WO2004082343A1 - Verfahren zum hf-abstimmen einer elektrischen anordnung sowie eine hierzu geeignete leiterplatte - Google Patents

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Peter Bresche
Ulrich Hetzer
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Definitions

  • the invention relates to a method for HF tuning of an electrical arrangement and a circuit board suitable for this.
  • EP 0 525 703 A1 discloses a plug connection for computer networks in the home, consisting of a plug and a socket part, a device for crosstalk compensation being arranged in the plug connection, with which the crosstalk attenuation between the transmitting and receiving conductor loops can be increased is.
  • a printed circuit board is arranged in the socket part or the plug part of the plug connection between the connections of the plug cable and the connections for cabling, the conductor guides of the transmit and receive conductor loops on the printed circuit board being largely spatially separated.
  • the devices for crosstalk compensation are, for example, discrete components such as capacitors or coils that can be set.
  • a disadvantage of the known plug connection is that the discrete components are relatively expensive and large.
  • an electrical connector comprising a connector housing, a circuit board with two sets of contact elements, the first set of contact elements being arranged on the front of the circuit board and protruding into an opening in the connector housing and the second set of Contact elements is arranged on the back of the circuit board and the contact elements of the second set are designed as insulation displacement contacts, the connector comprising a cable manager which has a through opening and on the front with guides for the insulation displacement contacts Contacting wires is formed, wherein the guides in the area of the insulation displacement contacts are formed with recessed receptacles for the insulation displacement contacts and the cable manager can be latched to the connector housing.
  • the invention is therefore based on the technical problem of a method for matching an HF plug connector, in particular an RJ-45 socket, with at least one printed circuit board, the printed circuit board comprising contact points for HF contacts and contact points for the insulation displacement contacts. a contact point for the HF contacts being connected to a contact point for the insulation displacement contacts, and to provide a circuit board suitable for this purpose, by means of which the HF properties can be set within a narrow tolerance range.
  • At least one first conductor track connected only on one side to a contact point of an electrical contact is arranged on the circuit board, which forms a capacitor with at least one second conductor track arranged on or in the circuit board, at least one frequency-dependent parameter of the arrangement being measured, the frequency-dependent parameter with a target parameter is compared and, depending on the deviation, the conductor track contacted on one side is partially removed or severed.
  • a tunable capacitor can be formed with simple and inexpensive means, by means of which the RF behavior of the arrangement can be tuned.
  • the conductor tracks are preferably connected to the contact points of the RF contacts, since the matching capacities are thus closer to the location of the source of the crosstalk.
  • the counter electrode of the capacitor is preferably also formed by a conductor track connected on one side to a contact point.
  • At least one further second conductor track is arranged in an inner layer of the circuit board and is electrically connected to the conductor track on the circuit board. This represents a parallel connection of capacities, so that the total capacity is added. This allows the formation of a sufficiently large capacity in a relatively small area.
  • At least two independent capacitors formed by conductor tracks are arranged on the circuit board in order to set a symmetrical balance against ground.
  • the frequency-dependent parameter is determined and set on the bare printed circuit board. This is based on the knowledge that, especially in the case of HF connectors, the circuit board itself causes the majority of the HF tolerances. As a rule, these tolerances are geometric tolerances of the layout elements, such as, for example, conductor tracks and tolerances of the dielectric constant of the material of the printed circuit board.
  • the automatic measurement on a bare circuit board is considerably easier than on a printed circuit board or even installed in a housing. The coordination of the overall arrangement can thus be integrated at an early stage in the manufacturing process of the printed circuit board.
  • the feed or measurement is preferably carried out centrally in the pads of the contact points.
  • only a part of the estimated necessary shortening of the conductor track is carried out in a first step.
  • the frequency-dependent parameter is then measured again.
  • the remaining conductor track length still to be removed or separated is then determined. This also reduces the tolerances of the conductor tracks the vote.
  • the shortening of the conductor track can also be divided into more than two steps.
  • the last cut is carried out wider than the first cut. This wider cut minimizes the capacitive influence of the separated part of the conductor track.
