格子形回路網のＰＣＢを有するプラグ／ジャックシステム
【課題】プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを減少する格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムを提供する。
【解決手段】補償ゾーンおよびクロストークゾーンを有するジャックを提供する。少なくとも１つのゾーンにおいて格子形回路網を用いる。前記格子形回路網は、前記ゾーンにおいてコンダクタとカップリングし、プラグ／ジャックシステムにおけるネットクロストークを減少させる。格子形回路網の周波数応答の傾きは、一次カップリングまたは直列ＬＣ回路カップリングの周波数応答の傾きとは異なる。多様な格子形回路網が提供される。
【解決手段】補償ゾーンおよびクロストークゾーンを有するジャックを提供する。少なくとも１つのゾーンにおいて格子形回路網を用いる。前記格子形回路網は、前記ゾーンにおいてコンダクタとカップリングし、プラグ／ジャックシステムにおけるネットクロストークを減少させる。格子形回路網の周波数応答の傾きは、一次カップリングまたは直列ＬＣ回路カップリングの周波数応答の傾きとは異なる。多様な格子形回路網が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグ／ジャックシステムに関する。より詳しくは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを減少する格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムに関する。
【０００２】
本発明は、２００８年３月１８日に出願した米国特許出願第１２／０５０，５５０号および２００７年３月２０日に出願した米国仮特許出願第６０／８９５，８５３号の優先権を主張する。その双方の全体が参照により、本明細書に組み込まれている。本発明は、２００６年１２月２６日に特許となった"Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｌｕｇ／Ｊａｃｋ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．"と題された米国特許第７，１５３，１６８号の全体を参照により組み込んでいる。
【背景技術】
【０００３】
通信業界において、データ伝送速度の絶え間ない増加に伴い、ジャックおよび／またはプラグにおける密集した平行導線間で容量性カップリングおよび誘導性カップリングに起因するクロストークの問題が増加してきている。クロストークパフォーマンスの改善されたモジュラープラグ／ジャックシステムは、要求の厳しい複数の規格に適合するように設計されている。多くのこれらの改善されたプラグ／ジャックシステムは、米国特許第５，９９７，３５８号に開示されている概念を含んでおり、その全体が本明細書に参照により組み込まれている。特に、最近のプラグ／ジャックシステムは、オフェンディングクロストーク(offending crosstalk)をキャンセルする所定のクロストーク補償の量を導入している。２つまたはそれ以上の補償ゾーンは、前記補償と前記クロストーク間の位相シフトを説明するために使用される。結果として、オフェンディングクロストークの大きさおよび位相は、前記補償によりオフセットされ、全体として等しい大きさであり逆位相となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，１５３，１６８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９９７，３５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近の伝送速度は、米国特許第５，９９７，３５８号において開示されている技術の能力を超過している。したがって、改善された補償技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
多数のゾーンを有するプラグ／ジャックシステムが提供される。これらのゾーンは、接点ゾーンと、補償ゾーンと、クロストークゾーンと、を含む。接点ゾーンでは、プラグのプラグ接点は、ジャックばね接点のプラグ／ジャックインターフェースにおいて、ジャックのジャックばね接点と接続する。前記接点ゾーンは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを提供する。前記補償ゾーンは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを補償する補償信号を提供する。前記ジャックのクロストークゾーンは、付加的な遅延位相クロストークを追加する。ジャックばね接点に接続されているＰＣＢは、前記クロストークゾーンを有する。前記補償ゾーンは、例えば、クロストークゾーンを有する前記ＰＣＢ、前記プラグ／ジャックインターフェースとクロストークゾーンを有する前記ＰＣＢとの間に配置されたＰＣＢ、および／またはジャックばね接点を形成することにより提供されうる。補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける導線は、前記ジャックばね接点に接続されている。少なくとも、補償ゾーンおよびクロストークゾーンの１つは、第１導線対および第２導線対間のカップリングを含み、格子形回路網の形となりうる。前記格子形回路網は、クロストーク回路素子および補償回路素子を具備し、それぞれは異なるカップリング率対周波数を有する。一構成において、前記格子形回路網は、第１導線対の第１導線と第２導線対の第１導線間の直列ＬＣ回路と、および前記第１導線対の第２導線と前記第２導線対の第２導線間の直列ＬＣ回路と、を具備する。前記格子形回路網は、また、前記第１導線対の第１導線と前記第２導線対の第２導線間のシャントキャパシタと、第１導線対の第２導線と前記第２導線対の第１導線間のシャントキャパシタとを具備する。配置された格子形回路網のゾーンにより、前記格子形回路網のカップリング周波数応答の傾きは、一次カップリング(例えば、純粋な容量結合など)のカップリング周波数応答の傾きよりも大きくまたは小さく設計される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一構成は、添付の図面を参照しながら以下に説明される。
【０００８】
【図１Ａ】プラグ／ジャック補償システムの簡略化したブロック図を示している。
【図１Ｂ】プラグ／ジャック補償システムの簡略化したブロック図を示している。
【図２】導線３，４，５，６のみを示した、図１Ａおよび１Ｂの３つのゾーンのプラグおよびジャックシステムの図式モデルを示している。
【図３】（i）、（ii）、（iii）は、それぞれ補償ゾーンにおいて、容量結合のみ、相互誘導結合のみ、格子形回路網を有する回路図式モデルを示している。
【図４】（i）、（ii）、（iii）は、それぞれクロストークゾーンにおいて、容量結合および相互誘導結合、直列ＬＣ回路カップリング、格子形回路網を有する回路図式モデルを示している。
【図５Ａ】クロストークゾーンにおいて動作している回路網の振幅特性のシミュレーションを示している。
【図５Ｂ】クロストークゾーンにおいて動作している回路網の位相シフトのシミュレーションを示している。
【図６Ａ】補償ゾーンにおいて動作している格子形回路網および一次カップリングの振幅特性のシミュレーションを示している。
【図６Ｂ】補償ゾーンにおいて動作している格子形回路網および一次カップリングの位相シフトのシミュレーションを示している。
【図７Ａ】補償ゾーンにおいて一次カップリングが使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図７Ｂ】補償ゾーンにおいて格子形回路網が使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図８Ａ】クロストークゾーンにおいて一次カップリングが使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図８Ｂ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網が使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図９】クロストークゾーンにおける一次カップリングと格子形回路網とを比較しているプラグ／ジャックシステムでの近端クロストークのシミュレーションを示している。
【図１０】補償ゾーンにおける一次カップリングと格子形回路網とを比較しているプラグ／ジャックシステムでの近端クロストークのシミュレーションを示している。
【図１１Ａ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網を有する１０ ＧｂＥ ＲＪ４５ジャックにおける近端クロストークを示している。
【図１１Ｂ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網を有する１０ ＧｂＥ ＲＪ４５ジャックにおける遠端クロストークを示している。
【図１２Ａ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｂ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｃ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｄ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｅ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｆ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１３Ａ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している実施形態を示している。
【図１３Ｂ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している実施形態を示している。
【図１３Ｃ】図１３Ａおよび図１３Ｂにおけるそれぞれの構成における格子形回路網カップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１４Ａ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している他の実施形態を示している。
【図１４Ｂ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している他の実施形態を示している。
【図１４Ｃ】図１４Ａおよび図１４Ｂのそれぞれの構成における格子形回路網カップリング対周波数のシミュレーションを容量結合と比較して示している。
【図１５】補償ゾーンにおいて負極相互インダクタンスを有し、クロストークゾーンにおいて正極相互インダクタンスを有する直列ＬＣ回路を備えるジャックを示している。
【図１６】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１７】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１８】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１９】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図２０】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する並列共振回路を備えたジャックを示している。
【図２１】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する並列共振回路を備えたジャックを示している。
【図２２】それぞれ異なる周波数特性を有するクロストークベクトルおよび補償ベクトルを備える２相(dual)格子形回路網を示している。
【図２３】それぞれ異なる周波数特性を有するクロストークベクトルおよび補償ベクトルを備える２相(dual)格子形回路網を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
通信システムにおけるデータ伝送速度は、とどまることなく高速化されている。この高速化により、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークが増加する。したがって、種々の方法が、前記システムにおいてネット（net）クロストークを減少させるために使用されている。これらの方法の１つは、ジャックに、クロストークを補償する少なくとも１つのプリント基板(ＰＣＢ)を備え、前記システムにおいて近端ネットクロストーク(ＮＥＸＴ：Ｎｅａｒ Ｅｎｄ ＣｒｏｓｓＴａｌｋ)を減少させる。いくつかの実施形態によれば、プラグ／ジャックシステムにおけるネットのＮＥＸＴの減少は、遠端ネットクロストーク(ＦＥＸＴ：Ｆａｒ Ｅｎｄ ＣｒｏｓｓＴａｌｋ)の減少にもつながる。
【００１０】
通信システムで通常使用される１つのタイプの電気コネクタは、ＲＪ４５コネクタである。８線ＲＪ４５プラグ／ジャックシステムの標準ピン配置は、多数の導線対を有する。これらの多数の導線対は、中間対(導線４および５)をまたがるスプリット対（導線３および６)を含む。スプリット対により導かれる信号は、プラグおよびジャック双方の導線の物理的近接に起因して容量的および誘導的に中間対とカップリングしている。プラグ／ジャックインターフェースの近接においてジャックにより導かれる不測のカップリングが、クロストークである。この結合が発生するエリアは、これ以降、接点ゾーンと称する。
【００１１】
前述の結合によるクロストークを補償するために、異なる導線対間の容量性および誘導性カップリングは、意図的に異なるゾーンに、前記プラグ／ジャックシステムの伝送路に沿って導かれる。図１Ａおよび図１Ｂは、プラグ／ジャックシステムの異なる実施形態の断面図を示している。図１Ａおよび１Ｂの双方において、ゾーンＡ(接点ゾーン)のジャックばね接点のプラグ／ジャックインターフェースにおいて、プラグのプラグ接点は、ジャックのジャックばね接点と接続する。前記ジャックばね接点は、前記プラグ／ジャックインターフェースからゾーンＣ(以下、クロストークゾーンと称する)を含んでいるＰＣＢと接続するように延びている。前記ＰＣＢの導電トレース(conductive traces)は、前記ジャックばね接点と前記ＰＣＢに附属した圧接接続(ＩＤＣｓ)間に延びる。図１Ａに示すように、ゾーンＢ(以降、補償ゾーンと称する)は、前記接点ゾーンと前記クロストークゾーンの間に配置されている。前記補償ゾーンは、ＰＣＢを使用して、またはジャックばね接点に附属した個別素子および／またはジャックばね接点の形状を変更することにより実現されうる。少なくともいくつかの実施形態におけるコネクタ内の前記ＰＣＢは、リジッドＰＣＢ、フレキシブルＰＣＢ、またはその２つの組み合わせであってよい。図１Ｂに示すように、前記補償ゾーン(ゾーンＢ')もまた、前記ＩＤＣを有する前記ＰＣＢに配置してもよい。ゾーンＢ'は、クロストークゾーン(ゾーンＣ)が接点ゾーンにあるより、接点ゾーンに電気的に近接している。
