem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Fig. 4:
- ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders nach einem
vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0008] Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, nämlich
eine Datenbuchse zur kontaktierenden Aufnahme mindestens eines Datensteckers. Der
prinzipielle Aufbau eines solchen elektrischen Steckverbinders ist aus dem Stand der
Technik, insbesondere der
EP 0 558 225 B2, bekannt. So umfasst ein derartiger elektrischer Steckverbinder ein Gehäuse und eine
im Gehäuse positionierte Verbindungseinrichtung, wobei die Verbindungseinrichtung
mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende, elektrische Leiter aufweist.
[0009] Fig. 1 zeigt schematisiert ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich der
im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden, elektrischen Leiter der im Gehäuse
positionierten Verbindungseinrichtung, wobei gemäß Fig. 1 die Verbindungseinrichtung
insgesamt acht elektrische Leiter 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 umfasst. Die elektrischen
Leiter 1 bis 8 bilden einen elektrischen Leitungsweg zwischen Eingangsanschlüssen
9 und Ausgangsanschlüssen 10 der Verbindungseinrichtung.
[0010] Die Leiter 1 bis 8 des Steckverbinders der Fig. 1 bilden insgesamt vier Leitungspaare,
nämlich ein erstes Leitungspaar 11, ein zweites Leitungspaar 12, ein drittes Leitungspaar
13 und eine viertes Leitungspaar 14. Das erste Leitungspaar 11 wird von den Leitern
3 und 6 gebildet, wobei es sich beim Leiter 3 um den hinlaufenden Leiter und beim
Leiter 6 um den rücklaufenden Leiter handelt. Das zweite Leitungspaar umfasst die
Leiter 4 und 5, wobei es sich beim Leiter 4 um den hinlaufenden Leiter und beim Leiter
5 um den rücklaufenden Leiter des zweiten Leitungspaars handelt. Das dritte Leitungspaar
13 umfasst die Leiter 1 und 2 und das vierte Leitungspaar 14 die Leiter 7 und 8, wobei
es sich bei den Leitern 2 und 8 jeweils um die hinlaufenden Leiter und bei den Leitern
1 und 7 jeweils um die rücklaufenden Leiter der entsprechenden Leitungspaare 13, 14
handelt.
[0011] Die hinlaufenden Leiter 2, 3, 4, 8 sind jeweils mit (+) und die rücklaufenden Leiter
1, 5, 6, 7 jeweils mit (-) gekennzeichnet.
[0012] Gemäß Fig. 1 sind einige benachbarte Leiter 1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8, also
die Leiter des zweiten Leitungspaars 12, des dritten Leitungspaars 13 und des vierten
Leitungspaars 14, zur Minimierung von Nahnebensprechen zwischen den elektrischen Leitern
ohne elektrischen Kontakt zwischen denselben überkreuzt, wobei die Überkreuzung der
Leiter 4, 5 des zweiten Leitungspaars 12 durch die Bezugsziffer 15, die Überkreuzung
der elektrischen Leiter 1, 2 des dritten Leitungspaars 13 durch die Bezugsziffer 16
und die Überkreuzung der Leiter 7, 8 des vierten Leitungspaars 14 durch die Bezugsziffer
17 gekennzeichnet sind. Durch diese Überkreuzung der benachbarten elektrischen Leiter
1 und 2, 4 und 5 sowie 7 und 8 kann bereits in gewissem Umfang eine Nahnebensprechkompensation
realisiert werden.
[0013] Die Leiter 3, 6 des ersten Leitungspaars 11 sind nicht überkreuzt.
[0014] Beim erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder ist gemäß Fig. 1 zwischen dem
ersten Leitungspaar 11 und dem zweiten Leitungspaar 12 eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut, dass vor der Überkreuzung 15 der Leiter 4 und 5 des zweiten Leitungspaars
12 im Bereich von freien Enden der Leiter 3, 4, 5 und 6 einerseits zwischen den hinlaufenden
Leiter 3 des ersten Leitungspaars 11 und des rücklaufenden Leiter 5 des zweiten Leitungspaars
12 eine Kapazität C35 und andererseits zwischen den rücklaufenden Leiter 6 des ersten
Leitungspaars und den hinlaufenden Leiter 4 des zweiten Leitungspaars 12 eine Kapazität
C46 geschaltet ist.