  • the near-end crosstalk is determined as a frequency-dependent parameter, which simplifies the tuning, since the parameter to be optimized directly is determined, so that further estimates regarding the influence of the parameter on the near-end crosstalk are omitted, which would be the case, for example, with a pure capacitance measurement ,
  • the conductor track is preferably separated by means of a laser, preferably by means of a short-wave laser with a wavelength of less than 600 nm.
  • the separation of the conductor track by means of a laser can be automated extremely quickly and easily.
  • the conductor track can also be separated or removed mechanically, for example by means of milling or electrically by being burned off by means of an overcurrent.
  • an optical positioning system is assigned to the laser. In this way, a more defined separation of the conductor tracks can be carried out without damaging closely adjacent conductor tracks or without completely separating the conductor track to be separated.
  • FIG. 1 is an exploded view of a connector for the transmission of RF data (prior art)
  • FIG. 2 shows a printed circuit board for use in a connector according to FIG. 1,
  • Fig. 4 eiin a schematic frequency access of the near crosstalk
  • Fig. 5 a family of curves of damping D of the near crosstalk in
  • a connector 1 is shown in an exploded view.
  • the connector 1 comprises a connector housing 2, a printed circuit board 3, a hold-down device 4 and a cable manager 5.
  • the connector housing 2 is designed as a socket housing with various latching and insertion means.
  • the connector housing 2 is formed with a shield plate 6 on the side surfaces.
  • the circuit board 3 is equipped on its front side with a first set of contacts 7 and on its rear side with a second set of insulation displacement contacts 8. One contact 7 of the first set is connected to one contact 8 of the second set.
  • the circuit board 3 is then inserted into the connector housing 2.
  • cylindrical pins 9 of the connector housing 2 penetrate holes in the printed circuit board 3, so that the connector housing 2 and the printed circuit board 3 are adjusted and fixed to one another.
  • the contacts 7 of the first set which are designed as RF contacts, then protrude into an opening accessible from the front side of the connector housing.
  • the hold-down device 4 is then pushed over the contacts 8 of the second set and locked with the connector housing 2.
  • the hold-down device 4 is formed on the front side with locking lugs 10 and has through openings 11 for the insulation displacement contacts 8.
  • the hold-down 4 is formed with two locking hooks 12, which are used for locking with the cable manager 5.
  • the bare circuit board 3 is shown.
  • the printed circuit board 3 comprises eight contact points 21-28 or contact holes for the HF contacts and eight contact points 31-38 for the insulation displacement contacts.
  • the printed circuit board 3 comprises further plated-through holes 40 for connecting printed conductors on the front and rear and inner layers of the printed circuit board, the plated-through holes 40 being shown as small circles.
  • the holes 41 in the circuit board 3 are shown as small squares.
  • the conductor tracks which connect the contact points 21-28 to their respectively assigned contact point 31-38 are not shown with the exception of the two sections of the contact point 24 or 35, because these are arranged on the back or inner layers of the printed circuit board.
  • four conductor tracks 43-46 are arranged, each of which is connected on one side to a contact point 23-26.
  • the two conductor tracks 44 and 46 form a capacitor between the contact points 24 and 26.
  • the two conductor tracks 43 and 45 form a capacitor between the contact points 23 and 25.
  • a further conductor track is preferably arranged in an inner layer, which is electrically connected to the conductor track 44 is connected and lies under the conductor track 46.
  • the contact points 21, 22; 23, 26; 24, 25 and 27, 28 or their associated contacts a pair of contacts.
  • the two outer contact pairs 21, 22 and 27, 28 are relatively uncritical with regard to the near crosstalk.
  • the two internal and nested contact pairs 23, 26 and 24, 25 are problematic.
  • the interfering capacities are between 23 and 24 or 25 and 26, since the other couplings are negligible due to the larger distances.
  • FIG. 3 shows the resulting equivalent circuit diagram, including a schematic measurement setup.
  • the capacitors C 46 and C 35 essentially represent the capacitors formed by the conductor tracks 44 and 46 or 43 and 45, whereas the capacitors C 34 and C 56 are separated by the adjacent contact points 23, 33 and associated conductor tracks and 24, Form 34 with conductor track or 25, 35 with conductor track and 26, 36 with conductor track.