【００１２】
上述したように、クロストークは接点ゾーンにおいて意図せずに導かれる。補助クロストーク(supplemental crosstalk)は、クロストークゾーンにおいて意図的に追加される。前記補償ゾーンは、接点ゾーンおよびクロストークゾーンからの組み合わせたクロストークを補償する補償を導く(introduce)。以下においておよび米国特許第７，１５３，１６８号において徹底して説明されるように、クロストークゾーンにおけるクロストークの追加は、ジャック／プラグシステムに遅延位相クロストークを導くことにより、前記ジャックの補償ゾーンに、接点ゾーンにおけるクロストークをよりよく補償させる。図１Ａまたは図１Ｂに示されている実施形態の両方とも使用してよいが、前記補償ゾーンでの補償の有効性は、接点ゾーンにおいて導かれる前記クロストークと補償ゾーンにおいて導かれる前記補償の間の位相遅延の減少のため、前記接点ゾーンへの近接度が増すに従って増加する。
【００１３】
それぞれのゾーンでの前記カップリングは、導線間の回路網としてモデル化される。回路網は、結合された導線対間の回路を含む。それぞれの回路は、１または複数の回路素子を備えている。前記導線は、ジャックばね接点またはＰＣＢ上の導線トレースを含んでもよい。補償ゾーンおよびクロストークゾーンのそれぞれにおける前記容量性カップリングおよび誘導性カップリングは、お互いに平行に走る(run)ＰＣＢトレースまたは前記ジャックばね接点といった分散した要素により、またはジャックばね接点またはトレース間の個々の物理的コンポーネンツにより提供されうる。もし、前記容量性カップリングおよび誘導性カップリングが分散した要素により提供されるならば、前記セクションが分析される最大周波数の波長と比較して小さい限り、特定のセクションにおける前記カップリングは、集中要素(lumped elements)を含む回路としてモデル化されうる。一般に、前記セクションの物理的サイズは、このアプローチで使用する信号の波長の約１／２０よりも小さい。例えば、もし純粋に分散した容量結合または純粋に分散した誘導結合が導線対間に存在する場合には、そのような結合（カップリング）は、前記導線対間へのシングルキャパシタまたはインダクタの使用によりそれぞれモデル化される。前記接点ゾーンは、図２に示すように、多数の一次カップリングとなり、分散した相互誘導結合と導線対間の分散した容量結合の組み合わせを含む。純粋な容量結合などの一次カップリングの大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの周波数依存性を有する。前記集中要素(lumped-element)モデルは、プラグ／ジャックシステムの普通の動作周波数レンジに適切である。したがって、前記前記集中要素モデルが、本明細書で検討される種々の回路の回路素子を説明するために使用される。
【００１４】
図２は、図１Ａおよび図１Ｂの３ゾーンプラグ／ジャックシステム図式モデルを示している。明瞭性のために導線３，４，５，６のみを示す。前記３ゾーンのそれぞれは、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて、回路網を含むブロックで示されている容量性および誘導性回路素子を含む。前記接点ゾーンは、プラグ線および接点からの容量結合および誘導結合（図１Ａの１１２）と、プラグ／ジャックインターフェースから前記ＰＣＢから離れた前記ジャックばね接点の終端まで伸びているジャックばね接点に起因する容量結合（図１Ａの１１４）と、前記プラグ／ジャックインターフェースからＰＣＢへ伸びているジャックばね接点からの容量結合および誘導結合（図１Ａの１１６)と、を有する。これらの要素は、導線３と４間ならびに導線６と５間の容量結合および相互誘導結合として示されている。キャパシタンスおよび相互インダクタンスのそれぞれの量は、２つの結合対（coupled pairs）間で異なりうる。同様のカップリングが、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける導線間で生じうる。
【００１５】
図２の接点ゾーンに示されているカップリングは、一次カップリングである。補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて同様な一次カップリングの使用は、前記クロストークを減少させるいくつかの能力を提供しうるが、そのようなカップリングによるクロストークの減少は限界を有する。クロストークをより減少させる他の回路網を用いうる。特に多数の周波数に依存するカップリングを備えた格子形回路網が、補償カップリングおよびクロストークカップリングを提供するために補償ゾーンおよび／またはクロストークゾーンにおいて使用されうる。
【００１６】
格子形回路網の一実施形態は、２つの導線対のセットと他の２つの導線対のセット間のシャントキャパシタンスとの間に、インダクタンスおよびキャパシタンスを直列に備える(すなわち、直列ＬＣ回路)。この格子形回路網の実施形態は、クロストーク構成における２つの直列ＬＣ回路（１つは導線対３−４間および他は導線対５−６間）および補償構成における２つのシャントキャパシタ（１つは導線対３−５間および他は導線対４−６間)としてモデル化される。前記格子形回路網は、前記補償ゾーンおよび前記クロストークゾーンのどちらかまたは両方において使用してもよい。
【００１７】
格子形回路網を一次カップリングと比較すると : 前記格子形回路網の周波数応答の傾きは、調整可能であり、大きくしても小さくしてもよい。前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに大きく変化する。前記格子形回路網の共振周波数は、望むように設計してよい。
【００１８】
同様に、格子形回路網をクロストーク構成における直列ＬＣ回路のみと比較すると : 前記格子形回路網の周波数応答の傾きは、さらに自由に調整可能である。前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに大きく変化する。前記格子形回路網において使用されている前記インダクタンスは、小さくてもよく、インダクタンスを提供する前記ＰＣＢ上のトレースの物理的なレイアウトの大きさを減少させることを可能とする。格子形回路網の使用は、前記プラグ／ジャックシステムのクロストーク応答の周波数形状(shaping)を改善することを可能とする。
【００１９】
図３および図４は、それぞれ前記補償ゾーンおよび前記クロストークゾーンにおける回路網の種々の実施形態のための、ＳＰＩＣＥ(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)回路モデル結線図を示している。上述のように、一実施形態において、図３および図４におけるそれぞれの回路網は、個々の回路素子として表されるトレース間のカップリングとともに、ＰＣＢ上のトレースにより提供され得る。より詳しくは、図３（i）および図３（ii）は、補償ゾーンにおいて、導線３と５間および導線４と６間にそれぞれ、純粋な容量結合または純粋な相互誘導結合を使用した図面である。これらの結合（カップリング）のそれぞれは、それぞれの対の導線間のキャパシタ(Ｃｃ１とＣｃ２)または相互インダクタ(Ｍｃ１とＭｃ２)のどちらかの１つの要素によりモデル化される。図４（i）は、前記クロストークゾーンにおける導線３と４のカップリングおよび導線５と６をカップリングするキャパシタ(Ｃｘｔ１とＣｘｔ２)および相互インダクタ(Ｍｘｔ１とＭｘｔ２)の組み合わせを図示している。図４（ii）は、前記クロストークゾーンにおける導線３と４間および導線５と６間の直列インダクタ-キャパシタ(ＬＣ)回路を示している。
【００２０】
図４（ii）におけるそれぞれの導線対間の前記直列ＬＣ回路は、導線対３と４間で自己インダクタンスＬｓ１と直列であるキャパシタＣｓ１を有する。同様に、Ｃｓ２は、導線対５と６間でＬｓ２と直列である。直列ＬＣ回路は、共振周波数
【００２１】
【数１】
【００２２】
を有する。共振周波数よりも下の周波数において、前記直列ＬＣ回路により提供されるカップリングは、周波数の関数として増加する。前記共振周波数より上の周波数において、前記直列ＬＣ回路により提供されるカップリングは、周波数の関数として減少する。
【００２３】
図３（iii）および図４（iii）は、それぞれ、前記補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける格子形回路網の実施形態を示している。図示されているように、前記格子形回路網は、シャントキャパシタンスとともに直列ＬＣ回路の対を備える。一直列ＬＣ回路(図３（iii）におけるＬ１１とＣ１１および図４（iii）におけるＬｘ１とＣｘ１)は、導線３と４間のクロストーク構成に接続される。他の直列ＬＣ回路(図３（iii）におけるＬ１２とＣ１２および図４（iii）におけるＬｘ２とＣｘ２)は、導線５と６間のクロストーク構成に接続される。さらに、一シャントキャパシタ(図３（iii）におけるＣ１３および図４（iii）におけるＣｘ３)は、導線３と５間の補償構成（compensation configuration）に接続される。他のシャントキャパシタ(図３（iii）におけるＣ１４および図４（iii）におけるＣｘ４)は、導線４と６間の補償構成に接続される。図３（iii）の一実施形態において、キャパシタＣ１３とＣ１４は、お互いに等しく、かつキャパシタＣ１１とＣ１２より大きいキャパシタンスを有する。前記キャパシタＣ１１とＣ１２もまた共に等しい。図４（iii）の一実施形態において、キャパシタＣｘ３とＣｘ４は、お互いに等しいが、キャパシタＣｘ１とＣｘ２より小さいキャパシタンスを有する。前記キャパシタＣｘ１とＣｘ２もまたお互いに等しい。図４（iii）に示されているように、格子形回路網は、前記クロストークゾーンにおいて実装してもよい。例えば図８Ａに示されているように、前記接点ゾーンベクトルおよび前記クロストークゾーンベクトルが前記補償ゾーンベクトルに対してバランスが取れていない場合である。これは、接点ベクトルおよびクロストークベクトルの大きさが等しくない場合、および／または補償ベクトルと、前記接点ベクトルおよびクロストークベクトル間の位相差が等しくない場合に起こりうる。
【００２４】
直列ＬＣ回路のみキャパシタンスおよびインダクタンスと、前記格子形回路網は、前記直列ＬＣ回路のみと、前記格子形回路網が、直列インダクタの存在により、低周波数（例えば、約１００ＭＨｚ以下）でのカップリングにおいては重要な役割をしないが、高周波数（例えば、約１００ＭＨｚ以上）ではだんだん重要な役割を果たすように設計しうる。一例として、図５Ａおよび図５ＢにＲＪ４５プラグ／ジャックシステムのクロストークゾーンにおける異なる回路網の応答を図示する。より具体的には、図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ一次カップリング(キャパシタンスのみ)と、直列ＬＣ回路(図４（ii）に示すような)と、クロストークゾーンにおける格子形回路網(図４（iii）に示すような)での大きさと位相シフトを比較している。前記一次カップリングおよび前記直列ＬＣ回路のシミュレーションにおいて使用されている前記キャパシタンスは、１ｐＦである。前記格子形回路網のシミュレーションにおいて使用されているそれぞれのクロストークキャパシタンス(すなわち、前記格子形回路網の直列ＬＣ回路における前記キャパシタンス)は、１ｐＦであり、それぞれの補償キャパシタンス(すなわち、前記格子形回路網におけるシャントキャパシタンス)は、２ｐＦである。前記直列ＬＣ回路および前記格子形回路網のシミュレーションにおいてそれぞれのインダクタンスは、２０ｎＨである。得られた前記キャパシタンスとインダクタンス値は、低周波数（約５０ＭＨｚ以下）のためのものである。前記プラグ／ジャックシステムの動作周波数レンジの特性は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて“注目するエリア”と題されたダッシュで囲われるとともに約２００ＭＨｚから約５００ＭＨｚまで広がっている領域に示されている。図５Ａのグラフにおいて、前記一次カップリング応答は、注目するエリアにおいて、およそ２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。前記直列ＬＣ回路では、およそ１．１ＧＨｚにおいて共振する。共振より下において、前記直列ＬＣ回路の応答は、約２５ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。共振より下における前記格子形回路網の応答の傾き（約３０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ）は、前記直列ＬＣ回路の応答の傾きより大きい。
【００２５】
クロストークゾーンにおける前記一次カップリングと、前記直列ＬＣ回路と、前記格子形回路網の位相シフトが周波数の関数として図５Ｂに示されている。前記注目するエリアにおける前記一次カップリングと前記直列ＬＣ回路の位相シフトは、おおよそ同じである。前記格子形回路網の位相シフトは、注目するエリア上の前記一次カップリングまたは前記直列ＬＣ回路の位相シフトのどちらよりも周波数とともに大きく変化する。前記一次カップリングまたは前記直列ＬＣ回路と格子形回路網との比較により示される大きさと位相シフトにおける差は、プラグ／ジャックシステムを補償する場合に利用することができる。これもまた図７および図８のベクトルダイアグラムを使用してさらに詳しく示されるとともに以下で詳細に説明される。
【００２６】