[0015] Weiterhin ist beim erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder gemäß Fig. 1 zwischen
dem ersten Leitungspaar 11 und dem dritten Leitungspaar 13 eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut, dass vor der Überkreuzung 16 der Leiter 1, 2 des dritten Leitungspaars
13 zwischen den hinlaufenden Leiter 3 des ersten Leitungspaars 11 und den hinlaufenden
Leiter 2 des dritten Leitungspaars 13 im Bereich der freien Enden derselben eine Kapazität
C23 und nach der Überkreuzung 16 der Leiter 1, 2 des dritten Leitungspaars 13 zwischen
den hinlaufenden Leiter 3 des ersten Leitungspaars 11 und den rücklaufenden Leiter
1 des dritten Leitungspaars 13 eine Kapazität C13 geschaltet ist.
[0016] Ferner ist beim erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder zwischen dem ersten
Leitungspaar und dem vierten Leitungspaar 14 eine Nahnebensprechkompensation derart
aufgebaut, dass vor der Überkreuzung 17 der Leiter 7, 8 des vierten Leitungspaars
14 zwischen den hinlaufenden Leiter 3 des ersten Leitungspaars 11 und den rücklaufenden
Leiter 7 des vierten Leitungspaars 14 im Bereich von freien Enden derselben eine Kapazität
C37 und nach der Überkreuzung 17 der Leiter 7, 8 des vierten Leitungspaars 14 zwischen
den rücklaufenden Leiter 6 des ersten Leitungspaars 11 und den rücklaufenden Leiter
7 des vierten Leitungspaars 14 eine Kapazität C67 geschaltet ist.
[0017] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist demnach zwischen dem ersten Leitungspaar 11
und dem dritten Leitungspaar 13 sowie zwischen dem ersten Leitungspaar 11 und dem
vierten Leitungspaar 14 eine mehrstufige Kompensation für Nahnebensprechen aufgebaut.
Bei den hierzu eingesetzten Kapazitäten C23, C13, C37 und C67 handelt es sich vorzugsweise
um Plattenkondensatoren.
[0018] Ebenso handelt es sich bei den Kapazitäten C35 und C46, die zwischen die Leiter 3
und 5 bzw. 4 und 6 von erstem Leitungspaar 11 und zweiten Leitungspaar 12 geschaltet
sind, jeweils vorzugsweise um Plattenkondensatoren.
[0019] Die Kapazitäten C13 und C67, die nach den Überkreuzungen 16, 17 und demnach im Bereich
der Ausgangsanschlüsse 10 positioniert sind, sind jeweils über eine Stichleitung 18
an die entsprechenden Leiter 1 und 3 bzw. 6 und 7 angeschlossen. Das Anschließen der
Kapazitäten C13 und C67 über die Stichleitungen 18 an die entsprechenden elektrischen
Leiter dient der weiteren Reduzierung von Nahnebensprechen.
[0020] Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des elektrischen Steckverbinders der
Fig. 1, weshalb nachfolgend zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen
gleiche Bezugsziffern verwendet werden und im Zusammenhang mit Fig. 2 nur die Details
beschrieben werden, durch die sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 vom Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 unterscheidet.
[0021] So ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Nahnebensprechkompensation zwischen
dem ersten Leitungspaar 11 und dem zweiten Leitungspaar 12 dadurch weitergebildet,
dass nach der Überkreuzung 15 der elektrischen Leiter 4 und 5 des zweiten Leitungspaars
12 und damit im Bereich der Ausgangsanschlüsse 13 zwischen den hinlaufenden Leiter
3 des ersten Leitungspaars und den hinlaufenden Leiter 4 des zweiten Leitungspaars
eine weitere Kapazität, nämlich die Kapazität CF34, geschaltet ist.
[0022] Ebenso ist zwischen den rücklaufenden Leiter 6 des ersten Leitungspaars 11 und den
rücklaufenden Leiter 5 des zweiten Leitungspaars 12 nach der Überkreuzung 15 der Leiter
4 und 5 des zweiten Leitungspaars 12 und damit im Bereich der Ausgangsanschlüsse 10
zwischen dieselben eine weitere Kapazität, nämlich die Kapazität CF56, geschaltet.
Bei den beiden Kapazitäten CF34 und CF56 handelt es sich jeweils um koppelnde Interdigitalkapazitäten
bzw. sogenannte Fingerkapazitäten. Auch diese Kapazitäten CF34 und CF56 sind jeweils
über eine Stichleitung 18 an die entsprechenden elektrischen Leiter 3 und 5 sowie
4 und 6 von erstem Leitungspaar 11 und zweitem Leitungspaar 12 angeschlossen.