  • This bridge circuit must now be adjusted in order to keep the near crosstalk below the required values. In front the asymmetry is first determined by comparing the proximity crosstalk of a contact pair as a frequency-dependent parameter. In the present case, the crosstalk of the contact pair 23, 33 and 26, 36 to the contact pair 24, 34; 25, 35 determined.
  • the contact points 33 - 36 are terminated in an impedance-appropriate manner.
  • the proximity crosstalk at the contact points 25, 24 is then measured by means of a network analyzer, which is symbolized in FIG. 3 by the frequency generator 50 and the measuring device 51, when RF signals are coupled into the contact points 23, 26.
  • the HF signals are preferably fed in or measured by means of a central contact in the soldering eyes of the contact points 23-26.
  • the target near crosstalk is determined, for example, using a golden device.
  • the measured crosstalk is too large by the amount D NEXT, so that this must be compensated for by shortening the conductor tracks and thus reducing the capacitance.
  • the measure of how many mm of conductor track corresponds to which capacity and thus the proximity crosstalk attenuation D depends on the tolerances of the circuit board, such as dielectric constant or distance of the conductor tracks. Therefore, there is not a single straight line, but an entire family of curves, which is shown schematically in FIG. 5.
  • the conductor track is preferably cut by means of a short-wave laser, the power and focus of which is matched to the copper conductor track to be cut in such a way that predominantly only this is removed.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum HF-Abstimmen eines HF-Steckverbinders (1), umfassend eine Leiterplatte (3), wobei die Leiterplatte Kontaktstellen (21-28) für HF­ Kontakte und Kontaktstellen (31-38) für Schneid-Klemm-Kontakte umfasst, wobei jeweils eine Kontaktstelle (21-28) für die HF-Kontakte mit jeweils einer Kontaktstelle (31-38) für die Schneid-Klemm-Kontakte verbunden ist, wobei zwischen den HF­ Kontakten kapazitive Kopplungen auftreten, die ein Nahnebensprechen verursachen, wobei mindestens eine nur einseitig mit einer Kontaktstelle (26) eines elektrischen Kontaktes verbundene erste Leiterbahn (46) auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist, die mit mindestens einer zweiten auf und/oder in der Leiterplatte (3) angeordneten Leiterbahn (44) einen Kondensator (C46) bildet, wobei mindestens ein frequenzabhängiger Parameter der Anordnung gemessen wird, der frequenzabhängige Parameter mit einem Soll-Parameter verglichen wird und in Abhängigkeit von der Abweichung die einseitig kontaktierte Leiterbahn (46) teilweise entfernt oder durchtrennt wird.

Description

Verfahren zum HF-Abstimmen einer elektrischen Anordnung sowie eine hierzu geeignete Leiterplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum HF-Abstimmen einer elektrischen Anordnung sowie eine hierzu geeignete Leiterplatte.
Aus der EP 0 525 703 A1 ist eine Steckverbindung für Computernetze im Hausbereich bekannt, bestehend aus einem Stecker- und einem Buchsenteii, wobei eine Einrichtung zur Nebensprechkompensation in der Steckverbindung angeordnet ist, mit der die Nebensprechdämpfung zwischen der Sende- und der Empfangs-Leiterschleife erhöhbar ist. Hierzu ist eine Leiterplatine in dem Buchsenteil oder dem Steckerteil der Steckverbindung zwischen den Anschlüssen des Steckkabels und den Anschlüssen zur Verkabelung angeordnet, wobei die Leiterführungen der Sende- und Empfangs- Leiterschleifen auf der Leiterplatine räumlich weitgehend getrennt sind. Die Einrichtungen zur Nebensprechkompensation sind beispielsweise diskrete Bauteile wie Kondensatoren oder Spulen, die einstellbar sind. Nachteilig an der bekannten Steckverbindung ist, dass die diskreten Bauteile relativ teuer und groß sind.