ＲＪ４５プラグ／ジャックシステムの補償ゾーンにおいて動作している回路網の振幅特性および位相シフトは、それぞれ図６Ａおよび図６Ｂに示されている。より具体的には、図６Ａおよび図６Ｂは、格子形回路網(図３（iii）に示されている)および一次(容量性)カップリング(図３（i）に示されている)の振幅特性と位相シフトをそれぞれ例示している。図６Ａおよび図６Ｂにおけるシミュレーションにおいて使用される回路素子の値は、格子形回路網のシミュレーションにおいて使用されるそれぞれのクロストークキャパシタンスが、２ｐＦであり、それぞれの補償キャパシタンスが１ｐＦであることを除き、図５Ａおよび図５Ｂにおいて使用されるそれらと同じである。図６Ａに示されている一次カップリング応答の大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。注目するエリアにおける格子形回路網応答の大きさは、一次カップリングのそれよりも小さく、注目するエリアの低い方の端において約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅから、注目するエリアの高い方の端において約０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ と変化する傾きを有している。図６Ｂにおいて示されるように、前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに注目するエリア上の前記一次カップリングの位相シフトより大きく変化する。前記格子形回路網の大きさおよび位相シフトは、よりよくクロストークを補償するために、一次カップリングまたは直列ＬＣ回路より正確にあわせる(tailored)ことができる。
【００２７】
図７および図８は、３ゾーンプラグ／ジャックシステムのベクトルモデルを示している。前記接点ゾーン、前記補償ゾーン、および前記クロストークゾーンからの補償およびクロストークは、基準面（reference plane）(基準面は通常補償ゾーンの実効中心に位置する)からの位相差により分けられた周波数依存ベクトルのセットのように分析されてもよい。位相差は、カップリングの物理的距離に依存するとともに、信号の伝導する材料にも依存する。前記接点ゾーンは、大きさと位相を有する単一クロストークベクトルの形状に組み合わせ可能な多数のクロストークターム(terms)を含む。接点ゾーンからのクロストークおよびクロストークゾーンからのクロストークの双方は、補償ゾーンからの補償からの位相差を有する。３ゾーンからのベクトルは、周波数依存クロストークを計算するために合計してもよい。
【００２８】
図７および図８のベクトルモデルは、一次カップリングを補償ゾーンおよびクロストークゾーンに実装された格子形回路網とそれぞれ比較する。異なる周波数においてベクトルの相対的な大きさが示されている。これらの図は相対的なベクトルの大きさを示しており、ベクトルの絶対的な大きさは、注目するエリアにおいて周波数とともに増加することに注意が必要である。図７および図８において、低周波数は、約５０ＭＨｚ以下の周波数を示し、中周波数は、約５０ＭＨｚから２００ＭＨｚ間の周波数であり、高周波数は、約２００ＭＨｚ以上の周波数に関する。異なる周波数におけるベクトルの相対的な大きさが示されている。
【００２９】
図７Ａの補償ゾーンにおける一次カップリングの実装が、図７Ｂの補償ゾーンにおける格子形回路網の実装と比較されている。図７Ａおよび図７Ｂのベクトルダイアグラムは、プラグ／ジャックシステムは、バランスしている、すなわち、接点ゾーンからの補償とクロストーク間およびクロストークゾーンからの補償とクロストーク間の位相角差は、同じであり、接点ゾーンにおけるクロストークは、クロストークゾーンにおけるクロストークと同一であると仮定する。前記クロストーク成分は、下向きのベクトル（図７Ａにおける７１０，７１１，７１２，７２０，７２１，７２２および図７Ｂにおける７５０，７５１，７５２，７６０，７６１，７６２）により図７Ａおよび図７Ｂに示されている。クロストークベクトルは、０°の周りで対称であり、図７Ａでは角度φ１、φ２、φ３により、図７Ｂでは角度φ４、φ５、φ６により示されている（前記補償ゾーンは、図７および図８の基準面にとられている)。前記角度は、補償ゾーンと接点およびクロストークゾーン間の位相差を示している。図７Ａにおいて、接点ゾーンにおけるクロストークベクトル７２０，７２１，７２２の相対的な大きさは、それぞれ、Ａｍ１、Ａｍ２、Ａｍ３であり、クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル７１０，７１１，７１２の相対的な大きさは、それぞれＣｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３である。同様に図７Ｂにおいて、接点ゾーン７６０，７６１，７６２におけるクロストークベクトルの相対的な大きさは、それぞれＡｍ４、Ａｍ５、Ａｍ６であり、クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル７５０，７５１，７５２の相対的な大きさは、Ｃｍ４、Ｃｍ５、Ｃｍ６,である。前記クロストークベクトルは、周波数とともに相対的な大きさおよび角度が増加する。したがって、図７Ａでは、φ１＜φ２＜φ３であるとともに（Ａｍ１＝Ｃｍ１）＜（Ａｍ２＝Ｃｍ２）＜（Ａｍ３Ｃｍ３）であり、図７Ｂでは、φ４＜φ５＜φ６であるとともに（Ａｍ４＝Ｃｍ４）＜（Ａｍ５＝Ｃｍ５）＜（Ａｍ６Ｃｍ６）である。
【００３０】
補償ゾーンにおける補償は、プラグ／ジャックシステムのクロストークの補償を提供している。前記補償ゾーンからの補償ベクトル（図７Ａにおける７３０，７３１，７３２および図７Ｂにおける７７０，７７１，７７２）は、クロストークベクトルの合力（resultant）の極性と反対の極性を有する。前記合成ベクトル（図７Ａにおける７４０，７４１，７４２および図７Ｂにおける７８０，７８１，７８２）は、クロストークと補償ベクトルの組み合わせである。したがって、前記合成ベクトルは、補償後のプラグ／ジャックシステムにおけるクロストークの残りを示している。クロストークベクトル対（図７Ａにおける７１０と７２０、７１１と７２１、７１２と７２２および図７Ｂにおける７５０と７６０、７５１と７６１、７５２と７６２）の基準面からのそれぞれの角度は、図７Ａおよび図７Ｂにおいて示されている周波数レンジ上の特定の周波数において同じである。それぞれの周波数におけるクロストークゾーンおよび接点ゾーンからのクロストークベクトル、すなわち、７１０と７２０、７１１と７２１、７１２と７２２、７５０と７６０、７５１と７６１、７５２と７６２のサインφ成分(すなわち図７Ａおよび図７Ｂにおける水平成分)は、お互いにキャンセルし、コサインφ成分(すなわち、図７Ａおよび図７Ｂにおける垂直成分)のみが残る。したがって、合成ベクトルは、補償ベクトルの上に重なる(すなわち、図７Ａにおいて、７４０は７３０の上に重なり、７４１は７３１の上に重なり、７４２は７３２の上に重なり、図７Ｂにおいて、７８０は７７０の上に重なり、７８１は７７１の上に重なり、７８２は７７２の上に重なる)。図７Ａにおいて、補償ベクトルおよびクロストークベクトルの大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数とともに個々に増加する。前記補償ベクトルは、ロストークゾーンおよび接点ゾーンからのクロストークベクトルの組み合わせたコサインφ成分よりも増加するため、これは、合成ベクトルが相対的に周波数とともに急速に増加する原因となる。したがって、格子形回路網を使用せずに、前記プラグ／ジャックシステムのクロストークは、周波数の増加とともに大きく増加する。
【００３１】
図７Ｂのベクトルダイアグラムは、補償ゾーンにおいて格子形回路網を使用するプラグ／ジャックシステムの例示である。図７Ｂにおけるベクトルは、図７Ａのそれらと同様である。しかし、図７Ｂに示されているプラグ／ジャックシステムにおいて、前記補償ベクトル７７０，７７１，７７２は、２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ以下のレートで周波数とともに増加する。すなわち、個々のクロストークベクトル７５０，７５１，７６０，７６１，７５２，７６２のそれ以下である。補償ベクトル７７０，７７１，７７２の増加は、個々のクロストークベクトル７５０と７６０，７５１と７６１，７５２と７６２の合成されたコサインφ成分における増加に、より適合する。前記合成ベクトルは、依然として位相シフトを有しないが、周波数とともに図７Ａのジャックよりも少なく増加する。
【００３２】
クロストークゾーンにおいて一次カップリングが実施されているＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムでの異なる周波数における簡易ベクトルモデルが、図８Ａに示されており、クロストークゾーンにおいて格子形回路網が実施されているベクトルモデルが、図８Ｂに示されている。図７Ａおよび図７Ｂのベクトルダイアグラムと異なり、図８Ａおよび図８Ｂのベクトルダイアグラムは、プラグ／ジャックシステムは、バランスしていないものと仮定する。接点ゾーンからの補償およびクロストーク間の位相角差と、クロストークゾーンからの補償およびクロストーク間の位相角差は、同じではない。図８Ａの角度（θ）により示されるように、補償からのクロストークゾーンクロストークの位相シフトは、補償からの接点ゾーンクロストークの位相シフトより小さい（すなわち、θ１＞θ２、θ３＞θ４、θ５＞θ６）。図８Ａにおいて接点ゾーンにおけるクロストークもクロストークゾーンにおけるクロストークも同一の大きさではない。接点ゾーンにおけるクロストークの大きさは、クロストークゾーンにおけるクロストークの大きさより大きい（すなわち、Ａｎ１＞Ｃｎ１、Ａｎ２＞Ｃｎ２、Ａｎ３＞Ｃｎ３）。
【００３３】
図８Ａにおいて、図７Ａと同様に、個々のクロストークベクトル８１０，８１１，８１２，８２０，８２１，８２２の大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数とともに増加する（すなわち、Ａｎ３＞Ａｎ２＞Ａｎ１およびＣｎ３＞Ｃｎ２＞Ｃｎ１）。補償ベクトル８３０，８３１，８３２の大きさもまた約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数に対応して増加する。不均衡状態のため、合成ベクトル８４０，８４１，８４２は、補償ベクトル８３０，８３１，８３２の上に重ならない。したがって、前記合成ベクトル８４０，８４１，８４２は、クロストークベクトル８１０と８２０，８１１と８２１、８１２と８２２の位相不一致が増加するため、周波数の増加とともに大きさおよび位相遅延が増加する。
【００３４】
図８Ｂに示されているように、クロストークゾーンにおいて格子形回路網を使用することは、合成ベクトルの相対的な大きさを減少させる。図８Ａとは異なり、図８Ｂのプラグ／ジャックシステムは、効果的にバランスされている。つまり、接点ゾーンに導かれた(introduced)クロストークベクトル８６０，８６１，８６２およびクロストークゾーンに導かれたクロストークベクトル８５０，８５１，８５２は、補償ゾーンに関しては同じ相対的な大きさおよび位相差を有する(すなわち、Ａｎ４＝Ｃｎ４、Ａｎ５＝Ｃｎ５、Ａｎ６＝Ｃｎ６)ということである。図８Ｂに示されているように、周波数が増加するとともに、格子形回路網によるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル８５０，８５１，８５２の相対的な大きさは、図８Ａに示す一次カップリングによるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル８１０，８１１，８１２の相対的な大きさよりも大きいレートで増加する。クロストークゾーンに格子形回路網が実施されているプラグ／ジャックシステムにおける合成ベクトル８８０，８８２，８８２の相対的な大きさは、したがって周波数とともに、クロストークゾーンに一次カップリングが実施されているプラグ／ジャックシステムより少なく増加する。
【００３５】
図９において、クロストークゾーンに実施された一次カップリングと格子形回路網のＳＰＩＣＥシミュレーションが、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ(ANSI/TIA/EIA-568B.2-1規格)と比較されている。シミュレーションにおいて、およそ１００ＭＨｚ以下では、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ほぼ同じである。およそ１００ＭＨｚから２２０ＭＨｚの間は、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりわずかに大きい。およそ２５０ＭＨｚから１ＧＨｚの間は、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを有するプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりかなり小さい。特に、格子形回路網９１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴ間の差は、５００ＭＨｚ付近で１５−２０ｄＢ増加する。格子形回路網９１０および一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴの両方とも、４００ＭＨｚ以下の周波数でのＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０以下である。４００ＭＨｚ以上では、一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０を超えるが、格子形回路網９１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０の下にとどまる。プラグ／ジャックシステムの通常の使用レンジにおいて、ＲＪ４５ジャックのバンド幅およびＮＥＸＴマージン(プラグ／ジャックシステムにおけるＮＥＸTとＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔの差)の両方とも、クロストークゾーンに格子形回路網を使用することにより、一次カップリングを超えて改善される。
【００３６】
補償ゾーンに実装された一次カップリングと格子形回路網のＳＰＩＣＥシミュレーションが、図１０においてＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔと比較されている。図９のシミュレーションと同様に、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、およそ１００ＭＨｚ以下においてほとんど同一である。約１００ＭＨｚから２００ＭＨｚの間では、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴより大きい。約２００ＭＨｚから６００ＭＨｚの間では、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりかなり小さい。特に、格子形回路網１０１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴとの間の差は、約５００ＭＨｚにおいて２３−２４ｄＢ増加する。約４００ＭＨｚ以下の周波数においては、格子形回路網１０１０および一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴの両方とも、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０以下である。４００ＭＨｚ以上では、一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０を超えるが、格子形回路網１０１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０の下にとどまる。上述したように、プラグ／ジャックシステムの通常の使用レンジにおいて、ＲＪ４５ジャックのバンド幅と、ＮＥＸＴマージン(プラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴとＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔの間の差)の両方とも、補償ゾーンに格子形回路網を使用することにより一次カップリングを超えて改善される。