[0023] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 zeigt
Fig. 3, wobei auch für das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 für gleiche Baugruppen gleiche
Bezugsziffern verwendet werden und nur solche Details beschrieben werden, durch die
sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 unterscheidet.
[0024] So ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Nahnebensprechkompensation zwischen
dem ersten Leitungspaar 11 und dem vierten Leitungspaar 14 derart weitergebildet,
dass nach der Überkreuzung 17 der Leiter 7, 8 des vierten Leitungspaars 14 und damit
im Bereich der Ausgangsanschlüsse 10 zwischen den hinlaufenden Leiter 8 des vierten
Leitungspaars 14 und den rücklaufenden Leiter 6 des ersten Leitungspaars 11 eine Kapazität
C68 geschaltet ist, der als Plattenkondensator ausgebildet ist und über eine Stichleitung
18 an die Leiter 6, 8 angeschlossen ist. Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel der
Fig. 3 zur Nahnebensprechkompensation zwischen dem zweiten Leitungspaar 12 und dem
dritten Leitungspaar 13 nach den Überkreuzungspunkten 15 und 16 der Leiter 3, 4 des
zweiten Leitungspaars 12 und der Leiter 1, 2 des dritten Leitungspaars 13 zwischen
den hinlaufenden Leiter 2 des dritten Leitungspaars 13 und den rücklaufenden Leiter
5 des zweiten Leitungspaars 12 eine Kapazität C25 geschaltet, der wiederum als Plattenkondensator
ausgebildet ist und über eine Stichleitung 18 an die Leiter 2, 5 angeschlossen ist.
[0025] Das weitere Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist eine Kombination der Ausführungsbeispiele
Fig. 2 und 3, dasselbe umfasst demnach sowohl die Kapazitäten CF34 und CF56 als auch
die Kapazitäten C25 und C68, jeweils im Bereich der Ausgangsanschlüsse 10.
[0026] Mit allen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 des erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbinders kann jeweils eine gute elektrische Performance für die Kompensation
des Nahnebensprechens zwischen allen vier Leitungspaaren erreicht werden.
[0027] Durch die geringe Anzahl der benötigten Kapazitäten kann ein zuverlässiger und reproduzierbarer
elektrischer Steckverbinder mit stabiler elektrischer Performance bereitgestellt werden.
Durch die einfache Nahnebensprechkompensation kann ein kostengünstiger elektrischer
Steckverbinder bereitgestellt werden.
[0028] Das erfindungsgemäße Prinzip eines elektrischen Steckverbinders kann für beliebige
Geometrien von Kontaktfedern, die Bestandteil des elektrischen Leitungswegs der elektrischen
Leiter sind, eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
[0029]
- 1
- Leiter
- 2
- Leiter
- 3
- Leiter
- 4
- Leiter
- 5
- Leiter
- 6
- Leiter
- 7
- Leiter
- 8
- Leiter
- 9
- Eingangsanschluss
- 10
- Ausgangsanschluss
- 11
- erstes Leitungspaar
- 12
- zweites Leitungspaar
- 13
- drittes Leitungspaar
- 14
- viertes Leitungspaar
- 15
- Überkreuzung
- 16
- Überkreuzung
- 17
- Überkreuzung
- 18
- Stichleitung
1. Elektrischer Steckverbinder, nämlich Datenbuchse zur kontaktierenden Aufnahme mindestens
eines Datensteckers, mit einem Gehäuse und einer im Gehäuse positionierten Verbindungseinrichtung,
wobei die Verbindungseinrichtung mindestens acht im wesentlichen parallel zueinander
verlaufende, elektrische Leiter aufweist, die einen elektrischen Leitungsweg zwischen
Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen der Verbindungseinrichtung bilden, und
wobei die beiden mittleren benachbarten elektrischen Leitern, die ein zweites Leitungspaar
mit einem hinlaufenden und einem rücklaufenden Leiter bilden, und jeweils die beiden
äußeren benachbarten elektrischen Leitern, die ein drittes und ein viertes Leitungspaar
mit einem hinlaufenden und einem rücklaufenden Leiter bilden, zur Minimierung von
Nahnebensprechen zwischen den elektrischen Leitern ohne elektrischen Kontakt zwischen
denselben überkreuzt sind, wohingegen die zwischen den beiden überkreuzten mittleren
benachbarten elektrischen Leitern und den beiden überkreuzten äußeren benachbarten
