1 連接器的基本概念

　　連接器的基本性能可分為三大部分,，即機(jī)械系能、電氣性能和環(huán)境適應(yīng)能力。機(jī)械性能有兩方面的要求：

　　一是關(guān)于連接器的兩個(gè)接觸件之間的插拔力,，我們希望它插入的力量比較小，分離的力量要適當(dāng),；二是關(guān)于連接器的機(jī)械壽命,，也就是連接器使用的耐久性。

     電氣性能包含四個(gè)部分,，一是連接器的接觸電阻,，接觸電阻要小，能夠到幾十毫歐為好；二是絕緣電阻,，我們希望它很大,，能夠到幾百兆歐甚至幾千兆歐；三是抗電強(qiáng)度,，指的是連接器之間,、接觸件之間，或者是接觸件與外殼之間能承受的額定的試驗(yàn)電壓的能力,；四是一般的電磁性能,，包括對(duì)電磁干擾引起的衰減，以及對(duì)電磁干擾屏蔽的能力等,。

     環(huán)境能力包括四方面：一是耐溫,，根據(jù)連接器所使用的環(huán)境不同，實(shí)際上耐溫的要求范圍是不同的,；二是耐潮濕,，需要達(dá)到90％ 甚至更高；三是耐鹽霧,，鹽霧可以使連接器產(chǎn)生退化,，或者表面被腐蝕；四是連接器要耐沖擊,、耐振動(dòng),，因?yàn)樵谝恍┨厥獾沫h(huán)境中，比如航空航天,、鐵路運(yùn)輸,、公路運(yùn)輸?shù)龋瑢?duì)電器的沖擊和振動(dòng)是很強(qiáng)的,。

　　連接器的發(fā)展具有以下特點(diǎn)：

　　1,、朝著小型化、高密度,、高速度傳輸?shù)姆较虬l(fā)展,；

　　2、朝著高性能,、高頻化技術(shù)方向發(fā)展,；

　　3、高電壓,、大電流的連接器需求市場(chǎng)也很大,；

　　4、連接器還朝著抗干擾技術(shù),、模塊化技術(shù)和無(wú)鉛化技術(shù)方向發(fā)展,。

　　表1中列出的是典型的高速連接器的型號(hào),。在傳統(tǒng)并行同步數(shù)字信號(hào)的速率將要達(dá)到極限的情況下，高速串行方式是一個(gè)很好的解決思路,。這使得低壓差分信號(hào)（LVDS）成為主要的下一代高速信號(hào)的電平標(biāo)準(zhǔn),。而高速連接器的選擇也成為高速率信號(hào)互聯(lián)要解決的主要問(wèn)題。

　　高速連接器在發(fā)展中所采用的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)包括：

　　1,、為了減少串?dāng)_所采用的差分信號(hào),、無(wú)噪聲信號(hào)和接地層技術(shù)；

　　2,、為了調(diào)整連接器的引線,，可以改變由于連接器輸入和輸出物理距離不等而導(dǎo)致的延時(shí)差異；

　　3,、為了獲得最大的傳輸效率,，連接器的特l生阻抗值應(yīng)與傳輸電路的特性阻抗相匹配。

      2 連接器在有限系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　圖1所示為一個(gè)PSTN網(wǎng)的交換機(jī),，該交換機(jī)由7個(gè)部分組成,。除了機(jī)箱尺寸的區(qū)別，機(jī)箱底部是一個(gè)機(jī)架的管理模塊,，它包括管理模塊,、傳輸背板和傳輸模塊。最前面有子板,、載板,、電源板，以及風(fēng)冷系統(tǒng),、電扇托板,。在交換機(jī)中，它的主要載板就是電話信息的傳輸以及輸入／輸出的連接,，輸入，輸出系統(tǒng)所組成的只有很少的電腦板以及信令控制板,。

　　任何網(wǎng)絡(luò)都需要連通性,，以便把單個(gè)設(shè)備組合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)中,，互聯(lián)器件（“連接器”）扮演重要角色：首先,，它能把單個(gè)設(shè)備進(jìn)行電連接，形成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),；另一方面,，如今都采用標(biāo)準(zhǔn)化的互聯(lián)，使不同公司制造的設(shè)備能相互連接在一起工作,，從而在某個(gè)街區(qū)構(gòu)建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),，以滿足商業(yè)或社區(qū)的需求,。

　　因此，在有線通信系統(tǒng)中,，連接器的作用主要有三個(gè)方面：首先,，能在單個(gè)設(shè)備內(nèi)的電路板和單個(gè)電元件問(wèn)實(shí)現(xiàn)電連接；第二,，如果采用標(biāo)準(zhǔn)化的互聯(lián),，就能使不同公司制造的設(shè)備相互連接在一起工作，從而在某個(gè)街區(qū)構(gòu)建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),，以滿足商業(yè)或社區(qū)的需求,；第三，通過(guò)設(shè)計(jì)達(dá)到可靠的功能,，以承受已知的工作環(huán)境和設(shè)備眼務(wù)期內(nèi)的工作強(qiáng)度,。

　　針對(duì)有線通信系統(tǒng)對(duì)連接器的要求，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如下幾個(gè)方面：