【００３７】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、クロストークゾーンにおいて一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムおよびクロストークゾーンにおいて格子形回路網を使用しているプラグ／ジャックシステムにおけるそれぞれの近端クロストーク(ＮＥＸＴ)および遠端クロストーク(ＦＥＸＴ)の測定値を示している。両方のケースで、ＴＩＡ５６８ｂにより規定された"middle plug"仕様のパフォーマンスレベルを有するＲＪ４５プラグが使用されている。図１１Ａに示すように、約３００ＭＨｚを超える周波数において、格子形回路網１１２０を使用しているジャックのＮＥＸTパフォーマンスは、一次カップリング１１１０を使用しているジャックのＮＥＸＴパフォーマンスよりよい。約４００ＭＨｚの周波数以下においては、格子形回路網１１２０および一次カップリング１１１０を有するジャックのＮＥＸＴパフォーマンスは、１０Ｇ ＮＥＸＴリクワイアメント１１３０より下であるが、約４００ＭＨｚ以上の周波数においては、格子形回路網１１２０を備えているジャックのＮＥＸＴパフォーマンスだけが、１０Ｇ ＮＥＸＴリクワイアメント１１３０より下である。図１１Ｂにおいて、約５００ＭＨｚ以下の周波数においては格子形回路網１１５０を備えているジャックおよび一次カップリング１１４０を備えているジャックのＦＥＸＴパフォーマンスは、１０Ｇ ＦＥＸＴリクワイアメント１１６０(ANSI/TIA/EIA-568B.2-1規格)より下であるが、２ＭＨｚ以上のすべての周波数において、格子形回路網１１５０を備えているジャックのＦＥＸＴパフォーマンスのほうが、一次カップリング１１４０を備えているジャックよりもよい。
【００３８】
上で例示したそれらに加えて、他の回路網構成を使用してもよい。例えば、格子形回路網において自己インダクタンス素子といったインダクタをクロストーク回路素子として使用してもよい(例えば、導線３と４間および導線５と６間)。図１２−図２１は、他の使用しうる回路網を例示している。
【００３９】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、導線対間のカップリングに負極および正極相互インダクタンスの使用を示している。これらの図の違いは、図１２Ａは負極相互インダクタンスおよび図１２Ｂは正極相互インダクタンスとなるように、Ｌ２の接続が反対であるだけである。これらの図において、それぞれの導線対のカップリングは、インダクタと直列のキャパシタを含む。インダクタの相互インダクタンスＭは、相互カップリング定数Ｋとともに変化する。Ｋは、０と１の間で変化する(すなわち、０＜Ｋ＜１)。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、それぞれのキャパシタは、１ｐＦであり、それぞれのインダクタＬｓ１、Ｌｓ２、Ｌｓ３、Ｌｓ４の自己インダクタンスＬｓは、２０ｎＨである。図１２Ａにおけるそれぞれのインダクタのインダクタンスは、Ｌ１＝Ｌ２＝（１−Ｋ）＊Ｌｓとなるように、Ｌ１＝Ｌｓ１＋Ｍ＝Ｌｓ＋ＭおよびＬ２＝Ｌｓ２＋Ｍ＝Ｌｓ＋Ｍのように変化する。ここで、
【００４０】
【数２】
【００４１】
である。したがって、Ｋ＝０，Ｍ＝０およびＬ１＝Ｌ２＝２０ｎＨの場合である。Ｋが１に近づくと、Ｍは−Ｌｓに近づき、それぞれのインダクタ（Ｌｓ＋Ｍ）のインダクタンスは０になる。したがって、Ｋが１に近づくと、それぞれの導線対間の直列ＬＣ回路の応答は、理想的な容量結合のみのそれに近づく。同様に、図１２Ｂにおけるインダクタは、Ｍ＝Ｋ＊ＬｓおよびＬ３＝Ｌ４＝（１＋Ｋ）＊Ｌｓのように変化する。したがって、Ｋが１に近づくと、ＭはＬｓに近づき、Ｌ３＝Ｌ４＝２Ｌｓとなる。
【００４２】
図１２Ｃ−図１２Ｆは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した回路を使用したカップリングのシミュレーションである。より具体的には、図１２Ｃは、図１２Ａの構成のシミュレーションであるが、図１２Ｄは、図１２Ｃのおよそ２００ＭＨｚから５００ＭＨｚの間の注目するエリアを拡大したものである。同様に、図１２Ｅは、図１２Ｂの構成のシミュレーションであり、図１２Ｆは、図１２Ｅにおける注目するエリアを拡大したものである。図１２Ｃおよび図１２Ｄに例示されるように、カップリングは、注目するエリア内ではすべての周波数において、負極相互インダクタンスの量が増加するにつれて減少する。図１２Ｅおよび図１２Ｆに例示されるように、カップリングは、注目するエリア内ではすべての周波数において、正極相互インダクタンスの量が増加するにつれて増加する。
【００４３】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、格子形回路網において負極および正極相互インダクタンスの使用を示している。図１３Ａの格子形回路網は、負極相互インダクタンスを有しており、図１３Ｂの格子形回路網は、正極相互インダクタンスを示している。図１２Ａおよび図１２Ｂの直列ＬＣ回路のように、格子形回路網の直列ＬＣ回路におけるそれぞれのインダクタの自己インダクタンスは、２０ｎＨである。それぞれの直列ＬＣ回路におけるキャパシタンスは、１ｐＦであり、それぞれのシャントキャパシタは、２ｐＦのキャパシタンスを有する。図１３Ｃは、負極相互インダクタンス（図１３Ａ）または正極相互インダクタンス（図１３Ｂ）を使用している格子形回路網におけるカップリングを示しているシミュレーションである。図１３Ｃに示しているように、２００−５００ＭＨｚの周波数レンジにおいて正極相互インダクタンスの使用は、負極相互インダクタンスを使用するよりも、カップリングの量を大きく減少させる。
【００４４】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、負極および正極相互インダクタンスをそれぞれ有している格子形回路網を示している。図１３Ａおよび図１３Ｂの直列ＬＣ回路におけるのと同じように、格子形回路網の直列ＬＣ回路におけるそれぞれのインダクタの自己インダクタンスは、２０ｎＨである。しかし、図１３Ａおよび図１３Ｂの構成とは異なり、それぞれの直列ＬＣ回路のキャパシタンスは、２ｐＦであり、それぞれのシャントキャパシタは、１ｐＦのキャパシタンスを有する。図１４Ｃは、負極相互インダクタンス（図１４Ａ）または正極相互インダクタンス（図１４Ｂ）を使用している格子形回路網におけるカップリングを示しているシミュレーションである。図１４Ｃに示すように、正極相互インダクタンスの使用は、２００−５００ＭＨｚの周波数レンジにおけるカップリングの量を、負極相互インダクタンスを使用するよりもおおきく増加させる。図１３および図１４のカップリングの量の差は、図間における直列ＬＣ回路キャパシタンスとシャントキャパシタンスの相対的な差の結果である。
【００４５】
図１５−図２３は、負極または正極相互インダクタンスを使用する種々のマルチゾーン構成を示している。相互インダクタンスは、補償およびクロストークゾーンの１つまたは双方に実装してもよい。もし相互インダクタンスが、補償およびクロストークゾーンの双方に使用された場合には、相互インダクタンスは、双方のゾーンにおける負極または正極か、１つのゾーンにおける負極および他のゾーンにおける正極のどちらかでありうる。図１５−図１９は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンに直列ＬＣ回路が使用されている３ゾーンジャックの実施形態の例示である。図２０および図２１は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにパラレル共振回路が使用されている３ゾーンジャックの実施形態の例示である。それぞれのパラレル共振回路は、インダクタおよびキャパシタの並列組み合わせを含んでいる。直列ＬＣ回路構成を備えた場合のように、パラレル共振回路は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンの１つまたは双方でありえうるとともに、自己インダクタンスだけをしようしてもよいし、または、相互インダクタンスを含んでもよい。図２０および図２１の実施形態におけるそれぞれのパラレル共振回路におけるインダクタは、相互インダクタンスを含む。それぞれの導線対間のカップリングは、ブロッキングキャパシタに直列に接続されているパラレル共振回路を含む。通常、パラレル共振回路と直列ＬＣ回路の組み合わせは、ジャックの異なるゾーンにおいて使用してもよいし、または、同一のゾーンにおいて使用してもよい。図２２および図２３は、相互インダクタンスを備えている二重格子形回路網の例示である。図７および図８に示すとともに上述したように、それぞれの格子形回路網は、格子形回路網の構成と格子形回路網における個々の素子の値に従って、ベクトル(補償またはクロストーク)を提供する。前記二重格子形回路網は、二重格子形回路網ベクトルを提供する。前記二重格子形回路網ベクトルの相対的な大きさは、注目するエリアにおける格子形回路網ベクトルの相対的な大きさと反対の方向に周波数とともに変化する。したがって、例えば、もし特定の格子形回路網が、注目するエリアにおいて周波数の増加とともに相対的な大きさが増加するクロストークベクトルを提供する場合には、特定の二重格子形回路網は、相対的な大きさが周波数の増加とともに減少する二重クロストークベクトルを提供する。
【００４６】
補償ゾーンおよび／またはクロストークゾーンにおいて格子形回路網の使用は、ジャックのクロストークパフォーマンスを向上可能にする。それぞれの格子形回路網は、１つまたは複数の直列ＬＣ回路および／または１つまたは複数のパラレル共振回路を含んでよい。格子形回路網のインダクタは、自己インダクタンスおよび／または相互インダクタンスを含んでもよい。前記格子形回路網は、ＰＣＢ上のトレースや、別々の要素を使用することでおよび／またはジャックばね接点の形状により提供されうる。格子形回路網を有するＰＣＢの材料特性は、高い透磁率の材料またはＰＣＢにおける周波数依存性の材料を通じて改善されうる。それぞれの格子形回路網における回路は、種々のクロストークおよび補償構成により処理されうるとともに、前記回路における回路素子の値は、所望のジャック特性が提供されるように選択してよい。
【符号の説明】
【００４７】
３，４，５，６ 導線
７１０，７１１，７１２ クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル
７２０，７２１，７２２ 接点ゾーンにおけるクロストークベクトル
７３０，７３１，７３２ 補償ゾーンにおける補償ベクトル
８１０，８１１，８１２ 一次カップリングによるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル
８５０，８５１，８５２ 格子形回路網によるクロストークゾーンに導かれたクロストークベクトル
８６０，８６１，８６２ 接点ゾーンに導かれたクロストークベクトル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグ／ジャックシステムに関する。より詳しくは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを減少する格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムに関する。
【０００２】
本発明は、２００８年３月１８日に出願した米国特許出願第１２／０５０，５５０号および２００７年３月２０日に出願した米国仮特許出願第６０／８９５，８５３号の優先権を主張する。その双方の全体が参照により、本明細書に組み込まれている。本発明は、２００６年１２月２６日に特許となった"Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｌｕｇ／Ｊａｃｋ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．"と題された米国特許第７，１５３，１６８号の全体を参照により組み込んでいる。
【背景技術】
【０００３】
通信業界において、データ伝送速度の絶え間ない増加に伴い、ジャックおよび／またはプラグにおける密集した平行導線間で容量性カップリングおよび誘導性カップリングに起因するクロストークの問題が増加してきている。クロストークパフォーマンスの改善されたモジュラープラグ／ジャックシステムは、要求の厳しい複数の規格に適合するように設計されている。多くのこれらの改善されたプラグ／ジャックシステムは、米国特許第５，９９７，３５８号に開示されている概念を含んでおり、その全体が本明細書に参照により組み込まれている。特に、最近のプラグ／ジャックシステムは、オフェンディングクロストーク(offending crosstalk)をキャンセルする所定のクロストーク補償の量を導入している。２つまたはそれ以上の補償ゾーンは、前記補償と前記クロストーク間の位相シフトを説明するために使用される。結果として、オフェンディングクロストークの大きさおよび位相は、前記補償によりオフセットされ、全体として等しい大きさであり逆位相となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，１５３，１６８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９９７，３５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近の伝送速度は、米国特許第５，９９７，３５８号において開示されている技術の能力を超過している。したがって、改善された補償技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
