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(chǎn)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(huán)境中，比如航空航天、鐵路運輸、公路運輸?shù)龋瑢﹄娖鞯臎_擊和振動是很強的。

連接器的發(fā)展具有以下特點：

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也很大；

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

表1中列出的是典型的高速連接器的型號。在傳統(tǒng)并行同步數(shù)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(lián)要解決的主要問題。

高速連接器在發(fā)展中所采用的幾個關(guān)鍵技術(shù)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(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致的延時差異；3、為了獲得最大的傳輸效率，連接器的特性阻抗值應與傳輸電路的特性阻抗相匹配。

連接器在有線系統(tǒng)中的應用

圖1所示為一個PSTN網(wǎng)的交換機，該交換機由7個部分組成。除了機箱尺寸的區(qū)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(tǒng)、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(tǒng)所組成的只有很少的電腦板以及信令控制板。

表1 高速連接器的基本特性


任何網(wǎng)絡都需要連通性，以便把單個設備組合成一個網(wǎng)絡系統(tǒng)?，F(xiàn)今網(wǎng)絡中，互聯(lián)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(wǎng)絡系統(tǒng)；另一方面，如今都采用標準化的互聯(lián)，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(qū)構(gòu)建成一個網(wǎng)絡，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方面：首先，能在單個設備內(nèi)的電路板和單個電元件間實現(xiàn)電連接；第二，如果采用標準化的互聯(lián)，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(qū)構(gòu)建成一個網(wǎng)絡，以滿足商業(yè)或社區(qū)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(huán)境和設備服務期內(nèi)的工作強度。

針對有線通信系統(tǒng)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，保證高可靠性；

• 可選擇氣密性連接或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(qū)別；

• 要保證EMI特性和機箱接地。

圖2是典型的連接系統(tǒng)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。第二個是中間部分，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。


圖1 PSTN網(wǎng)交換機


圖2 連接系統(tǒng)中典型的背板連接器的設計

連接器在無線通信系統(tǒng)中的應用

圖3表示的是典型的無線通信系統(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、移動交換網(wǎng)絡和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點之間的典型互聯(lián)。這些互聯(lián)也用到了多種連接器。

移動手機用的開關(guān)式同軸連接器主要用于提供手機內(nèi)的天線和汽車外部天線之間的信號的切換。這種開關(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。表面安裝開關(guān)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(guān)間距離短，因此內(nèi)部沒有電纜，信號傳輸非常好。它的性能指標如下：

• 工作頻率：高達2.4GHz

• 標準阻抗：50歐姆

• VSWR：1GHz時為1.15:1；2GHz時小于1.20:1

• 插入損耗：2GHz時最大為-0.30dB

• 使用壽命：30,000 次

• 溫度范圍：-40℃到+85℃

無線通信系統(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/電纜到印刷板連接器、微處理器所用電源連接器以及電源輸入所用連接器。



圖3 典型的無線通信系統(tǒng)的基站內(nèi)部互聯(lián)



圖4 基站控制器、移動交換網(wǎng)絡和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點之間的典型互聯(lián)


圖5 無線通信系統(tǒng)的電源連接器

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(lián)傳輸線阻抗的連續(xù)性；2、連接器各插針間的串擾；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，都是利用仿真軟件進行仿真，并對結(jié)果進行分析，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孔效應的精確建模、仿真對于預測信號質(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、焊盤間耦合等。除了SLM模擬的參數(shù)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(zhì)量。

• S參數(shù)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(chǎn)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/O 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(lián)、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(shù)字電路設計中的最重要的問題之一，在此列出幾點建議：

• 對靈敏元件實施對噪聲器件的物理隔離；

• 阻抗控制、反射和信號終端匹配；

• 用連續(xù)的電源和地平面層；

• 布線中盡量避免采用直角；

• 差分對布線長度要相等，以保證在接收端良好的抑制比；

• 高速電路設計中應考慮串擾問題，包括近端串擾和遠端串擾；

• 電源退耦問題，也就是說加在電路上的電源一定要通過電感電容的退耦。