Aus der DE 100 51 097 A1 ist ein elektrischer Steckverbinder bekannt, umfassend ein Steckverbindergehäuse, eine Leiterplatte mit zwei Sätzen von Kontaktelementen, wobei der erste Satz der Kontaktelemente auf der Vorderseite der Leiterplatte angeordnet ist und in eine Öffnung im Steckverbindergehäuse ragt und der zweite Satz von Kontaktelementen auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnet ist und die Kontaktelemente des zweiten Satzes als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind, wobei der Steckverbinder einen Kabelmanager umfasst, der eine durchgehende Öffnung aufweist und auf der Vorderseite mit Führungen für mit den Schneid-Klemm- Kontakten zu kontaktierende Adern ausgebildet ist, wobei die Führungen im Bereich der Schneid-Klemm-Kontakte mit vertieften Aufnahmen für die Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet und der Kabelmanager mit dem Steckverbindergehäuse verrastbar ist.
Aufgrund der zunehmenden Bandbreite bei der Datenübertragung in der Telekommunikations- und Datentechnik müssen die Adern, Kontakte und Leiterbahnen sehr definiert zueinander ausgebildet sein, um die geforderten Werte für die Nebensprechdämpfung einzuhalten. Dies bedingt äußerst geringe Toleranzen, die bei automatisierten Fertigungsprozessen nur schwer einzuhalten sind.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Abstimmen eines HF-Steckverbinders, insbesondere einer RJ-45-Buchse, mit mindestens einer Leiterplatte, wobei die Leiterplatte Kontaktstellen für HF-Kontakte und Kontaktstellen für die Schneid-Klemm-Kontakte umfasst, wobei jeweils eine Kontaktstelle für die HF-Kontakte mit jeweils einer Kontaktstelle für die Schneid-Klemm- Kontakte verbunden ist, bereitzustellen sowie eine hierzu geeignete Leiterplatte zu schaffen, mittels derer die HF-Eigenschaften in einem engen Toleranzbereich einstellbar sind.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird mindestens eine nur einseitig mit einer Kontaktstelle eines elektrischen Kontaktes verbundene erste Leiterbahn auf der Leiterplatte angeordnet, die mit mindestens einer zweiten auf oder in der Leiterplatte angeordneten Leiterbahn einen Kondensator bildet, wobei mindestens ein frequenzabhängiger Parameter der Anordnung gemessen wird, der frequenzabhängige Parameter mit einem Soll- Parameter verglichen wird und in Abhängigkeit von der Abweichung die einseitig kontaktierte Leiterbahn teilweise entfernt oder durchtrennt wird. Hierdurch lässt sich mit einfachen und kostengünstigen Mitteln ein abstimmbarer Kondensator bilden, mittels dessen das HF-Verhalten der Anordnung abstimmbar ist. Die Leiterbahnen sind dabei vorzugsweise mit den Kontaktstellen der HF-Kontakte verbunden, da somit die Abgleich-Kapazitäten näher am Ort der Quelle des Übersprechens liegen. Prinzipiell können diese aber auch mit den Kontaktstellen der Schneid-Klemm-Kontakte verbunden sein, die elektrisch mit den Kontaktstellen der HF-Kontakte verbunden sind. Dabei sei angemerkt, dass es prinzipiell ausreichend ist, eine Leiterbahn eines Kondensators zu durchtrennen oder zu entfernen, um die Kapazität zu ändern. Die Gegenelektrode des Kondensators wird vorzugsweise ebenfalls durch eine einseitig mit einer Kontaktstelle verbundene Leiterbahn gebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine weitere zweite Leiterbahn in einer Innenlage der Leiterplatte angeordnet und elektrisch mit der Leiterbahn auf der Leiterplatte verbunden. Dies stellt eine Parallelschaltung von Kapazitäten dar, so dass sich die Gesamtkapazität addiert. Dies erlaubt die Bildung einer ausreichend großen Kapazität auf relativ kleiner Fläche.