多数のゾーンを有するプラグ／ジャックシステムが提供される。これらのゾーンは、接点ゾーンと、補償ゾーンと、クロストークゾーンと、を含む。接点ゾーンでは、プラグのプラグ接点は、ジャックばね接点のプラグ／ジャックインターフェースにおいて、ジャックのジャックばね接点と接続する。前記接点ゾーンは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを提供する。前記補償ゾーンは、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークを補償する補償信号を提供する。前記ジャックのクロストークゾーンは、付加的な遅延位相クロストークを追加する。ジャックばね接点に接続されているＰＣＢは、前記クロストークゾーンを有する。前記補償ゾーンは、例えば、クロストークゾーンを有する前記ＰＣＢ、前記プラグ／ジャックインターフェースとクロストークゾーンを有する前記ＰＣＢとの間に配置されたＰＣＢ、および／またはジャックばね接点を形成することにより提供されうる。補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける導線は、前記ジャックばね接点に接続されている。少なくとも、補償ゾーンおよびクロストークゾーンの１つは、第１導線対および第２導線対間のカップリングを含み、格子形回路網の形となりうる。前記格子形回路網は、クロストーク回路素子および補償回路素子を具備し、それぞれは異なるカップリング率対周波数を有する。一構成において、前記格子形回路網は、第１導線対の第１導線と第２導線対の第１導線間の直列ＬＣ回路と、および前記第１導線対の第２導線と前記第２導線対の第２導線間の直列ＬＣ回路と、を具備する。前記格子形回路網は、また、前記第１導線対の第１導線と前記第２導線対の第２導線間のシャントキャパシタと、第１導線対の第２導線と前記第２導線対の第１導線間のシャントキャパシタとを具備する。配置された格子形回路網のゾーンにより、前記格子形回路網のカップリング周波数応答の傾きは、一次カップリング(例えば、純粋な容量結合など)のカップリング周波数応答の傾きよりも大きくまたは小さく設計される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一構成は、添付の図面を参照しながら以下に説明される。
【０００８】
【図１Ａ】プラグ／ジャック補償システムの簡略化したブロック図を示している。
【図１Ｂ】プラグ／ジャック補償システムの簡略化したブロック図を示している。
【図２】導線３，４，５，６のみを示した、図１Ａおよび１Ｂの３つのゾーンのプラグおよびジャックシステムの図式モデルを示している。
【図３】（i）、（ii）、（iii）は、それぞれ補償ゾーンにおいて、容量結合のみ、相互誘導結合のみ、格子形回路網を有する回路図式モデルを示している。
【図４】（i）、（ii）、（iii）は、それぞれクロストークゾーンにおいて、容量結合および相互誘導結合、直列ＬＣ回路カップリング、格子形回路網を有する回路図式モデルを示している。
【図５Ａ】クロストークゾーンにおいて動作している回路網の振幅特性のシミュレーションを示している。
【図５Ｂ】クロストークゾーンにおいて動作している回路網の位相シフトのシミュレーションを示している。
【図６Ａ】補償ゾーンにおいて動作している格子形回路網および一次カップリングの振幅特性のシミュレーションを示している。
【図６Ｂ】補償ゾーンにおいて動作している格子形回路網および一次カップリングの位相シフトのシミュレーションを示している。
【図７Ａ】補償ゾーンにおいて一次カップリングが使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図７Ｂ】補償ゾーンにおいて格子形回路網が使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図８Ａ】クロストークゾーンにおいて一次カップリングが使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図８Ｂ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網が使用される場合の種々の周波数におけるＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムの簡略化したベクトルモデルを示している。
【図９】クロストークゾーンにおける一次カップリングと格子形回路網とを比較しているプラグ／ジャックシステムでの近端クロストークのシミュレーションを示している。
【図１０】補償ゾーンにおける一次カップリングと格子形回路網とを比較しているプラグ／ジャックシステムでの近端クロストークのシミュレーションを示している。
【図１１Ａ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網を有する１０ ＧｂＥ ＲＪ４５ジャックにおける近端クロストークを示している。
【図１１Ｂ】クロストークゾーンにおいて格子形回路網を有する１０ ＧｂＥ ＲＪ４５ジャックにおける遠端クロストークを示している。
【図１２Ａ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｂ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｃ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｄ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｅ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１２Ｆ】導線対間の正極および負極相互インダクタンスと、それぞれの構成におけるカップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１３Ａ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している実施形態を示している。
【図１３Ｂ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している実施形態を示している。
【図１３Ｃ】図１３Ａおよび図１３Ｂにおけるそれぞれの構成における格子形回路網カップリング対周波数のシミュレーションを示している。
【図１４Ａ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している他の実施形態を示している。
【図１４Ｂ】格子形回路網において正極および負極相互インダクタンスを使用している他の実施形態を示している。
【図１４Ｃ】図１４Ａおよび図１４Ｂのそれぞれの構成における格子形回路網カップリング対周波数のシミュレーションを容量結合と比較して示している。
【図１５】補償ゾーンにおいて負極相互インダクタンスを有し、クロストークゾーンにおいて正極相互インダクタンスを有する直列ＬＣ回路を備えるジャックを示している。
【図１６】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１７】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１８】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図１９】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する格子形回路網を備えた種々のジャック構成を示している。
【図２０】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する並列共振回路を備えたジャックを示している。
【図２１】補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて負極または正極相互インダクタンスを有する並列共振回路を備えたジャックを示している。
【図２２】それぞれ異なる周波数特性を有するクロストークベクトルおよび補償ベクトルを備える２相(dual)格子形回路網を示している。
【図２３】それぞれ異なる周波数特性を有するクロストークベクトルおよび補償ベクトルを備える２相(dual)格子形回路網を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
通信システムにおけるデータ伝送速度は、とどまることなく高速化されている。この高速化により、プラグ／ジャックシステムにおけるクロストークが増加する。したがって、種々の方法が、前記システムにおいてネット（net）クロストークを減少させるために使用されている。これらの方法の１つは、ジャックに、クロストークを補償する少なくとも１つのプリント基板(ＰＣＢ)を備え、前記システムにおいて近端ネットクロストーク(ＮＥＸＴ：Ｎｅａｒ Ｅｎｄ ＣｒｏｓｓＴａｌｋ)を減少させる。いくつかの実施形態によれば、プラグ／ジャックシステムにおけるネットのＮＥＸＴの減少は、遠端ネットクロストーク(ＦＥＸＴ：Ｆａｒ Ｅｎｄ ＣｒｏｓｓＴａｌｋ)の減少にもつながる。
【００１０】
通信システムで通常使用される１つのタイプの電気コネクタは、ＲＪ４５コネクタである。８線ＲＪ４５プラグ／ジャックシステムの標準ピン配置は、多数の導線対を有する。これらの多数の導線対は、中間対(導線４および５)をまたがるスプリット対（導線３および６)を含む。スプリット対により導かれる信号は、プラグおよびジャック双方の導線の物理的近接に起因して容量的および誘導的に中間対とカップリングしている。プラグ／ジャックインターフェースの近接においてジャックにより導かれる不測のカップリングが、クロストークである。この結合が発生するエリアは、これ以降、接点ゾーンと称する。
【００１１】
前述の結合によるクロストークを補償するために、異なる導線対間の容量性および誘導性カップリングは、意図的に異なるゾーンに、前記プラグ／ジャックシステムの伝送路に沿って導かれる。図１Ａおよび図１Ｂは、プラグ／ジャックシステムの異なる実施形態の断面図を示している。図１Ａおよび１Ｂの双方において、ゾーンＡ(接点ゾーン)のジャックばね接点のプラグ／ジャックインターフェースにおいて、プラグのプラグ接点は、ジャックのジャックばね接点と接続する。前記ジャックばね接点は、前記プラグ／ジャックインターフェースからゾーンＣ(以下、クロストークゾーンと称する)を含んでいるＰＣＢと接続するように延びている。前記ＰＣＢの導電トレース(conductive traces)は、前記ジャックばね接点と前記ＰＣＢに附属した圧接接続(ＩＤＣｓ)間に延びる。図１Ａに示すように、ゾーンＢ(以降、補償ゾーンと称する)は、前記接点ゾーンと前記クロストークゾーンの間に配置されている。前記補償ゾーンは、ＰＣＢを使用して、またはジャックばね接点に附属した個別素子および／またはジャックばね接点の形状を変更することにより実現されうる。少なくともいくつかの実施形態におけるコネクタ内の前記ＰＣＢは、リジッドＰＣＢ、フレキシブルＰＣＢ、またはその２つの組み合わせであってよい。図１Ｂに示すように、前記補償ゾーン(ゾーンＢ')もまた、前記ＩＤＣを有する前記ＰＣＢに配置してもよい。ゾーンＢ'は、クロストークゾーン(ゾーンＣ)が接点ゾーンにあるより、接点ゾーンに電気的に近接している。
【００１２】
上述したように、クロストークは接点ゾーンにおいて意図せずに導かれる。補助クロストーク(supplemental crosstalk)は、クロストークゾーンにおいて意図的に追加される。前記補償ゾーンは、接点ゾーンおよびクロストークゾーンからの組み合わせたクロストークを補償する補償を導く(introduce)。以下においておよび米国特許第７，１５３，１６８号において徹底して説明されるように、クロストークゾーンにおけるクロストークの追加は、ジャック／プラグシステムに遅延位相クロストークを導くことにより、前記ジャックの補償ゾーンに、接点ゾーンにおけるクロストークをよりよく補償させる。図１Ａまたは図１Ｂに示されている実施形態の両方とも使用してよいが、前記補償ゾーンでの補償の有効性は、接点ゾーンにおいて導かれる前記クロストークと補償ゾーンにおいて導かれる前記補償の間の位相遅延の減少のため、前記接点ゾーンへの近接度が増すに従って増加する。
【００１３】
それぞれのゾーンでの前記カップリングは、導線間の回路網としてモデル化される。回路網は、結合された導線対間の回路を含む。それぞれの回路は、１または複数の回路素子を備えている。前記導線は、ジャックばね接点またはＰＣＢ上の導線トレースを含んでもよい。補償ゾーンおよびクロストークゾーンのそれぞれにおける前記容量性カップリングおよび誘導性カップリングは、お互いに平行に走る(run)ＰＣＢトレースまたは前記ジャックばね接点といった分散した要素により、またはジャックばね接点またはトレース間の個々の物理的コンポーネンツにより提供されうる。もし、前記容量性カップリングおよび誘導性カップリングが分散した要素により提供されるならば、前記セクションが分析される最大周波数の波長と比較して小さい限り、特定のセクションにおける前記カップリングは、集中要素(lumped elements)を含む回路としてモデル化されうる。一般に、前記セクションの物理的サイズは、このアプローチで使用する信号の波長の約１／２０よりも小さい。例えば、もし純粋に分散した容量結合または純粋に分散した誘導結合が導線対間に存在する場合には、そのような結合（カップリング）は、前記導線対間へのシングルキャパシタまたはインダクタの使用によりそれぞれモデル化される。前記接点ゾーンは、図２に示すように、多数の一次カップリングとなり、分散した相互誘導結合と導線対間の分散した容量結合の組み合わせを含む。純粋な容量結合などの一次カップリングの大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの周波数依存性を有する。前記集中要素(lumped-element)モデルは、プラグ／ジャックシステムの普通の動作周波数レンジに適切である。したがって、前記前記集中要素モデルが、本明細書で検討される種々の回路の回路素子を説明するために使用される。
【００１４】
図２は、図１Ａおよび図１Ｂの３ゾーンプラグ／ジャックシステム図式モデルを示している。明瞭性のために導線３，４，５，６のみを示す。前記３ゾーンのそれぞれは、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて、回路網を含むブロックで示されている容量性および誘導性回路素子を含む。前記接点ゾーンは、プラグ線および接点からの容量結合および誘導結合（図１Ａの１１２）と、プラグ／ジャックインターフェースから前記ＰＣＢから離れた前記ジャックばね接点の終端まで伸びているジャックばね接点に起因する容量結合（図１Ａの１１４）と、前記プラグ／ジャックインターフェースからＰＣＢへ伸びているジャックばね接点からの容量結合および誘導結合（図１Ａの１１６)と、を有する。これらの要素は、導線３と４間ならびに導線６と５間の容量結合および相互誘導結合として示されている。キャパシタンスおよび相互インダクタンスのそれぞれの量は、２つの結合対（coupled pairs）間で異なりうる。同様のカップリングが、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける導線間で生じうる。
