1 連接器的基本概念

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

　　一是關于連接器的兩個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；二是關于連接器的機械壽命，也就是連接器使用的耐久性。電氣性能包含四個部分，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電壓的能力；四是一般的電磁性能，包括對電磁干擾引起的衰減，以及對電磁干擾屏蔽的能力等。環境能力包括三方面：一是耐溫，根據連接器所使用的環境不同，實際上耐溫的要求范圍是不同的；二是耐潮濕，需要達到90％ 甚至更高；三是耐鹽霧，鹽霧可以使連接器產生退化，或者表面被腐蝕；四是連接器要耐沖擊、耐振動，因為在一些特殊的環境中，比如航空航天、鐵路運輸、公路運輸等，對電器的沖擊和振動是很強的。

　　連接器的發展具有以下特點：

　　1、朝著小型化、高密度、高速度傳輸的方向發展；

　　2、朝著高性能、高頻化技術方向發展；

　　3、高電壓、大電流的連接器需求市場也很大；

　　4、連接器還朝著抗干擾技術、模塊化技術和無鉛化技術方向發展。

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

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　　高速連接器在發展中所采用的幾個關鍵技術包括：

　　1、為了減少串擾所采用的差分信號、無噪聲信號和接地層技術；

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

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

2 連接器在有線系統中的應用

　　圖1所示為一個PSTN網的交換機，該交換機由7個部分組成。除了機箱尺寸的區別，機箱底部是一個機架的管理模塊，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，以及風冷系統、電扇托板。在交換機中，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，輸出系統所組成的只有很少的電腦板以及信令控制板。

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　　任何網絡都需要連通性，以便把單個設備組合成一個網絡系統。現今網絡中，互聯器件（“連接器”）扮演重要角色：首先，它能把單個設備進行電連接，形成更大的網絡系統；另一方面，如今都采用標準化的互聯，使不同公司制造的設備能相互連接在一起工作，從而在某個街區構建成一個網絡，以滿足商業或社區的需求。

　　因此，在有線通信系統中，連接器的作用主要有三個方面：首先，能在單個設備內的電路板和單個電元件問實現電連接；第二，如果采用標準化的互聯，就能使不同公司制造的設備相互連接在一起工作，從而在某個街區構建成一個網絡，以滿足商業或社區的需求；第三，通過設計達到可靠的功能，以承受已知的工作環境和設備眼務期內的工作強度。

　　針對有線通信系統對連接器的要求，在設計時要考慮如下幾個方面：

　　· 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導正和導向；

　　· 用不同的插針高度保證信號和接地的先后連接順序；

　　· 大功率電源要用特殊的端子，和信號的接觸端子要有所區別；

　　· 要保證EMI特性和機箱接地。

　　圖2是典型的連接系統中背板連接器的設計。它可以提供三種端子長度，即接地端子、信號1端子、信號2端子三個端子的長度是不同的。這是為了保證插座和插針在互相連接的時候，如果接反了，就無法插入。第二個是中問部分，它是用于安裝維修用的，整個插針板在插入的過程中，可以用來導向，甚至可以保證編碼和極性的正確。外壁用來保護端子和連接器的導向，這個端子就是插針部分，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計，這樣可以大大提高接觸的可靠性。

3 連接器在無線通信系統中的應用

　　圖3表示的是典型的無線通信系統的基站內部互聯，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。

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　　圖4表示的是基站控制器、移動交換網絡和網關支持節點之間的典型互聯。這些互聯也用到了多種連接器。

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　　移動手機用的開關式同軸連接器主要用于提供手機內的天線和汽車外部天線之間的信號的切換。這種開關式的連接器，它的表面安裝有三種高度，分別是3.5mm、4.5mm和6.0 mm。表面安裝開關式連接器直接和手機天線連接。由于功率元件和天線或開關間距離短，因此內部沒有電纜，信號傳輸非常好。它的性能指標如下：

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　　無線通信系統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、子板／堆疊用連接器、信號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 連接器的信號完整性設計

　　連接器在進行信號完整性設計時，需要考慮：

　　1、與整個互聯傳輸線阻抗的連續性；

　　2、連接器各插針問的串擾；

　　3、有時序要求，要考慮連接器上的延時。

　　連接器的分析方法與一般的信號分析方法基本一樣，部是利用仿真軟件進行仿真，并對結果進行分析，得出結論。

　　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孔效應的精確建模、仿真對于預測信號質量非常重要。

　　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、焊盤問耦合等。除了SLM模擬的參數外，還能用來模擬串擾和地彈等。

　　· 單線模型（SLM）：適用于連接器中的單線，如高速信號傳輸線，可以用來模擬反射、時延和偏移、衰減以及信號傳輸質量。

　　· S參數模型：主要應用于頻域，可模擬吞吐量和串擾，通過時域變換，可產生阻抗、串擾、傳輸時延和眼圖等。

　　· IBIS模型：是一種基于V／I曲線的對I／0 BUFFER快速準確建模的方法，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（無耦合）、MLM（耦合）、模型級聯、板到板以及板到電纜等：

　　· SPICE模型：是最為普遍的電路級模擬程序，被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件信號完整性是貫穿于高速數字電路設計中的最重要的問題之一，在此列出幾點建議：

　　A 對靈敏元件實施對噪聲器件的物理隔離；

　　B 阻抗控制、反射和信號終端匹配；

　　C用連續的電源和地平面層；

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

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