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei durch Leiterbahnen gebildete, unabhängige Kondensatoren auf der Leiterplatte angeordnet, um einen symmetrischen Abgleich gegen Masse einzustellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der frequenzabhängige Parameter an der unbestückten Leiterplatte bestimmt und eingestellt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei HF-Steckverbindern die Leiterplatte selbst den Großteil der HF-Toleranzen verursacht. Diese Toleranzen sind in der Regel geometrische Toleranzen der Layout-Elemente, wie beispielsweise Leiterbahnen und Toleranzen der Dielektrizitätskonstante des Materials der Leiterplatte. Die automatische Messung an einer unbestückten Leiterplatte ist erheblich einfacher als an einer bestückten bzw. sogar in einem Gehäuse verbauten Leiterplatte. Somit lässt sich die Abstimmung der Gesamtanordnung bereits frühzeitig in dem Herstellungsprozess der Leiterplatte integrieren. Die Einspeisung bzw. Messung erfolgt dabei vorzugsweise zentrisch in den Lötaugen der Kontaktstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in einem ersten Schritt nur ein Teil der abgeschätzten notwendigen Leiterbahnverkürzung vorgenommen. Anschließend wird dann der frequenzabhängige Parameter erneut gemessen. Anhand der gemessenen Änderung wird dann die restliche noch zu entfernende oder zu trennende Leiterbahnlänge bestimmt. Hierdurch werden auch die Toleranzen der Leiterbahnen bei der Abstimmung berücksichtigt. Die Leiterbahnverkürzung kann dabei auch auf mehr als zwei Schritte aufgeteilt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Trennen der Leiterbahn der letzte Trennschnitt breiter als der erste Trennschnitf durchgeführt. Dieser breitere Schnitt minimiert den kapazitiven Einfluss des abgetrennten Teils der Leiterbahn.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als frequenzabhängiger Parameter das Nahnebensprechen bestimmt, was die Abstimmung vereinfacht, da der direkt zu optimierende Parameter bestimmt wird, so dass weitere Abschätzungen hinsichtlich des Einflusses des Parameters auf das Nahnebensprechen entfallen, was beispielsweise bei einer reinen Kapazitätsmessung der Fall wäre.
Vorzugsweise erfolgt die Trennung der Leiterbahn mittels eines Lasers, vorzugsweise mittels eines kurzwelligen Lasers mit einer Wellenlänge kleiner als 600 nm. Das Trennen der Leiterbahn mittels eines Lasers ist äußerst schnell und leicht automatisierbar. Prinzipiell kann die Trennung oder Entfernung der Leiterbahn auch mechanisch, beispielsweise mittels Fräsen oder elektrisch durch Wegbrennen mittels Überstromes, erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Laser ein optisches Positioniersystem zugeordnet. Hierdurch kann eine definiertere Trennung der Leiterbahnen durchgeführt werden, ohne eng benachbarte Leiterbahnen zu beschädigen bzw. die zu trennende Leiterbahn nicht vollständig zu trennen.
Beim Entfernen bzw. Trennen der Leiterbahn kann es dazu kommen, dass sich Kupferpartikel auf der Leiterplatte niederschlagen, die wiederum die Überspannungsfestigkeit reduzieren. Daher erfolgt vorzugsweise nach dem Trennen bzw. Entfernen der Leiterbahn ein Reinigungsschritt zum Entfernen der Kupferpartikel und/oder anderer Verunreinigungen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinders zur Übertragung von HF-Daten (Stand der Technik),
Fig. 2 eiine Leiterplatte zum Einsatz in einem Steckverbinder nach Fig. 1 ,
Fig. 3 eiin schematisches Ersatzschaltbild der Leiterplatte,
Fig. 4 eiin schematischer Frequenz∑ugang des Nahnebensprechens und
Fig. 5 eiine Kurvenschar der Dämpfung D des Nahnebensprechens in
Abhängigkeit der Länge der zu entfernenden Leiterbahn.