【００１５】
図２の接点ゾーンに示されているカップリングは、一次カップリングである。補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおいて同様な一次カップリングの使用は、前記クロストークを減少させるいくつかの能力を提供しうるが、そのようなカップリングによるクロストークの減少は限界を有する。クロストークをより減少させる他の回路網を用いうる。特に多数の周波数に依存するカップリングを備えた格子形回路網が、補償カップリングおよびクロストークカップリングを提供するために補償ゾーンおよび／またはクロストークゾーンにおいて使用されうる。
【００１６】
格子形回路網の一実施形態は、２つの導線対のセットと他の２つの導線対のセット間のシャントキャパシタンスとの間に、インダクタンスおよびキャパシタンスを直列に備える(すなわち、直列ＬＣ回路)。この格子形回路網の実施形態は、クロストーク構成における２つの直列ＬＣ回路（１つは導線対３−４間および他は導線対５−６間）および補償構成における２つのシャントキャパシタ（１つは導線対３−５間および他は導線対４−６間)としてモデル化される。前記格子形回路網は、前記補償ゾーンおよび前記クロストークゾーンのどちらかまたは両方において使用してもよい。
【００１７】
格子形回路網を一次カップリングと比較すると : 前記格子形回路網の周波数応答の傾きは、調整可能であり、大きくしても小さくしてもよい。前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに大きく変化する。前記格子形回路網の共振周波数は、望むように設計してよい。
【００１８】
同様に、格子形回路網をクロストーク構成における直列ＬＣ回路のみと比較すると : 前記格子形回路網の周波数応答の傾きは、さらに自由に調整可能である。前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに大きく変化する。前記格子形回路網において使用されている前記インダクタンスは、小さくてもよく、インダクタンスを提供する前記ＰＣＢ上のトレースの物理的なレイアウトの大きさを減少させることを可能とする。格子形回路網の使用は、前記プラグ／ジャックシステムのクロストーク応答の周波数形状(shaping)を改善することを可能とする。
【００１９】
図３および図４は、それぞれ前記補償ゾーンおよび前記クロストークゾーンにおける回路網の種々の実施形態のための、ＳＰＩＣＥ(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)回路モデル結線図を示している。上述のように、一実施形態において、図３および図４におけるそれぞれの回路網は、個々の回路素子として表されるトレース間のカップリングとともに、ＰＣＢ上のトレースにより提供され得る。より詳しくは、図３（i）および図３（ii）は、補償ゾーンにおいて、導線３と５間および導線４と６間にそれぞれ、純粋な容量結合または純粋な相互誘導結合を使用した図面である。これらの結合（カップリング）のそれぞれは、それぞれの対の導線間のキャパシタ(Ｃｃ１とＣｃ２)または相互インダクタ(Ｍｃ１とＭｃ２)のどちらかの１つの要素によりモデル化される。図４（i）は、前記クロストークゾーンにおける導線３と４のカップリングおよび導線５と６をカップリングするキャパシタ(Ｃｘｔ１とＣｘｔ２)および相互インダクタ(Ｍｘｔ１とＭｘｔ２)の組み合わせを図示している。図４（ii）は、前記クロストークゾーンにおける導線３と４間および導線５と６間の直列インダクタ-キャパシタ(ＬＣ)回路を示している。
【００２０】
図４（ii）におけるそれぞれの導線対間の前記直列ＬＣ回路は、導線対３と４間で自己インダクタンスＬｓ１と直列であるキャパシタＣｓ１を有する。同様に、Ｃｓ２は、導線対５と６間でＬｓ２と直列である。直列ＬＣ回路は、共振周波数
【００２１】
【数１】
【００２２】
を有する。共振周波数よりも下の周波数において、前記直列ＬＣ回路により提供されるカップリングは、周波数の関数として増加する。前記共振周波数より上の周波数において、前記直列ＬＣ回路により提供されるカップリングは、周波数の関数として減少する。
【００２３】
図３（iii）および図４（iii）は、それぞれ、前記補償ゾーンおよびクロストークゾーンにおける格子形回路網の実施形態を示している。図示されているように、前記格子形回路網は、シャントキャパシタンスとともに直列ＬＣ回路の対を備える。一直列ＬＣ回路(図３（iii）におけるＬ１１とＣ１１および図４（iii）におけるＬｘ１とＣｘ１)は、導線３と４間のクロストーク構成に接続される。他の直列ＬＣ回路(図３（iii）におけるＬ１２とＣ１２および図４（iii）におけるＬｘ２とＣｘ２)は、導線５と６間のクロストーク構成に接続される。さらに、一シャントキャパシタ(図３（iii）におけるＣ１３および図４（iii）におけるＣｘ３)は、導線３と５間の補償構成（compensation configuration）に接続される。他のシャントキャパシタ(図３（iii）におけるＣ１４および図４（iii）におけるＣｘ４)は、導線４と６間の補償構成に接続される。図３（iii）の一実施形態において、キャパシタＣ１３とＣ１４は、お互いに等しく、かつキャパシタＣ１１とＣ１２より大きいキャパシタンスを有する。前記キャパシタＣ１１とＣ１２もまた共に等しい。図４（iii）の一実施形態において、キャパシタＣｘ３とＣｘ４は、お互いに等しいが、キャパシタＣｘ１とＣｘ２より小さいキャパシタンスを有する。前記キャパシタＣｘ１とＣｘ２もまたお互いに等しい。図４（iii）に示されているように、格子形回路網は、前記クロストークゾーンにおいて実装してもよい。例えば図８Ａに示されているように、前記接点ゾーンベクトルおよび前記クロストークゾーンベクトルが前記補償ゾーンベクトルに対してバランスが取れていない場合である。これは、接点ベクトルおよびクロストークベクトルの大きさが等しくない場合、および／または補償ベクトルと、前記接点ベクトルおよびクロストークベクトル間の位相差が等しくない場合に起こりうる。
【００２４】
直列ＬＣ回路のみキャパシタンスおよびインダクタンスと、前記格子形回路網は、前記直列ＬＣ回路のみと、前記格子形回路網が、直列インダクタの存在により、低周波数（例えば、約１００ＭＨｚ以下）でのカップリングにおいては重要な役割をしないが、高周波数（例えば、約１００ＭＨｚ以上）ではだんだん重要な役割を果たすように設計しうる。一例として、図５Ａおよび図５ＢにＲＪ４５プラグ／ジャックシステムのクロストークゾーンにおける異なる回路網の応答を図示する。より具体的には、図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ一次カップリング(キャパシタンスのみ)と、直列ＬＣ回路(図４（ii）に示すような)と、クロストークゾーンにおける格子形回路網(図４（iii）に示すような)での大きさと位相シフトを比較している。前記一次カップリングおよび前記直列ＬＣ回路のシミュレーションにおいて使用されている前記キャパシタンスは、１ｐＦである。前記格子形回路網のシミュレーションにおいて使用されているそれぞれのクロストークキャパシタンス(すなわち、前記格子形回路網の直列ＬＣ回路における前記キャパシタンス)は、１ｐＦであり、それぞれの補償キャパシタンス(すなわち、前記格子形回路網におけるシャントキャパシタンス)は、２ｐＦである。前記直列ＬＣ回路および前記格子形回路網のシミュレーションにおいてそれぞれのインダクタンスは、２０ｎＨである。得られた前記キャパシタンスとインダクタンス値は、低周波数（約５０ＭＨｚ以下）のためのものである。前記プラグ／ジャックシステムの動作周波数レンジの特性は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて“注目するエリア”と題されたダッシュで囲われるとともに約２００ＭＨｚから約５００ＭＨｚまで広がっている領域に示されている。図５Ａのグラフにおいて、前記一次カップリング応答は、注目するエリアにおいて、およそ２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。前記直列ＬＣ回路では、およそ１．１ＧＨｚにおいて共振する。共振より下において、前記直列ＬＣ回路の応答は、約２５ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。共振より下における前記格子形回路網の応答の傾き（約３０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ）は、前記直列ＬＣ回路の応答の傾きより大きい。
【００２５】
クロストークゾーンにおける前記一次カップリングと、前記直列ＬＣ回路と、前記格子形回路網の位相シフトが周波数の関数として図５Ｂに示されている。前記注目するエリアにおける前記一次カップリングと前記直列ＬＣ回路の位相シフトは、おおよそ同じである。前記格子形回路網の位相シフトは、注目するエリア上の前記一次カップリングまたは前記直列ＬＣ回路の位相シフトのどちらよりも周波数とともに大きく変化する。前記一次カップリングまたは前記直列ＬＣ回路と格子形回路網との比較により示される大きさと位相シフトにおける差は、プラグ／ジャックシステムを補償する場合に利用することができる。これもまた図７および図８のベクトルダイアグラムを使用してさらに詳しく示されるとともに以下で詳細に説明される。
【００２６】
ＲＪ４５プラグ／ジャックシステムの補償ゾーンにおいて動作している回路網の振幅特性および位相シフトは、それぞれ図６Ａおよび図６Ｂに示されている。より具体的には、図６Ａおよび図６Ｂは、格子形回路網(図３（iii）に示されている)および一次(容量性)カップリング(図３（i）に示されている)の振幅特性と位相シフトをそれぞれ例示している。図６Ａおよび図６Ｂにおけるシミュレーションにおいて使用される回路素子の値は、格子形回路網のシミュレーションにおいて使用されるそれぞれのクロストークキャパシタンスが、２ｐＦであり、それぞれの補償キャパシタンスが１ｐＦであることを除き、図５Ａおよび図５Ｂにおいて使用されるそれらと同じである。図６Ａに示されている一次カップリング応答の大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅの傾きを有している。注目するエリアにおける格子形回路網応答の大きさは、一次カップリングのそれよりも小さく、注目するエリアの低い方の端において約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅから、注目するエリアの高い方の端において約０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ と変化する傾きを有している。図６Ｂにおいて示されるように、前記格子形回路網の位相シフトは、周波数とともに注目するエリア上の前記一次カップリングの位相シフトより大きく変化する。前記格子形回路網の大きさおよび位相シフトは、よりよくクロストークを補償するために、一次カップリングまたは直列ＬＣ回路より正確にあわせる(tailored)ことができる。
【００２７】
図７および図８は、３ゾーンプラグ／ジャックシステムのベクトルモデルを示している。前記接点ゾーン、前記補償ゾーン、および前記クロストークゾーンからの補償およびクロストークは、基準面（reference plane）(基準面は通常補償ゾーンの実効中心に位置する)からの位相差により分けられた周波数依存ベクトルのセットのように分析されてもよい。位相差は、カップリングの物理的距離に依存するとともに、信号の伝導する材料にも依存する。前記接点ゾーンは、大きさと位相を有する単一クロストークベクトルの形状に組み合わせ可能な多数のクロストークターム(terms)を含む。接点ゾーンからのクロストークおよびクロストークゾーンからのクロストークの双方は、補償ゾーンからの補償からの位相差を有する。３ゾーンからのベクトルは、周波数依存クロストークを計算するために合計してもよい。
【００２８】
図７および図８のベクトルモデルは、一次カップリングを補償ゾーンおよびクロストークゾーンに実装された格子形回路網とそれぞれ比較する。異なる周波数においてベクトルの相対的な大きさが示されている。これらの図は相対的なベクトルの大きさを示しており、ベクトルの絶対的な大きさは、注目するエリアにおいて周波数とともに増加することに注意が必要である。図７および図８において、低周波数は、約５０ＭＨｚ以下の周波数を示し、中周波数は、約５０ＭＨｚから２００ＭＨｚ間の周波数であり、高周波数は、約２００ＭＨｚ以上の周波数に関する。異なる周波数におけるベクトルの相対的な大きさが示されている。
【００２９】
図７Ａの補償ゾーンにおける一次カップリングの実装が、図７Ｂの補償ゾーンにおける格子形回路網の実装と比較されている。図７Ａおよび図７Ｂのベクトルダイアグラムは、プラグ／ジャックシステムは、バランスしている、すなわち、接点ゾーンからの補償とクロストーク間およびクロストークゾーンからの補償とクロストーク間の位相角差は、同じであり、接点ゾーンにおけるクロストークは、クロストークゾーンにおけるクロストークと同一であると仮定する。前記クロストーク成分は、下向きのベクトル（図７Ａにおける７１０，７１１，７１２，７２０，７２１，７２２および図７Ｂにおける７５０，７５１，７５２，７６０，７６１，７６２）により図７Ａおよび図７Ｂに示されている。クロストークベクトルは、０°の周りで対称であり、図７Ａでは角度φ１、φ２、φ３により、図７Ｂでは角度φ４、φ５、φ６により示されている（前記補償ゾーンは、図７および図８の基準面にとられている)。前記角度は、補償ゾーンと接点およびクロストークゾーン間の位相差を示している。図７Ａにおいて、接点ゾーンにおけるクロストークベクトル７２０，７２１，７２２の相対的な大きさは、それぞれ、Ａｍ１、Ａｍ２、Ａｍ３であり、クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル７１０，７１１，７１２の相対的な大きさは、それぞれＣｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３である。同様に図７Ｂにおいて、接点ゾーン７６０，７６１，７６２におけるクロストークベクトルの相対的な大きさは、それぞれＡｍ４、Ａｍ５、Ａｍ６であり、クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル７５０，７５１，７５２の相対的な大きさは、Ｃｍ４、Ｃｍ５、Ｃｍ６,である。前記クロストークベクトルは、周波数とともに相対的な大きさおよび角度が増加する。したがって、図７Ａでは、φ１＜φ２＜φ３であるとともに（Ａｍ１＝Ｃｍ１）＜（Ａｍ２＝Ｃｍ２）＜（Ａｍ３Ｃｍ３）であり、図７Ｂでは、φ４＜φ５＜φ６であるとともに（Ａｍ４＝Ｃｍ４）＜（Ａｍ５＝Ｃｍ５）＜（Ａｍ６Ｃｍ６）である。
