DE69702385T2

DE69702385T2 - Verbindungsverfahren für datatransmissionslinien und steckverbinder

Info

Publication number: DE69702385T2
Application number: DE69702385T
Authority: DE
Inventors: Lucas Soes
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: DE19607534A1; EP0883915A1; CN1212084A; KR19990087293A; WO1997032367A1; DE69702385D1; EP0883915B1; JP2000506303A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung von Datenübertragungsleitungen und auf einen Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
Bedingt durch Schwankungen in den Herstellungsverfahren sind nie zwei Leiter in einer Leitung vollkommen identisch. Bei der Verwendung solcher Leitungen für die Datenübertragung im Mikrowellenbereich führen diese Schwankungen zu sogenannten Laufzeitdifferenzen zwischen den Signalen auf einzelnen Leitern einer Leitung. Je höher die Frequenz und je höher die Datenrate desto grösser ist die Gefahr für Störungen durch fehlerhafte Datenübertragung.
EP 635912 A1 offenbart einen rechtwinkligen Verbinder mit mehreren Anschlusspunkten mit längeren und kürzeren Endteilstücken. Durch das Positionieren eines dielektrischen Teils entlang der kürzeren Endteilstücke wird die Dielektrizitätskonstante soals auch dessen Laufzeit erhöht.
JP 54128246 A schlägt eine Methode vor, zum Regulieren der Verzögerungszeit mittels einer geeigneten Dehnungsvorrichtung zum Ausdehnen einer Laufzeitkette aus einem dehnbaren leitenden Material bestehend, währenddessen die Verzögerungszeit gemessen wird.
In US 5470244 wird eine Anordnung und eine Methode angegeben, um Störungen durch Übersprechen zu verhindern. Hierzu werden innerhalb eines mehrpoligen elektrischen Steckverbinders einzelne Leiterbahnen unterbrochen und in einer zweiten Lage, die über den ersten Leiterbahnen angeordnet ist, werden die unterbrochenen Verbindungen neu angeordnet. Durch Überlagerungen und durch Parallelführungen von bestimmten Leiterpaaren wird eine kapazitive und induktive Kopplung erreicht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungsverfahren für Datenübertragungsleitungen und einen Steckverbinder, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, mit dem Laufzeitdifferenzen verringerbar sind.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.
Es ist von Vorteil, dass die Laufzeitdifferenz zwischen zwei Leitern in kleinen Schritten reduziert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass während dem Verfahren der Herstellung einer Verbindung von Steckverbinder und Datenübertragungsleitung die Laufzeitdifferenz zwischen den Leitern gemessen wird und aus der leitenden Struktur im Steckverbinder einzelne Leiterabschnitte entfernt oder durchtrennt werden können, was zu einer veränderten Laufzeit im Steckverbinder führt.
Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 4. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 5 bis 10.
Es ist von Vorteil, dass der Steckverbinder zusammen mit verschiedenen Datenübertragungsleitungen mit unterschiedlichen Laufzeitfehlern eingesetzt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass im Steckverbinder jeder Leiter mit einem Steckerübergabekontakt, mittels einer im Wesentlichen identischen leitenden Struktur, bestehend aus identischen Leiterabschnitten, verbunden ist. Diese leitende Struktur kann dann derart bearbeitet werden, dass unterschiedliche Laufzeitdifferenzen ausgeglichen werden können.
Es ist weiter von Vorteil, dass der Steckverbinder einfach herzustellen ist. Dies wird dadurch erreicht, dass sowohl die Leiteranschlusskontakte als auch die Steckerübergabekontakte sowie die leitende Struktur aus einem einzigen Stanzteil hergestellt werden können. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die leitende Struktur auf einer gedruckten Schaltungsplatte angeordnet ist, oder aus einem metallisierten Kunststoffträger hergestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines in der Längsachse parallel zur Ebene der leitenden Strukturen aufgeschnittenen Steckverbinders, bevor die Datenübertragungsleitung mit dem Steckverbinder verbunden wurde und bevor die Laufzeitdifferenz zwischen Leitern ausgeglichen wurde; und
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des gleichen Steckverbinders nachdem die Datenübertragungsleitung mit dem Steckverbinder verbunden wurde und nachdem die Laufzeitdifferenz zwischen den Leitern ausgeglichen wurde.
Der Steckverbinder 1 besteht aus einem Gehäuse 2 mit einer Leiteranschlusseite 3 und einer Steckerübergabeseite 5. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Deckelteil 7 und einem dazu passenden Bodenteil 9. Das Gehäuse 2 weist auf der Leiteranschlusseite. 3 zwei Leiteranschlusskontakte 4, 4' auf, die als Schneidklemmverbindung ausgeführt sind. Das Gehäuse 2 weist auf der Steckerübergabeseite 5 zwei Steckerübergabekontakte 8, 8' auf, die als Flachstifte ausgeführt sind. Die Flachstifte sind an einem Ende derart abgewinkelt, dass die Steckerübergabekontakte 8, 8' klemmend in metallisierten Bohrungen einer gedruckten Schaltungsplatte eingebracht werden können. Die Leiterübergabekontakte 4, 4' sind jeweils mittels einer leitenden Struktur 6, 26 mit den Steckerübergabekontakten 8, 8' verbunden. Die leitende Struktur 6, 26 besteht aus mehreren einzelnen Leiterabschnitten 10, die an Kreuzungspunkten 12 mehrfach miteinander verbunden sind. Die leitende Struktur 6, 26 kann auch eine im Wesentlichen dreidimensionale Struktur aufweisen.