　　· 鍍金接觸界面,，用于保證更高的耐磨性和良好的電特性,；

　　· 冗余的接觸界面，保汪高可靠性,；

　　· 可選擇氣密出 接或PCB焊接,；

　　· 殼體外部特征要便于插入時(shí)導(dǎo)正和導(dǎo)向；

　　· 用不同的插針高度保證信號(hào)和接地的先后連接順序,；

　　· 大功率電源要用特殊的端子,，和信號(hào)的接觸端子要有所區(qū)別；

　　· 要保證EMI特性和機(jī)箱接地,。

　　圖2是典型的連接系統(tǒng)中背板連接器的設(shè)計(jì),。它可以提供三種端子長(zhǎng)度，即接地端子,、信號(hào)1端子,、信號(hào)2端子三個(gè)端子的長(zhǎng)度是不同的。這是為了保證插座和插針在互相連接的時(shí)候,，如果接反了,，就無(wú)法插入。第二個(gè)是中問(wèn)部分,，它是用于安裝維修用的,，整個(gè)插針板在插入的過(guò)程中，可以用來(lái)導(dǎo)向,，甚至可以保證編碼和極性的正確,。外壁用來(lái)保護(hù)端子和連接器的導(dǎo)向，這個(gè)端子就是插針部分,，采用柔性插針,。從右半部分圖中可以看到,，外殼被拆除后，更清楚地顯示出了接觸面,。它采用了雙柱冗余的接觸面設(shè)計(jì),，這樣可以大大提高接觸的可靠性。

3 連接器在無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　圖3表示的是典型的無(wú)線通信系統(tǒng)的基站內(nèi)部互聯(lián),，以及它所需要的各種各樣的電子連接器,。從圖中可以看出，左邊基站所要求的都是射頻連接器,，右邊表示的是電源連接器,、背板連接器、輸入／輸出連接器和印制電路板連接器,。

　　圖4表示的是基站控制器,、移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)之間的典型互聯(lián)。這些互聯(lián)也用到了多種連接器,。

　　移動(dòng)手機(jī)用的開(kāi)關(guān)式同軸連接器主要用于提供手機(jī)內(nèi)的天線和汽車(chē)外部天線之間的信號(hào)的切換,。這種開(kāi)關(guān)式的連接器，它的表面安裝有三種高度,，分別是3.5mm,、4.5mm和6.0 mm。表面安裝開(kāi)關(guān)式連接器直接和手機(jī)天線連接,。由于功率元件和天線或開(kāi)關(guān)間距離短,，因此內(nèi)部沒(méi)有電纜，信號(hào)傳輸非常好,。它的性能指標(biāo)如下：

　　無(wú)線通信系統(tǒng)中所采用的電源連接器（圖5）的種類包括一體化背板電源系統(tǒng),、子板／堆疊用連接器、信號(hào)母線到板之間的連接器,、板到板的電源連接器,、電源到電纜／電纜Nrn； 刷板連接器,、微處理器所用電源連接器以及電源輸入所用連接器,。

        4 連接器的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)

　　連接器在進(jìn)行信號(hào)完整性設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮：

　　1,、與整個(gè)互聯(lián)傳輸線阻抗的連續(xù)性,；

　　2,、連接器各插針問(wèn)的串?dāng)_,；

　　3、有時(shí)序要求,，要考慮連接器上的延時(shí),。

　　連接器的分析方法與一般的信號(hào)分析方法基本一樣,，部是利用仿真軟件進(jìn)行仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,，得出結(jié)論,。

　　連接器的模型分析和電路的模型分析是一樣的，只是要注意連接器和過(guò)孔效應(yīng)的精確建模,、仿真對(duì)于預(yù)測(cè)信號(hào)質(zhì)量非常重要,。

　　模型分析有五種情況：

　　· 多線模型（MLM）：適用于多插針連接器，包括接觸元件,、接觸與接觸間耦合,、接觸和屏蔽間耦合、焊盤(pán)問(wèn)耦合等,。除了SLM模擬的參數(shù)外,，還能用來(lái)模擬串?dāng)_和地彈等。

　　· 單線模型（SLM）：適用于連接器中的單線,，如高速信號(hào)傳輸線,，可以用來(lái)模擬反射、時(shí)延和偏移,、衰減以及信號(hào)傳輸質(zhì)量,。

　　· S參數(shù)模型：主要應(yīng)用于頻域，可模擬吞吐量和串?dāng)_,，通過(guò)時(shí)域變換,，可產(chǎn)生阻抗、串?dāng)_,、傳輸時(shí)延和眼圖等,。

　　· IBIS模型：是一種基于V／I曲線的對(duì)I／0 BUFFER快速準(zhǔn)確建模的方法，支持所有類型的連接器和多種不同連接器建模,，如差分和不平衡信令,、SLM（無(wú)耦合）、MLM（耦合）,、模型級(jí)聯(lián),、板到板以及板到電纜等：

　　· SPICE模型：是最為普遍的電路級(jí)模擬程序，被分析的電路中的元件可包括電阻,、電容,、電感、互感,、獨(dú)立電壓源,、獨(dú)立電流源、各種線性受控源,、傳輸線以及有源半導(dǎo)體器件信號(hào)完整性是貫穿于高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的最重要的問(wèn)題之一,，在此列出幾點(diǎn)建議：

　　A 對(duì)靈敏元件實(shí)施對(duì)噪聲器件的物理隔離,；

　　B 阻抗控制、反射和信號(hào)終端匹配,；

　　C用連續(xù)的電源和地平面層,；

　　D布線中盡量避免采用直角；E差分對(duì)布線長(zhǎng)度要相等,，以保證在接收端良好的抑制比,；

該文章來(lái)至網(wǎng)絡(luò)或用戶，僅供學(xué)習(xí)交流之用,，版權(quán)歸原作者所有,。