elektrischen Leitern verlaufenden elektrischen Leiter, die ein erstes Leitungspaar
mit einem hinlaufenden und einem rücklaufenden Leiter bilden, überkreuzungsfrei sind,
dadurch gekennzeichnet, dass:
a) zwischen dem ersten Leitungspaar (11) und dem zweiten Leitungspaar (12) eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut ist, dass zumindest vor der Überkreuzung (15) der Leiter (4, 5) des
zweiten Leitungspaars (12) im Bereich von freien Enden derselben einerseits zwischen
den hinlaufenden Leiter (3) des ersten Leitungspaars (11) und den rücklaufenden Leiter
(5) des zweiten Leitungspaars (12) eine Kapazität (C35) und andererseits zwischen
den rücklaufenden Leiter (6) des ersten Leitungspaars (11) und den hinlaufenden Leiter
(4) des zweiten Leitungspaars (12) eine Kapazität (C46) geschaltet ist;
b) zwischen dem ersten Leitungspaar (11) und dem dritten Leitungspaar (13) eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut ist, dass zumindest vor der Überkreuzung (16) der Leiter (1, 2) des
dritten Leitungspaars (13) zwischen den hinlaufenden Leiter (3) des ersten Leitungspaars
(11) und den hinlaufenden Leiter (2) des dritten Leitungspaars (13) im Bereich von
freien Enden derselben eine Kapazität (C23) und nach der Überkreuzung (16) der Leiter
(1, 2) des dritten Leitungspaars (13) zwischen den hinlaufenden Leiter (3) des ersten
Leitungspaars (11) und den rücklaufenden Leiter (1) des dritten Leitungspaars (13)
eine Kapazität (C13) geschaltet ist;
c) zwischen dem ersten Leitungspaar (11) und dem vierten Leitungspaar (14) eine Nahnebensprechkompensation
derart aufgebaut ist, dass zumindest vor der Überkreuzung (17) der Leiter (7, 8) des
vierten Leitungspaars (14) zwischen den hinlaufenden Leiter (3) des ersten Leitungspaars
(11) und den rücklaufenden Leiter (7) des vierten Leitungspaars (14) im Bereich von
freien Enden derselben eine Kapazität (C37) und nach der Überkreuzung (17) der Leiter
(7, 8) des vierten Leitungspaars (14) zwischen den rücklaufenden Leiter (6) des ersten
Leitungspaars (11) und den rücklaufenden Leiter (7) des vierten Leitungspaars (14)
eine Kapazität (C67) geschaltet ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahnebensprechkompensation zwischen dem ersten Leitungspaar (11) und dem zweiten
Leitungspaar (12) derart weitergebildet ist, dass nach der Überkreuzung (15) der Leiter
(4, 5) des zweiten Leitungspaars (12) zwischen den hinlaufenden Leiter (3) des ersten
Leitungspaars (11) und den hinlaufenden Leiter (4) des zweiten Leitungspaars (12)
eine Kapazität (CF34) sowie zwischen den rücklaufenden Leiter (6) des ersten Leitungspaars
(11) und den rücklaufenden Leiter (5) des zweiten Leitungspaars (12) eine Kapazität
(CF56) geschaltet ist.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nahnebensprechkompensation zwischen dem ersten Leitungspaar (11) und dem vierten
Leitungspaar (14) derart weitergebildet ist, dass nach der Überkreuzung (17) der Leiter
(7, 8) des vierten Leitungspaars (14) zwischen den hinlaufenden Leiter (8) des vierten
Leitungspaars (14) und den rücklaufenden Leiter (6) des ersten Leitungspaars (11)
eine Kapazität (C68) geschaltet ist;
zur Nahnebensprechkompensation zwischen dem zweiten Leitungspaar (12) und dem dritten
Leitungspaar (13) nach den Überkreuzungen (15, 16) der Leiter (3, 4) des zweiten Leitungspaars
(12) und der Leiter (1, 2) des dritten Leitungspaars (13) zwischen den hinlaufenden
Leiter (2) des dritten Leitungspaars (13) und den rücklaufenden Leiter (5) des zweiten
Leitungspaars (12) eine Kapazität (C25) geschaltet ist.
4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach den Überkreuzungen (15, 16, 17) zwischen Leiter geschalteten Kapazitäten
(C13, C67, C25, C68, CF34, CF56) unter Ausbildung von Stichleitungen (18) an die jeweiligen
Leiter angeschlossen sind.
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erste Kapazitäten (C23, C35, C46, C37, C13, C67, C25, C68) als Plattenkondensatoren
und zweite Kapazitäten (CF34, CF56) als koppelnde Interdigitalkapazitäten ausgebildet
sind.