【００３０】
補償ゾーンにおける補償は、プラグ／ジャックシステムのクロストークの補償を提供している。前記補償ゾーンからの補償ベクトル（図７Ａにおける７３０，７３１，７３２および図７Ｂにおける７７０，７７１，７７２）は、クロストークベクトルの合力（resultant）の極性と反対の極性を有する。前記合成ベクトル（図７Ａにおける７４０，７４１，７４２および図７Ｂにおける７８０，７８１，７８２）は、クロストークと補償ベクトルの組み合わせである。したがって、前記合成ベクトルは、補償後のプラグ／ジャックシステムにおけるクロストークの残りを示している。クロストークベクトル対（図７Ａにおける７１０と７２０、７１１と７２１、７１２と７２２および図７Ｂにおける７５０と７６０、７５１と７６１、７５２と７６２）の基準面からのそれぞれの角度は、図７Ａおよび図７Ｂにおいて示されている周波数レンジ上の特定の周波数において同じである。それぞれの周波数におけるクロストークゾーンおよび接点ゾーンからのクロストークベクトル、すなわち、７１０と７２０、７１１と７２１、７１２と７２２、７５０と７６０、７５１と７６１、７５２と７６２のサインφ成分(すなわち図７Ａおよび図７Ｂにおける水平成分)は、お互いにキャンセルし、コサインφ成分(すなわち、図７Ａおよび図７Ｂにおける垂直成分)のみが残る。したがって、合成ベクトルは、補償ベクトルの上に重なる(すなわち、図７Ａにおいて、７４０は７３０の上に重なり、７４１は７３１の上に重なり、７４２は７３２の上に重なり、図７Ｂにおいて、７８０は７７０の上に重なり、７８１は７７１の上に重なり、７８２は７７２の上に重なる)。図７Ａにおいて、補償ベクトルおよびクロストークベクトルの大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数とともに個々に増加する。前記補償ベクトルは、ロストークゾーンおよび接点ゾーンからのクロストークベクトルの組み合わせたコサインφ成分よりも増加するため、これは、合成ベクトルが相対的に周波数とともに急速に増加する原因となる。したがって、格子形回路網を使用せずに、前記プラグ／ジャックシステムのクロストークは、周波数の増加とともに大きく増加する。
【００３１】
図７Ｂのベクトルダイアグラムは、補償ゾーンにおいて格子形回路網を使用するプラグ／ジャックシステムの例示である。図７Ｂにおけるベクトルは、図７Ａのそれらと同様である。しかし、図７Ｂに示されているプラグ／ジャックシステムにおいて、前記補償ベクトル７７０，７７１，７７２は、２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅ以下のレートで周波数とともに増加する。すなわち、個々のクロストークベクトル７５０，７５１，７６０，７６１，７５２，７６２のそれ以下である。補償ベクトル７７０，７７１，７７２の増加は、個々のクロストークベクトル７５０と７６０，７５１と７６１，７５２と７６２の合成されたコサインφ成分における増加に、より適合する。前記合成ベクトルは、依然として位相シフトを有しないが、周波数とともに図７Ａのジャックよりも少なく増加する。
【００３２】
クロストークゾーンにおいて一次カップリングが実施されているＲＪ４５プラグおよびジャック３ゾーンシステムでの異なる周波数における簡易ベクトルモデルが、図８Ａに示されており、クロストークゾーンにおいて格子形回路網が実施されているベクトルモデルが、図８Ｂに示されている。図７Ａおよび図７Ｂのベクトルダイアグラムと異なり、図８Ａおよび図８Ｂのベクトルダイアグラムは、プラグ／ジャックシステムは、バランスしていないものと仮定する。接点ゾーンからの補償およびクロストーク間の位相角差と、クロストークゾーンからの補償およびクロストーク間の位相角差は、同じではない。図８Ａの角度（θ）により示されるように、補償からのクロストークゾーンクロストークの位相シフトは、補償からの接点ゾーンクロストークの位相シフトより小さい（すなわち、θ１＞θ２、θ３＞θ４、θ５＞θ６）。図８Ａにおいて接点ゾーンにおけるクロストークもクロストークゾーンにおけるクロストークも同一の大きさではない。接点ゾーンにおけるクロストークの大きさは、クロストークゾーンにおけるクロストークの大きさより大きい（すなわち、Ａｎ１＞Ｃｎ１、Ａｎ２＞Ｃｎ２、Ａｎ３＞Ｃｎ３）。
【００３３】
図８Ａにおいて、図７Ａと同様に、個々のクロストークベクトル８１０，８１１，８１２，８２０，８２１，８２２の大きさは、約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数とともに増加する（すなわち、Ａｎ３＞Ａｎ２＞Ａｎ１およびＣｎ３＞Ｃｎ２＞Ｃｎ１）。補償ベクトル８３０，８３１，８３２の大きさもまた約２０ｄＢ ｐｅｒ ｄｅｃａｄｅのレートで周波数に対応して増加する。不均衡状態のため、合成ベクトル８４０，８４１，８４２は、補償ベクトル８３０，８３１，８３２の上に重ならない。したがって、前記合成ベクトル８４０，８４１，８４２は、クロストークベクトル８１０と８２０，８１１と８２１、８１２と８２２の位相不一致が増加するため、周波数の増加とともに大きさおよび位相遅延が増加する。
【００３４】
図８Ｂに示されているように、クロストークゾーンにおいて格子形回路網を使用することは、合成ベクトルの相対的な大きさを減少させる。図８Ａとは異なり、図８Ｂのプラグ／ジャックシステムは、効果的にバランスされている。つまり、接点ゾーンに導かれた(introduced)クロストークベクトル８６０，８６１，８６２およびクロストークゾーンに導かれたクロストークベクトル８５０，８５１，８５２は、補償ゾーンに関しては同じ相対的な大きさおよび位相差を有する(すなわち、Ａｎ４＝Ｃｎ４、Ａｎ５＝Ｃｎ５、Ａｎ６＝Ｃｎ６)ということである。図８Ｂに示されているように、周波数が増加するとともに、格子形回路網によるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル８５０，８５１，８５２の相対的な大きさは、図８Ａに示す一次カップリングによるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル８１０，８１１，８１２の相対的な大きさよりも大きいレートで増加する。クロストークゾーンに格子形回路網が実施されているプラグ／ジャックシステムにおける合成ベクトル８８０，８８２，８８２の相対的な大きさは、したがって周波数とともに、クロストークゾーンに一次カップリングが実施されているプラグ／ジャックシステムより少なく増加する。
【００３５】
図９において、クロストークゾーンに実施された一次カップリングと格子形回路網のＳＰＩＣＥシミュレーションが、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ(ANSI/TIA/EIA-568B.2-1規格)と比較されている。シミュレーションにおいて、およそ１００ＭＨｚ以下では、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ほぼ同じである。およそ１００ＭＨｚから２２０ＭＨｚの間は、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりわずかに大きい。およそ２５０ＭＨｚから１ＧＨｚの間は、クロストークゾーン９１０に格子形回路網を備えるプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、クロストークゾーン９２０に一次カップリングを有するプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりかなり小さい。特に、格子形回路網９１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴ間の差は、５００ＭＨｚ付近で１５−２０ｄＢ増加する。格子形回路網９１０および一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴの両方とも、４００ＭＨｚ以下の周波数でのＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０以下である。４００ＭＨｚ以上では、一次カップリング９２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０を超えるが、格子形回路網９１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ９３０の下にとどまる。プラグ／ジャックシステムの通常の使用レンジにおいて、ＲＪ４５ジャックのバンド幅およびＮＥＸＴマージン(プラグ／ジャックシステムにおけるＮＥＸTとＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔの差)の両方とも、クロストークゾーンに格子形回路網を使用することにより、一次カップリングを超えて改善される。
【００３６】
補償ゾーンに実装された一次カップリングと格子形回路網のＳＰＩＣＥシミュレーションが、図１０においてＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔと比較されている。図９のシミュレーションと同様に、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、およそ１００ＭＨｚ以下においてほとんど同一である。約１００ＭＨｚから２００ＭＨｚの間では、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴより大きい。約２００ＭＨｚから６００ＭＨｚの間では、補償ゾーン１０１０に格子形回路網を備えているプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、補償ゾーン１０２０に一次カップリングを備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴよりかなり小さい。特に、格子形回路網１０１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴと一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴとの間の差は、約５００ＭＨｚにおいて２３−２４ｄＢ増加する。約４００ＭＨｚ以下の周波数においては、格子形回路網１０１０および一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴの両方とも、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０以下である。４００ＭＨｚ以上では、一次カップリング１０２０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０を超えるが、格子形回路網１０１０を備えたプラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴは、ＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔ１０３０の下にとどまる。上述したように、プラグ／ジャックシステムの通常の使用レンジにおいて、ＲＪ４５ジャックのバンド幅と、ＮＥＸＴマージン(プラグ／ジャックシステムのＮＥＸＴとＮＥＸＴ-Ｌｉｍｉｔの間の差)の両方とも、補償ゾーンに格子形回路網を使用することにより一次カップリングを超えて改善される。
【００３７】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、クロストークゾーンにおいて一次カップリングを備えているプラグ／ジャックシステムおよびクロストークゾーンにおいて格子形回路網を使用しているプラグ／ジャックシステムにおけるそれぞれの近端クロストーク(ＮＥＸＴ)および遠端クロストーク(ＦＥＸＴ)の測定値を示している。両方のケースで、ＴＩＡ５６８ｂにより規定された"middle plug"仕様のパフォーマンスレベルを有するＲＪ４５プラグが使用されている。図１１Ａに示すように、約３００ＭＨｚを超える周波数において、格子形回路網１１２０を使用しているジャックのＮＥＸTパフォーマンスは、一次カップリング１１１０を使用しているジャックのＮＥＸＴパフォーマンスよりよい。約４００ＭＨｚの周波数以下においては、格子形回路網１１２０および一次カップリング１１１０を有するジャックのＮＥＸＴパフォーマンスは、１０Ｇ ＮＥＸＴリクワイアメント１１３０より下であるが、約４００ＭＨｚ以上の周波数においては、格子形回路網１１２０を備えているジャックのＮＥＸＴパフォーマンスだけが、１０Ｇ ＮＥＸＴリクワイアメント１１３０より下である。図１１Ｂにおいて、約５００ＭＨｚ以下の周波数においては格子形回路網１１５０を備えているジャックおよび一次カップリング１１４０を備えているジャックのＦＥＸＴパフォーマンスは、１０Ｇ ＦＥＸＴリクワイアメント１１６０(ANSI/TIA/EIA-568B.2-1規格)より下であるが、２ＭＨｚ以上のすべての周波数において、格子形回路網１１５０を備えているジャックのＦＥＸＴパフォーマンスのほうが、一次カップリング１１４０を備えているジャックよりもよい。
【００３８】
上で例示したそれらに加えて、他の回路網構成を使用してもよい。例えば、格子形回路網において自己インダクタンス素子といったインダクタをクロストーク回路素子として使用してもよい(例えば、導線３と４間および導線５と６間)。図１２−図２１は、他の使用しうる回路網を例示している。
【００３９】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、導線対間のカップリングに負極および正極相互インダクタンスの使用を示している。これらの図の違いは、図１２Ａは負極相互インダクタンスおよび図１２Ｂは正極相互インダクタンスとなるように、Ｌ２の接続が反対であるだけである。これらの図において、それぞれの導線対のカップリングは、インダクタと直列のキャパシタを含む。インダクタの相互インダクタンスＭは、相互カップリング定数Ｋとともに変化する。Ｋは、０と１の間で変化する(すなわち、０＜Ｋ＜１)。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、それぞれのキャパシタは、１ｐＦであり、それぞれのインダクタＬｓ１、Ｌｓ２、Ｌｓ３、Ｌｓ４の自己インダクタンスＬｓは、２０ｎＨである。図１２Ａにおけるそれぞれのインダクタのインダクタンスは、Ｌ１＝Ｌ２＝（１−Ｋ）＊Ｌｓとなるように、Ｌ１＝Ｌｓ１＋Ｍ＝Ｌｓ＋ＭおよびＬ２＝Ｌｓ２＋Ｍ＝Ｌｓ＋Ｍのように変化する。ここで、