In Fig. 1 sind die leitenden Strukturen 6, 26 für beide Leiter 22, 24 identisch ausgeführt. Jede leitende Struktur 6, 26 besteht aus zwei gleich langen Längsleiterabschnitten 16, die für die Verbindung des Leiteranschlusskontaktes 4, 4' mit dem Steckerübergabekontakt 8, 8' einen gleich langen elektrischen Stromweg darstellen. Die Längsleiterabschnitte 16 sind an mehreren Kreuzungspunkten 12 mittels mehreren Querleiterabschnitten 18 verbunden. Die Länge des Weges, den der elektrische Strom zurücklegt, ist innerhalb des Steckverbinders 2 für beide leitenden Strukturen 6, 26 gleich. Fig. 1 stellt den Zustand des Steckverbinders 1 dar, bevor eine Datenübertragungsleitung 20 angeschlossen wurde.
Fig. 2 stellt den Zustand dar, nachdem die Datenübertragungsleitung 20 angeschlossen wurde und nachdem die Laufzeitdifferenz zwischen beiden Leitern 22, 24 gemessen und, soweit möglich, ausgeglichen wurde. Die Datenübertragungsleitung 20 besteht aus zwei Leitern 22, 24. Mindestens ein Ende 30 der Datenübertragungsleitung 20 wird mit einem Steckverbinder 1 verbunden. Die Datenübertragungsleitung 20 und das Gehäuse 2 sind elektromagnetisch abgeschirmt. Beim Ende 30 werden elektromagnetische Abschirmungen von Datenübertragungsleitung 20 und Gehäuse 2 miteinander verbunden.
In Fig. 2 wurden verschiedene Leiterabschnitte aus einer der leitenden Strukturen 6, 26 entfernt. Während die erste leitende Struktur 6 für den ersten Leiter 22 noch identisch ist mit den leitenden Strukturen von Fig. 1, weist die zweite leitende Struktur 26 für den zweiten Leiter 24 eine veränderte Leiterbahn 14 auf.
Weil auf der Seite des zweiten Leiters 24 bei der leitenden Struktur 26 einzelne Leiterabschnitte 10 aus dem Längsleiterabschnitt 16 entfernt wurden, stellt die zweite leitende Struktur 26 auf der Seite des Leiters 24 einen längeren Weg für den elektrischen Strom dar, als die erste leitende Struktur 6 auf der Seite des ersten Leiters 22.
Das Verfahren zur Herstellung einer Verbindung von Datenübertragungsleitungen besteht aus folgenden Verfahrensschritten:
In einem Vorbereitungsschritt wird eine Datenübertragungsleitung 20 mit dem Steckverbinder 1 verbunden. Hierzu werden die Leiter 22, 24 mittels Schneidklemmtechnik an den Leiteranschlusskontakten 4, 4' angeschlagen.
Im nächsten Schritt wird die Laufzeitdifferenz zwischen Signalen auf dem ersten Leiter 22 und dem zweiten Leiter 24 gemessen. Da der Steckverbinder 1 vor der Messung für beide Leiter 22, 24 die gleiche leitende Struktur 6, 26, die gleichen Leiteranschlusskontakte 4, 4' und die gleichen Steckerübergabekontakte 8, 8' aufweist, kann die Laufzeitdifferenz der Datenübertragungsleitung 20 über die Kombination von Leitung 20 und Steckverbinder 1 gemessen werden. Auf diese Art werden etwaige weitere Laufzeitdifferenzen die innerhalb des Steckverbinders 1 auftreten können, in der Laufzeitmessung mitberücksichtigt.
Im nächsten Schritt wird bei dem Leiter 24, bei dem eine kürzere Laufzeit als beim anderen Leiter 22 gemessen wurde, ein einzelner Leiterabschnitt 10 aus einem Längsleiterabschnitt 16 entfernt. Dadurch wird der Weg auf diesem Leiter und somit die Laufzeit verlängert.
Anschliessend wird die Laufzeitdifferenz zwischen dem ersten Leiter 22 und dem zweiten Leiter 24 nochmals gemessen.
Im nächsten Schritt wird zunächst nochmals ein einzelner Leiterabschnitt 10 aus einem Längsleiterabschnitt 16 zwischen zwei Kreuzungspunkten 12 entfernt, und zwar auch auf der Seite des Leiters 24, bei dem im vorhergehenden Schritt die kürzere Laufzeit gemessen wurde.
Anschliessend wird die Laufzeitdifferenz zwischen dem ersten Leiter 22 und dem zweiten Leiter 24 nochmals, wie oben beschrieben, gemessen. Das Resultat bei dieser zweiten Laufzeitmessung wird kleiner sein, als das Resultat bei der ersten Laufzeitmessung.
Die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Messung ist zurückzuführen auf den gerade entfernten Leiterabschnitt 10. Auf jener Seite des Leiters 22, 24 wo der Stromweg durch das Entfernen von Leiterabschnitten 10 verlängert wird, wird die Laufzeit länger, und die Differenz zwischen der Laufzeit des ersten Leiters 22 und der Laufzeit des zweiten Leiters 24 wird kleiner.
Die Verfahrensschritte Messen und Entfernen können mehrmals nacheinander wiederholt werden. Nach jedem Entfernen eines weiteren Leiterabschnittes 10 wird eine kleinere Laufzeitdifferenz gemessen. Wenn die so gemessene Laufzeitdifferenz kleiner ist als die Hälfte der Abnahme zwischen zwei aufeinander folgenden Messungen, wird ein nochmaliges Entfernen eines Leiterabschnittes 10 keine Verbesserung der Laufzeitdifferenz mehr zur Folge haben.
Die Kombination von Datenübertragungsleitung 20 und Steckverbinder 1 ist jetzt bezüglich Laufzeitdifferenz zwischen den einzelnen Leitern 22, 24 optimal angepasst.
Das Entfernen von Leiterabschnitten 10 geschieht durch Herausbrechen, Fräsen. Ätzen oder mittels Laserstrahlbearbeitung.
Sollte das Optimum verfehlt werden, weil auf einer Seite ein Leiterabschnitt 10 zuviel entfernt wurde, so kann auf der gegenüberliegenden Seite bei der noch intakten leitenden Struktur 6 ebenso ein einzelner Leiterabschnitt 10 entfernt werden.
Für die Messung ist eine sehr genaue Apparatur erforderlich, die eine Datenübertragung mit sehr hoher Datenrate simuliert.
Das Deckelteil 7 und das dazu passende Bodenteil 9 des Gehäuses 2 werden mit einem (hier nichtgezeigten) Druckknopfmechanismus klemmend miteinander verbunden.
Beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile wird auch die elektromagnetische Abschirmung des Gehäuses 2 erreicht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung für Datenübertragungsleitungen, das folgende Schritte umfasst:

