在當今以網絡為中心和數據密集型市場中，連接器應成為工程師關注的焦點。

連通性是當今技術驅動世界的命脈。該術語涉及多個方面，從參考互聯(lián)網和數據網絡到各種規(guī)模的家用電器和設備。

隨著技術的不斷進步，任何設計部件之間的連接變得越來越重要。設計工程師之前可能依賴于所有項目的“后備”或最喜歡的連接器，對增加帶寬的需求以及消除串擾或環(huán)境影響的需求為工程師尋找新的、功能更強的連接器以優(yōu)化其設計，并確保最好的結果。

連接器在嵌入式系統(tǒng)設計的成功中從未發(fā)揮過如此重要的作用。

對連接器完整性和性能的要求越來越高

在滿足當今的高速設計要求之前，連接器的主要潛在障礙是其設計的物理方面，例如堆疊高度，板之間的距離，電流要求或處理和工作溫度。

隨著系統(tǒng)速度的提高，互連設計不再僅僅基于機械要求?，F(xiàn)在，還應該考慮一些額外的電氣性能問題。

今天的設計師必須考慮串擾，偏斜和傳播延遲等問題，僅舉幾例。

任何連接器的成功設計都需要在最大化其物理和機械強度以及優(yōu)化信號完整性之間實現(xiàn)適當的平衡。

連接器是信號傳輸鏈中的重要環(huán)節(jié)，在設計高速系統(tǒng)時不應忽視。事實上，連接器的設計和制造應該作為整個系統(tǒng)級設計過程的一部分。

 

增加帶寬需求

對增加帶寬要求的不斷需求使得連接器能夠處理所有類型應用的更高數據速率?，F(xiàn)在，不僅僅是關鍵任務的軍事和航空設計，還需要尖端技術。

現(xiàn)在可以在從汽車到消費者物聯(lián)網設備的所有產品中找到它。

當今快速增長的帶寬需求挑戰(zhàn)了利用現(xiàn)有技術組件的傳統(tǒng)設計方法的能力。

雖然連接器通常被認為是許多產品實現(xiàn)的“后端”，但它們需要與任何高速/高帶寬產品中的所有其他元件保持相同的設計標準。

 

要考慮的電氣性能問題

由于電感或電容耦合，串擾是兩個或更多個傳輸介質之間的不期望的電信號傳輸。串擾也可以通過傳輸介質的不均勻性和信號傳輸對中的偏斜效應來產生。

在高速時，電路會產生電噪聲，影響信號之間的串擾，并可能產生電磁干擾噪聲，從而破壞其他電路。這些現(xiàn)實意味著信號完整性和可靠性成為巨大因素。

從歷史上看，串擾歸因于電纜，但隨著LAN速度的提高和電纜質量的提高，其他通道組件開始有助于提高串擾性能。

除非在連接器的設計中允許，否則連接器串擾可能是一個很大的問題。

歪斜或傳播延遲—對內和對間偏斜分別描述信號線對內的電信號之間以及一根電纜中的兩個或更多個信號線對之間的傳播延遲的差異。兩者都影響可用帶寬。

對內偏斜導致信號失真，并且傳輸帶寬的減小產生更高的電磁發(fā)射和更低的噪聲抗擾度。由于與大多數多通道數據總線系統(tǒng)一樣，所有數據必須同時有效，因此對間偏斜導致帶寬減小。

這兩個問題都可能受到信號對內導體的機械長度差異或不同介電常數的影響，并且主要出現(xiàn)在連接器的90°變體中。

HSD 90°接頭具有2mm的基本網格，這導致一對導體之間的長度差為4mm，并且暗示了大約20ps的時間延遲差異。

環(huán)境影響—我們中的許多中等和控制的條件下在室內工作，所以我們周圍的設備和器具導致舒服只有適度的緊張生活。

然而，使我們的生活順利進行的大多數電氣和電子系統(tǒng)和機械必須在暴露于自然元素的惡劣條件下運行。

如果連接器需要在惡劣的操作環(huán)境中使用，設計工程師應注意連接器的選擇，并檢查制造商的IP（入口保護）等級，以便在各種角度，深度和操作時間范圍內密封固體物體和水。

他們還應該考慮連接器的最終使用環(huán)境，并將該場景與連接器的IP等級背后的詳細信息進行比較。大多數IP名稱都有特定條件，但每個制造商可能會對IP68等級進行不同的定義，因此在尋找具有IP68密封等級的連接器時，設計工程師應確保確切地詢問制造商的IP68等級是如何測量的。

例如，浸入2米24小時的系統(tǒng)對連接器的影響與120小時24小時不同，但兩種情況都可以定義為IP68等級。

 

選擇正確的連接器

就為高速性能印刷電路板（PCB）選擇的連接器而言，必須在其在真實環(huán)境中使用的連接器中評估連接器。

僅連接器數據可用于比較兩個類似連接器之間的相對性能，但它可能與實際應用程序中獲得的性能相差甚遠。

層壓板選擇是電纜和連接器設計中另一個越來越重要的因素。

雖然FR-4不是高速/高帶寬設計的最佳層壓板選擇，但由于其低成本和廣泛的可用性，它仍然是許多產品開發(fā)人員的首選。

所有連接器都需要既可路由又可用。例如，如果連接器的路由需要16層，則設計工程師必須確保所使用的連接器將自行設計出許多系統(tǒng)。這就是為什么必須徹底了解連接器所連接的PCB，同時還要考慮設計優(yōu)化，可制造性和最終產品實施等因素。

 

結論

在當今以網絡為中心和數據密集型市場中，連接器應成為工程師關注的焦點和興趣。

如果沒有適當的連接，我們相互聯(lián)系的世界很快就會停止。

連接器是連接設備的構建模塊，在為我們生活的各個方面提供安全可靠的電子設計方面發(fā)揮著關鍵作用。