In der Fig. 1 ist ein Steckverbinder 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse 2, eine Leiterplatte 3, einen Niederhalter 4 und einen Kabelmanager 5. Das Steckverbindergehäuse 2 ist im dargestellten Beispiel als Buchsengehäuse mit verschiedenen Rast- und Einsteckmitteln ausgebildet. An den Seitenflächen ist das Steckverbindergehäuse 2 mit einem Schirmblech 6 ausgebildet. Die Leiterplatte 3 ist auf ihrer Vorderseite mit einem ersten Satz von Kontakten 7 und auf ihrer Rückseite mit einem zweiten Satz von Schneid-Klemm-Kontakten 8 bestückt. Jeweils ein Kontakt 7 des ersten Satzes ist mit einem Kontakt 8 des zweiten Satzes verbunden. Die Leiterplatte 3 wird dann in das Steckverbindergehäuse 2 eingeführt. Dabei durchdringen Zylinderstifte 9 des Steckverbindergehäuses 2 Bohrungen in der Leiterplatte 3, so dass Steckverbindergehäuse 2 und Leiterplatte 3 zueinander justiert und fixiert sind. Die als HF-Kontakte ausgebildeten Kontakte 7 des ersten Satzes ragen dann in eine von der Vorderseite des Steckverbindergehäuses zugängliche Öffnung hinein. Anschließend wird der Niederhalter 4 über die Kontakte 8 des zweiten Satzes geschoben und mit dem Steckverbindergehäuse 2 verrastet. Hierzu ist der Niederhalter 4 an der Stirnseite mit Rastnasen 10 ausgebildet und weist durchgehende Öffnungen 11 für die Schneid- Klemm-Kontakte 8 auf. Des weiteren ist der Niederhalter 4 mit zwei Rasthaken 12 ausgebildet, die zur Verrastung mit dem Kabelmanager 5 dienen. In der Fig. 2 ist die unbestückte Leiterplatte 3 dargestellt. Die Leiterplatte 3 umfasst acht Kontaktstellen 21 - 28 bzw. Kontaktlöcher für die HF-Kontakte und acht Kontaktstellen 31 - 38 für die Schneid-Klemm-Kontakte. Des weiteren umfasst die Leiterplatte 3 weitere Durchkontaktierungen 40 zur Verbindung von Leiterbahnen auf der Vorder- und Rückseite und Innenlagen der Leiterplatte, wobei die Durchkontaktierungen 40 als kleine Kreise dargestellt sind. Die Bohrungen 41 in der Leiterplatte 3 sind dabei als kleine Quadrate dargestellt. Die Leiterbahnen, die die Kontaktstellen 21 - 28 mit ihrer jeweils zugeordneten Kontaktstelle 31 - 38 verbinden, sind mit Ausnahme der zwei Teilstücke von der Kontaktstelle 24 bzw. 35 nicht dargestellt, weil diese auf der Rückseite bzw. Innenlagen der Leiterplatte angeordnet sind. Zusätzlich zu den elektrischen verbindenden Leiterbahnen zwischen zwei Kontaktstellen 21 - 28 bzw. 31 - 38 sind vier Leiterbahnen 43 - 46 angeordnet, die jeweils einseitig mit einer Kontaktstelle 23 - 26 verbunden sind. Dabei bilden die beiden Leiterbahnen 44 und 46 einen Kondensator zwischen den Kontaktstellen 24 und 26. Entsprechend bilden die beiden Leiterbahnen 43 und 45 einen Kondensator zwischen den Kontaktstellen 23 und 25. Vorzugsweise ist in einer Innenlage eine weitere Leiterbahn angeordnet, die mit der Leiterbahn 44 elektrisch verbunden ist und unter der Leiterbahn 46 liegt. Schaltungstechnisch bilden jeweils die Kontaktstellen 21 , 22; 23, 26; 24, 25 und 27, 28 bzw. deren zugeordnete Kontakte ein Kontaktpaar. Dabei sind die beiden äußeren Kontaktpaare 21 , 22 bzw. 27, 28 relativ unkritisch bezüglich des Nahnebensprechens. Problematisch hingegen sind die beiden innenliegenden und verschachtelten Kontaktpaare 23, 26 bzw.24, 25. Die dabei störenden Kapazitäten liegen zwischen 23 und 24 bzw. 25 und 26, da die anderen Kopplungen aufgrund der größeren Abstände vernachlässigbar sind.