Verbinden einer Datenübertragungsleitung (20), mit mindestens zwei Leitern (22, 24) an einem Ende (30), mit einem entsprechenden Steckverbinder (1), mit jeweils einem Leiteranschlusskontakt (4, 4'), der mittels einer entsprechenden leitenden Struktur (6, 26) mit einem entsprechenden Steckerübergabekontakt (8, 8') verbunden ist, wobei mindestens eine der leitenden Strukturen derart strukturiert ist, dass sie in der Länge adaptierbar ist; Messen jeder Laufzeitdifferenzen zu einer Eingriffsvorrichtung; und Modifizieren der Länge einer der leitenden Strukturen (6, 26) so dass eine Leiterbahn (14) entsteht, wobei die Laufzeitdifferenzen reduziert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Verbindung von Datenübertragungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Struktur (6, 26) aus mehreren einzelnen Leiterabschnitten (10) aufgebaut ist, welche an Kreuzungspunkten (12) miteinander verbunden sind, und das Modifizieren wird ausgeführt durch Entfernen oder Durchtrennen mindestens einer der Leiterabschnitte (10).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung einer Verbindung von Datenübertragungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verbindens der Leiter mittels Schneidklemmtechniken ausgeführt wird.

4. Steckverbinder für Datenübertragungsleitungen mit mindestens zwei Leitern (22, 24); umfassend: ein Gehäuse (2) mit mindestens zwei Leiteranschlusskontakten (4, 4'), die mit entsprechenden Steckerübergabekontakten (8, 8') verbunden sind mittels entsprechenden leitenden Strukturen (6, 26), dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine leitende Struktur (6, 26) einzelne Leiterabschnitte (10) aufweist, die an Kreuzungspunkten (12) miteinander verbunden sind, und dass durch das Durchtrennen oder Entfernen verschiedener Leiterabschnitte (10) der leitenden Struktur (6, 26) unterschiedliche Leiterbahnen (14) herstellbar sind, die unterschiedliche Längen aufweisen.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Struktur (6, 26) mindestens zwei parallel angeordnete, mit den Leiteranschlusskontakten (4, 4') und Steckerübergabekontakten (8, 8') verbundenen gleich langen Längsleiterabschnitten (16) umfasst, die mittels weiteren Querleiterabschnitten (18) verbunden sind.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranschlusskontakte (4, 4') als Schneidklemmverbindung ausgeführt sind.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerübergabekontakte (8, 8') als Flachstifte ausgeführt sind.

8. Steckerverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerübergabekontakte (8, 8') abgewinkelt ausgeführt sind und klemmend in metallisierten Bohrungen in einer gedruckten Schaltungsplatte einbringbar sind.

9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Struktur (6, 26) als Stanzteil ausgeführt ist.

10. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Struktur (6, 26) auf einer gedruckten Schaltungsplatte ausgeführt ist.

11. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Struktur (6, 26) als eine mit Metall beschichtete Kunststoff Struktur ausgeführt ist.