模块化连接器的发展、结构、类型及规格概述

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2024-09-05 10:52:22 869

模块化连接器，常称为RJ连接器，自20世纪60年代由AT&T公司首次推出以来，已经在电信和数据通信领域广泛应用。20世纪70年代，联邦通信委员会（FCC）对这种连接方案进行了进一步规范，形成了现在被称为注册插孔（RJ）的系统。RJ系统标准化了连接器的接线模式、信号特性和物理结构。如今，"RJ"后跟随的两个数字仍用于指示连接器的类型和预期用途。

基本结构

模块化连接器或 RJ 连接器采用模制外壳，包裹由绝缘通道隔开的冲压金属端子，为消费者和商业电话系统构建了一个更加“模块化”、更经济实惠的连接系统。插头中的触头与插孔中类似的冲压金属触头配接，由绝缘通道引导到位，同时插头的塑料外壳将电缆锁定，以消除应力。插头和插孔中的模制特性会进一步减少应力，插头有一个嵌入弹簧，可以卡到插孔中的模制凹槽上从而保持固定。压下这个弹簧，插头即可从插孔中释放出来。

图 1：采用塑料外壳的模块化插头将电缆锁定并配接 RJ 插座。（图片来源：CUI Devices）

模块化连接器可提供两个、四个、六个、八个或十个触头位置，尽管这些位置有时不会用到。例如，RJ11 电话连接器通常有四个或六个连接，而以太网 (RJ45) 连接器则有八个。标准命名方案规定了连接器布线，因此 6P2C 连接器有六个位置和两个触头，而用于电话听筒线的 4P4C 连接器有四个位置和四个触头。尽管大多数触头用于信号，但 RJ 连接器触头可用来提供低压 AC 或者 DC 电源。

模块化连接器的好处众多。对于产品制造商来说，此类连接器的优势包括：

低成本
高利用率
无焊接装配
方便定制
表面贴装插孔
适合工业应用的坚固耐用的变体

鉴于以下优势，模块化连接器非常适合现场安装和维护任务。

老旧连接器升级或更换工作简单
用简单的工具就能轻松进行现场组装
可现场定制电缆组件
连接器和布线选择多样
现场服务人员只需简单培训

在这两种情况下，连接器的插入/拔出动作的简单，用户可以更容易地解决自己的问题，减少服务电话。

常见类型

有各种各样的特定应用模块连接器。以下是最常见的类型及其规格。

RJ10 - 用于电话听筒的简单 4P4C 矩形连接器
RJ11 - 6P2C 或 6P4C 方形连接器，用于连接调制解调器和电话线
RJ12 - 与 RJ11 尺寸相同，但采用 6P6C
DEC MMP/MMJ - RJ11/12 连接器的较小版本，用于数字设备公司的设备。
RJ13 - 6P4C，与 RJ12 一样，但有一个线后电路
RJ14- 6P4C，有两条线路，可以连接两个电话或调制解调器
RJ21 - 具有多达 50 个触头的模块化连接器，用于在连接大型电话系统中多达 25 个电路
RJ22 - 形状与 RJ11 相似，但采用 4P4C，通常用于连接手机
RJ25 - 6P6C，像RJ11 一样，但可以连接三个设备
RJ45 - 8P8C 或 8P10C，用于以太网 LAN欢迎阅读 CUI Devices 的博客《RJ45 连接器终极指南》，以了解更多细节
RJ48 - 8P8C，像RJ45，但用于连接 T1 数据线的屏蔽电缆

图 2：常见的模块化连接器类型样品。（图片来源：CUI Devices）

连接器的关键规格和特性

可以为模块化连接器规定附加功能，如：

屏蔽，以保护较长电缆不受电磁 (EMI) 或射频干扰 (RFI) 的影响。屏蔽式 RJ45 和 RJ48 连接器用于将电缆屏蔽辫的接地连接延长到其安装面板上，这种连接器极为普遍。
键控，经过认证的 RJ45 连接器上有一个凸片，用于防止连接器误插入插座。标准 8P8C 连接器通常没有这个功能。颜色编码可用于说明哪些电缆允许使用特定的网络连接点。
通常可以选择安装方式， 如面板安装、电路板安装、通孔和表面贴装到 PCB 上。模块化插孔提供垂直或水平方向。
显示和指示功能，如显示状态的彩色 LED。
高可靠性变体，可以包括 EMI/RFI 屏蔽、特殊键控、保护套和坚固耐用的部件。这些特征都可以增加插入/拔出操作次数。
集成磁体，用于改善 xBASE-T 网络中的 EMI 屏蔽性能和连接可靠性。这些是插孔中的绕线部件，可防止瞬态，并提供隔离、信号平衡和阻抗匹配。

图 3：带有集成磁体的模块化连接器，用于提高 EMI 屏蔽和连接可靠性。（图片来源：CUI Devices）

其他参数

为具体应用选择合适的模块化连接器时还需要考虑以下参数：

引脚布局 - 连接器内每个触头的分配
额定电流 - 设备可以承受的最大电流
额定电压 - 设备可以承受的最大工作电压
触头尺寸 - 定义连接器可以容纳的、直径最大的导线
触头数量 - 总为偶数

总结

尽管模块化连接器在四十多年前就已经标实现了准化，但由于其应用广泛、使用简单且利用率高，因此目前仍旧很受欢迎。虽然这种连接器的最常用于电话系统、数据网络和低速串行连接，但以太网供电 (PoE) 的发展及其整体灵活性进一步增大了其使用量。就工业控制、运动控制、智能照明、开发板等应用来说，只是今天采用模块化连接器的一小部分设计。

RJ 系列模块化连接器已经无处不在，但它们并不都是相同的。与供应商一起考虑上述因素有助于确保工程师为其应用规定正确的 RJ 插头和插孔。CUI Devices 的模块化连接器系列分为 RJ10、RJ11、RJ12、RJ13 和 RJ45 插孔类型，提供一系列位置、触头和安装选择。

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