In der Fig. 3 ist das sich ergebende Ersatzschaltbild inklusive schematischen Messaufbau dargestellt. Dabei stellen die Kondensatoren C46 und C35 im Wesentlichen die durch die Leiterbahnen 44 und 46 bzw. 43 und 45 gebildeten Kondensatoren dar, wohingegen die Kondensatoren C34 bzw. C56 sich durch die benachbarten Kontaktstellen 23, 33 sowie zugehöriger Leiterbahn und 24, 34 mit Leiterbahn bzw. 25, 35 mit Leiterbahn und 26, 36 mit Leiterbahn bilden. Diese Brückenschaltung gilt es nun abzugleichen, um das Nahnebensprechen unter die geforderten Werte zu drücken. Vor dem Abgleichen wird zunächst die Unsymmetrie bestimmt, in dem als frequenzabhängiger Parameter das Nahnebensprechen eines Kontaktpaares bestimmt wird. Im vorliegenden Fall wird das Übersprechen des Kontaktpaares 23, 33 und 26, 36 auf das Kontaktpaar 24, 34; 25, 35 bestimmt. Da die Messung vorzugsweise an der unbestückten Leiterplatte 3 erfolgt, werden die Kontaktstellen 33 - 36 impedan∑gerecht abgeschlossen. Mittels eines Networkanalysers, der in Fig. 3 durch den Frequenzgenerator 50 und die Messeinrichtung 51 symbolisiert ist, wird dann das Nahnebensprechen an den Kontaktstellen 25, 24 gemessen, wenn HF-Signale in die Kontaktstellen 23, 26 eingekoppelt werden. Das Einspeisen bzw. Messen der HF- Signale erfolgt dabei vorzugsweise mittels einer zentrischen Kontaktierung in den Lötaugen der Kontaktstellen 23 - 26.
In der Fig. 4 ist schematisch der Frequenzgang des Nahnebensprechens NEXT dargestellt, wobei der Verlauf a ein Soll-Nahnebensprechen und der Verlauf b das gemessene Ist-Nahnebensprechen einer vermessenen Leiterplatte darstellt. Das Soll- Nahnebensprechen wird beispielsweise mittels eines Golden-Device bestimmt. Dabei ist das gemessene Nahnebensprechen um den Betrag D NEXT zu groß, so dass dieser durch Kürzung der Leiterbahnen und somit Verringerung der Kapazität kompensiert werden muss. Das Maß, wie viele mm Leiterbahn welcher Kapazität entsprechen und somit der Nahnebensprech-Dämpfung D, ist abhängig von den Toleranzen der Leiterplatte, wie beispielsweise Dielektrizitäts-Konstante oder Abstand der Leiterbahnen. Daher existiert nicht eine einzige Gerade, sondern eine ganze Kurvenschar, was schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Da die Toleranzen unbekannt sind, muss ggf. zunächst bestimmt werden, welche Kurve auf die abzustimmende Leiterplatte zutrifft. Hierzu wird zunächst ein Stück Leiterbahn entfernt bzw. durchtrennt und erneut gemessen. Aufgrund der festgestellten Zunahme an Dämpfung D kann dann die zugehörige Kurve bestimmt werden. Ist hingegen die gewünschte Dämpfung größer als mit der steilsten Kurve erreichbar ist, kann ohne Zwischenschritt die gesamte Leiterbahn entfernt bzw. durchtrennt werden. Anschließend wird das Verfahren am anderen Kondensator wiederholt. Das Durchtrennen der Leiterbahn erfolgt vorzugsweise mittels eines kurzwelligen Lasers, dessen Leistung und Fokussierung auf die zu trennende Kupfer-Leiterbahn derart abgestimmt ist, dass vorwiegend nur diese abgetragen wird. Der Vorteil eines
Lasers ist dessen hohe Geschwindigkeit bei hoher Reproduzierbarkeit, so dass der Abstimmungsvorgang sich gut automatisieren lässt.