【００４０】
【数２】
【００４１】
である。したがって、Ｋ＝０，Ｍ＝０およびＬ１＝Ｌ２＝２０ｎＨの場合である。Ｋが１に近づくと、Ｍは−Ｌｓに近づき、それぞれのインダクタ（Ｌｓ＋Ｍ）のインダクタンスは０になる。したがって、Ｋが１に近づくと、それぞれの導線対間の直列ＬＣ回路の応答は、理想的な容量結合のみのそれに近づく。同様に、図１２Ｂにおけるインダクタは、Ｍ＝Ｋ＊ＬｓおよびＬ３＝Ｌ４＝（１＋Ｋ）＊Ｌｓのように変化する。したがって、Ｋが１に近づくと、ＭはＬｓに近づき、Ｌ３＝Ｌ４＝２Ｌｓとなる。
【００４２】
図１２Ｃ−図１２Ｆは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した回路を使用したカップリングのシミュレーションである。より具体的には、図１２Ｃは、図１２Ａの構成のシミュレーションであるが、図１２Ｄは、図１２Ｃのおよそ２００ＭＨｚから５００ＭＨｚの間の注目するエリアを拡大したものである。同様に、図１２Ｅは、図１２Ｂの構成のシミュレーションであり、図１２Ｆは、図１２Ｅにおける注目するエリアを拡大したものである。図１２Ｃおよび図１２Ｄに例示されるように、カップリングは、注目するエリア内ではすべての周波数において、負極相互インダクタンスの量が増加するにつれて減少する。図１２Ｅおよび図１２Ｆに例示されるように、カップリングは、注目するエリア内ではすべての周波数において、正極相互インダクタンスの量が増加するにつれて増加する。
【００４３】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、格子形回路網において負極および正極相互インダクタンスの使用を示している。図１３Ａの格子形回路網は、負極相互インダクタンスを有しており、図１３Ｂの格子形回路網は、正極相互インダクタンスを示している。図１２Ａおよび図１２Ｂの直列ＬＣ回路のように、格子形回路網の直列ＬＣ回路におけるそれぞれのインダクタの自己インダクタンスは、２０ｎＨである。それぞれの直列ＬＣ回路におけるキャパシタンスは、１ｐＦであり、それぞれのシャントキャパシタは、２ｐＦのキャパシタンスを有する。図１３Ｃは、負極相互インダクタンス（図１３Ａ）または正極相互インダクタンス（図１３Ｂ）を使用している格子形回路網におけるカップリングを示しているシミュレーションである。図１３Ｃに示しているように、２００−５００ＭＨｚの周波数レンジにおいて正極相互インダクタンスの使用は、負極相互インダクタンスを使用するよりも、カップリングの量を大きく減少させる。
【００４４】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、負極および正極相互インダクタンスをそれぞれ有している格子形回路網を示している。図１３Ａおよび図１３Ｂの直列ＬＣ回路におけるのと同じように、格子形回路網の直列ＬＣ回路におけるそれぞれのインダクタの自己インダクタンスは、２０ｎＨである。しかし、図１３Ａおよび図１３Ｂの構成とは異なり、それぞれの直列ＬＣ回路のキャパシタンスは、２ｐＦであり、それぞれのシャントキャパシタは、１ｐＦのキャパシタンスを有する。図１４Ｃは、負極相互インダクタンス（図１４Ａ）または正極相互インダクタンス（図１４Ｂ）を使用している格子形回路網におけるカップリングを示しているシミュレーションである。図１４Ｃに示すように、正極相互インダクタンスの使用は、２００−５００ＭＨｚの周波数レンジにおけるカップリングの量を、負極相互インダクタンスを使用するよりもおおきく増加させる。図１３および図１４のカップリングの量の差は、図間における直列ＬＣ回路キャパシタンスとシャントキャパシタンスの相対的な差の結果である。
【００４５】
図１５−図２３は、負極または正極相互インダクタンスを使用する種々のマルチゾーン構成を示している。相互インダクタンスは、補償およびクロストークゾーンの１つまたは双方に実装してもよい。もし相互インダクタンスが、補償およびクロストークゾーンの双方に使用された場合には、相互インダクタンスは、双方のゾーンにおける負極または正極か、１つのゾーンにおける負極および他のゾーンにおける正極のどちらかでありうる。図１５−図１９は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンに直列ＬＣ回路が使用されている３ゾーンジャックの実施形態の例示である。図２０および図２１は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンにパラレル共振回路が使用されている３ゾーンジャックの実施形態の例示である。それぞれのパラレル共振回路は、インダクタおよびキャパシタの並列組み合わせを含んでいる。直列ＬＣ回路構成を備えた場合のように、パラレル共振回路は、補償ゾーンおよびクロストークゾーンの１つまたは双方でありえうるとともに、自己インダクタンスだけをしようしてもよいし、または、相互インダクタンスを含んでもよい。図２０および図２１の実施形態におけるそれぞれのパラレル共振回路におけるインダクタは、相互インダクタンスを含む。それぞれの導線対間のカップリングは、ブロッキングキャパシタに直列に接続されているパラレル共振回路を含む。通常、パラレル共振回路と直列ＬＣ回路の組み合わせは、ジャックの異なるゾーンにおいて使用してもよいし、または、同一のゾーンにおいて使用してもよい。図２２および図２３は、相互インダクタンスを備えている二重格子形回路網の例示である。図７および図８に示すとともに上述したように、それぞれの格子形回路網は、格子形回路網の構成と格子形回路網における個々の素子の値に従って、ベクトル(補償またはクロストーク)を提供する。前記二重格子形回路網は、二重格子形回路網ベクトルを提供する。前記二重格子形回路網ベクトルの相対的な大きさは、注目するエリアにおける格子形回路網ベクトルの相対的な大きさと反対の方向に周波数とともに変化する。したがって、例えば、もし特定の格子形回路網が、注目するエリアにおいて周波数の増加とともに相対的な大きさが増加するクロストークベクトルを提供する場合には、特定の二重格子形回路網は、相対的な大きさが周波数の増加とともに減少する二重クロストークベクトルを提供する。
【００４６】
補償ゾーンおよび／またはクロストークゾーンにおいて格子形回路網の使用は、ジャックのクロストークパフォーマンスを向上可能にする。それぞれの格子形回路網は、１つまたは複数の直列ＬＣ回路および／または１つまたは複数のパラレル共振回路を含んでよい。格子形回路網のインダクタは、自己インダクタンスおよび／または相互インダクタンスを含んでもよい。前記格子形回路網は、ＰＣＢ上のトレースや、別々の要素を使用することでおよび／またはジャックばね接点の形状により提供されうる。格子形回路網を有するＰＣＢの材料特性は、高い透磁率の材料またはＰＣＢにおける周波数依存性の材料を通じて改善されうる。それぞれの格子形回路網における回路は、種々のクロストークおよび補償構成により処理されうるとともに、前記回路における回路素子の値は、所望のジャック特性が提供されるように選択してよい。
【符号の説明】
【００４７】
３，４，５，６ 導線
７１０，７１１，７１２ クロストークゾーンにおけるクロストークベクトル
７２０，７２１，７２２ 接点ゾーンにおけるクロストークベクトル
７３０，７３１，７３２ 補償ゾーンにおける補償ベクトル
８１０，８１１，８１２ 一次カップリングによるクロストークゾーンにおけるクロストークベクトル
８５０，８５１，８５２ 格子形回路網によるクロストークゾーンに導かれたクロストークベクトル
８６０，８６１，８６２ 接点ゾーンに導かれたクロストークベクトル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおけるプラグ−ジャックコンビネーションでの使用のためのジャックであって、前記ジャックは、
プラグ接点と電気的接続を形成するためのプラグインターフェース接点と、
第１導線対の導線と第２導線対の導線との間の、第１の大きさを有する第１カップリングを提供する第１構造と、前記第１導線対の前記導線と前記第２導線対の他方の導線との間の、第２の大きさを有する第２カップリングを提供する第２構造と、を具備する補償ゾーンと、
第３の大きさを有する第３カップリングを提供する近端クロストークゾーンと、
を具備し、
前記補償ゾーンは、前記ジャックの信号経路における、前記プラグインターフェース接点と、前記近端クロストークゾーンとの間に配置され、
前記第１カップリングと前記第２カップリングは、反対の極性を有し、
前記第１カップリングの極性は、補償を提供し、
前記第２カップリングの極性は、クロストークを提供し、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの比は、周波数によって変化すること特徴とするジャック。
【請求項２】
前記プラグインターフェース接点に接続された少なくとも１つのプリント回路基板をさらに具備し、
前記補償ゾーンと前記近端クロストークゾーンの少なくとも１つは、前記少なくとも１つのプリント回路基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項３】
前記ジャックの通常の動作周波数において、前記第１カップリングおよび前記第２カップリングのうちの一方の大きさは、前記第１補償カップリングおよび前記第２補償カップリングのうちの他方の大きさより大きいことを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項４】
大きい方の大きさ対小さい方の大きさの比率は、前記周波数が増加すると増加することを特徴とする請求項３に記載のジャック。
【請求項５】
前記第１構造と前記第２構造のうちの少なくとも１つは、インダクタおよびキャパシタの組み合わせを具備していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項６】
前記第１の大きさ対前記第２の大きさの比率は、前記周波数が増加すると増加することを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項７】
前記第１構造の機能は、前記第２構造の機能とは独立していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項８】
前記第１構造と前記第２構造は、格子回路網の一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項１】
通信システムにおけるプラグ−ジャックコンビネーションでの使用のためのジャックであって、前記ジャックは、
プラグ接点と電気的接続を形成するためのプラグインターフェース接点と、
第１導線対の導線と第２導線対の導線との間の、第１の大きさを有する第１カップリングを提供する第１構造と、前記第１導線対の前記導線と前記第２導線対の他方の導線との間の、第２の大きさを有する第２カップリングを提供する第２構造と、を具備する補償ゾーンと、
第３の大きさを有する第３カップリングを提供する近端クロストークゾーンと、
を具備し、
前記補償ゾーンは、前記ジャックの信号経路における、前記プラグインターフェース接点と、前記近端クロストークゾーンとの間に配置され、
前記第１カップリングと前記第２カップリングは、反対の極性を有し、
前記第１カップリングの極性は、補償を提供し、
前記第２カップリングの極性は、クロストークを提供し、
前記第１の大きさと前記第２の大きさとの比は、周波数によって変化すること特徴とするジャック。
【請求項２】
前記プラグインターフェース接点に接続された少なくとも１つのプリント回路基板をさらに具備し、
前記補償ゾーンと前記近端クロストークゾーンの少なくとも１つは、前記少なくとも１つのプリント回路基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項３】
前記ジャックの通常の動作周波数において、前記第１カップリングおよび前記第２カップリングのうちの一方の大きさは、前記第１補償カップリングおよび前記第２補償カップリングのうちの他方の大きさより大きいことを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項４】
大きい方の大きさ対小さい方の大きさの比率は、前記周波数が増加すると増加することを特徴とする請求項３に記載のジャック。
【請求項５】
前記第１構造と前記第２構造のうちの少なくとも１つは、インダクタおよびキャパシタの組み合わせを具備していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項６】
前記第１の大きさ対前記第２の大きさの比率は、前記周波数が増加すると増加することを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項７】
前記第１構造の機能は、前記第２構造の機能とは独立していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【請求項８】
前記第１構造と前記第２構造は、格子回路網の一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のジャック。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−１２５０１（Ｐ２０１３−１２５０１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２７７５０（Ｐ２０１２−２２７７５０）
【出願日】平成２４年１０月１５日（２０１２．１０．１５）
【分割の表示】特願２００９−５５４６９５（Ｐ２００９−５５４６９５）の分割
【原出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５０７２０２７３６）パンドウィット・コーポレーション (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１５日（２０１２．１０．１５）
【分割の表示】特願２００９−５５４６９５（Ｐ２００９−５５４６９５）の分割
【原出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５０７２０２７３６）パンドウィット・コーポレーション (70)
【Ｆターム（参考）】
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