Bezugszeichenliste
1 ) Steckverbinder
2) Steckverbindergehäuse
3) Leiterplatte
4) Niederhalter
5) Kabelmanager
6) Schirmblech
7) Kontakte
8) Kontakte
9) Zylinderstifte
10) Rastnasen
11 ) Öffnungen
12) Rasthaken
21 ) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
22) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
23) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
24) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
25) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
26) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
27) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
28) Kontaktstellen (für HF-Kontakte)
31 ) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
32) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
33) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
34) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
35) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
36) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
37) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
38) Kontaktstelle (für Schneid-Klemm-Kontakt)
40) Durch kontaktierung
41 ) Bohrung 43) Leiterbahn
44) Leiterbahn
45) Leiterbahn
46) Leiterbahn
50) Frequenzgeneralor
51 ) Messeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 ) Verfahren zum HF-Abstimmen eines HF-Steckverbinders (1 ), umfassend eine Leiterplatte (3), wobei die Leiterplatte Konfaktsfellen (21-28) für HF-Kontakte und Kontaktstellen (31-38) für Schneid-Klemm-Kontakte umfasst, wobei jeweils eine Kontaktstelle (21-28) für die HF-Kontakte mit jeweils einer Kontaktstelle (31-38) für die Schneid-Klemm-Kontakte verbunden ist, wobei zwischen den HF- Kontakten kapazitive Kopplungen auftreten, die ein Nahnebensprechen verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine nur einseitig mit einer Kontaktstelle (26) eines elektrischen Kontaktes verbundene erste Leiterbahn (46) auf der Leiterplatte (3) angeordnet . ist, die mit mindestens einer zweiten auf und/oder in der Leiterplatte (3) angeordneten Leiterbahn (44) einen Kondensator (C46) bildet, wobei mindestens ein frequenzabhängiger Parameter der Anordnung gemessen wird, der frequenzabhängige Parameter mit einem Soll-Parameter verglichen wird und in Abhängigkeit von der Abweichung die einseitig kontaktierte Leiterbahn (46) teilweise entfernt oder durchtrennt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn (44) als einseitig kontaktierte Leiterbahn (44) ausgebildet ist.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere zweite Leiterbahn in einer Innenlage der Leiterplatte (3) angeordnet ist und mit der auf der Leiterplatte (3) angeordneten zweiten Leiterbahn (44) verbunden ist.
4) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei abstimmbare Kondensatoren (C46, C35) auf der Leiterplatte (3) angeordnet werden. 5) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der frequenzabhängige Parameter an der unbestückten Leiterplatte (3) bestimmt wird.
6) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt nur ein Teil der abgeschätzten notwendigen Leiterbahnkürzung (L) vorgenommen wird, der frequenzabhängige Parameter erneut gemessen wird und daraus die restliche noch zu entfernende oder zu trennende Leiterbahnlänge bestimmt wird.
7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Leiterbahn (46, 45) im letzten Schritt breiter als im ersten Schritt durchgeführt wird.
8) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als frequenzabhängiger Parameter ein Nahnebensprechen (NEXT) bestimmt wird.
9) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Leiterbahn (46, 45) mittels eines Lasers erfolgt.
10) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Lasers durch ein optisches System unterstützt wird.
11 ) Leiterplatte zur Aufnahme von HF-Kontakten und Schneid-Klemm-Kontakten für einen HF-Steckverbinder, wobei die Leiterplatte acht Kontaktstellen (21-28) für HF-Kontakte und acht Kontaktstellen (31-38) für Schneid-Klemm-Kontakte umfasst, wobei jeweils eine Kontaktstelle (21-28) für die HF-Kontakte mit jeweils einer Kontaktstelle (31-38) für die Schneid-Klemm-Kontakte verbunden ist, wobei zwischen den HF-Kontakten kapazitive Kopplungen auftreten, die ein Nahnebensprechen verursachen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine nur einseitig mit einer Kontaktstelle (26) eines elektrischen Kontaktes verbundene erste Leiterbahn (46) auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist, die mit mindestens einer zweiten auf der Leiterplatte (3) angeordneten Leiterbahn (44) einen Kondensator (C46) bildet.
12) Leiterplatte nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn (44) ebenfalls als einseitig mit einer Kontaktstelle (24) verbundene Leiterbahn (44) ausgebildet ist.
13) Leiterplatte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere zweite Leiterbahn in einer Innenlage der Leiterplatte (3) angeordnet ist und mit der auf der Leiterplatte (3) angeordneten weiteren Leiterbahn (44) verbunden ist.
14) Leiterplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei abstimmbare Kondensatoren (C46, C35) auf der Leiterplatte (3) angeordnet sind.
15) Leiterplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C46) zwischen den Kontaktstellen (24 und 26) und der zweite Kondensator (C35) zwischen den Kontaktstellen (23 und 25) angeordnet ist.
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