高频连接器介绍及设计重点(超详细_超经典)PPT
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5.波动和波导 波动和波导
波动的几个重要物理概念： 波速（wave velocity） 阻抗（impedance） 反射（reflection）与穿射（transmission）
Page:10
6.特性阻抗 为什么谈特性阻抗
连接器的自容和自感会影响其特性阻抗(impedance) 电磁波在传输线中传递时，会因为传输线中特性阻抗的不连 续或不匹配，而造成电磁波的反射，因此连接器的特性阻抗必须 与前后的传输线相近。 若是连接器和系统发生阻抗不匹配(impedance mismatch)的 现象，如此一来此高频参数（特性阻抗）将扮演信号传输时衰减 量的来源之一。
Page:3
1. 前言
电子连接器（Electrical connector）是泛指所有用在电子讯号 与电源上的连接元件及附属配件，广义的连接器还包含插座、插 头及Cable组立等。从电子封装的观点上来看，连接器是互相连接 （interconnection）部份可离合或是替换的元件，换言之是所有讯 号间的桥梁，因此连接器的性质将会牵动整个电子系统的运作品 质。
所以在USB 1.1中并不须去考虑高频的效应。 反观在USB 2.0中，其最快传输速度为480Mbps，上升时间（rise time） 为500ps，所以由
Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=1GHz 再由λ=c/f中可求出λ=3×108/1×109M=0.3M=300mm L/6=λ/12=300/12(mm)=25(mm)<33(mm)
Page:4
2. 信号传输的方式
信号的传输方式，可分为两种： 1.单端信号（single-ended） 2.差动信号（differential mode signal）
所谓的单端信号，既是在驱动器和接收器中，一个信号的传 输仅需要一个导体（端子pin）。 差动信号的传输则是在驱动器和接收器中，需要两个完全相 同并且匹配的导体，在这两个导体上所传输的信号为两个互 补的信号，也就是大小相同（振幅相同）并且极性相反（相 位差180度）的两个信号。
在基本的电路学理论，只是电磁理论马克斯威尔方程式的近 似，也就是在特殊的状况下才合理，主要是因为在电路学中，元 件大小远小于信号的波长，由于波长远大于元件尺寸时，信号通 过元件后的电压电流的相位差可以忽略不计，则此时的元件视为 集总元件（Lumped element），换句话说，当工作频率在微波频 段中时，元件的尺寸与波长大小差不多，则信号通过元件后的电 压电流位差异很可能有大的差异，则此时的元件为散布元件 （distributed element）。
电子连接器主要的功能为完整且正确的传输讯号，所以在整 个电子系统中，电子连接器是一个典型的被动元件，它的发展与 演进完全跟着电脑的CPU，近年来由于CPU的速度不断提高，由 早期的33MHz、66MHz到Pentium III 500MHz至最近的Pentium 4 3.06GHz，连带地提升主机板与电脑周边的电子信号传输速度， 因此担任电子信号传输桥梁的电子连接器的高频电气特性，便成 为电子连接器厂商一个重要的议题。
所以在USB 2.0中就必须考虑高频的效应。 （以上推论是在€=1的条件下）
Page:8
4.高频连接器的重点要求项目
特性阻抗（Characteristic Impedance) 串音杂讯（Crosstalk） 传递延迟（Propagation Delay） 偏移（Skew） 介入损失（Insertion Loss）or 衰减（Attenuation）
Page:6
3.高频连接器的条件
何种电子连接器必须考虑高频的影响，以下为一般的推论：
由上可得若电子连接器长度大于λ/12mm，则必须视为散布元件 （distributed element），在此状况下就要考虑高频效应的影响。
Page:7
3.高频连接器的条件
例：USB连接器长度约为33mm USB 1.1中其最快传输速度为12Mbps，上升时间（rise time）为20ns 所以由Tr×f =0.5中可得出f=0.5/Tr=25MHz 再由λ=c/f中可求出λ=3×108/25×106M=12M=12000mm L/6= λ/12=12000/12(mm)=1000(mm)>>33(mm)
Rev.A
高频连接器详细介绍及设计重点
Page:1
Rev.
Rev. A
Revision change description :
百度文库
Change cause/description
Initial release
Note
Lex Ai 2011.03.24
Page:2
Index
1 前言-----------------------------------------------2 信号传输的方式--------------------------------3 高频连接器的条件-----------------------------4 高频连接器的重点要求项目-----------------5 波动和波导--------------------------------------6 特性阻抗-----------------------------------------7 串音杂讯-----------------------------------------8 传递延迟-----------------------------------------9 偏移-----------------------------------------------10 衰减-----------------------------------------------11 Summary------------------------------------------
Page:5
2. 信号传输的方式
由于电子连接器为一被动元件，它的主要功能为将信号完整 的由IC传至DEVICE及传回IC，而所谓信号完整的定义为信号在 电路中能以要求的时序和电压做出响应的能力，也就是判断数位 讯号是0或是1。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压 幅度到达IC，该电路就有很好的信号完整性：反之，就出现了信 号完整性的问题，IC就可能误判或丢失部分数据。
5.波动和波导 波动和波导
波动的几个重要物理概念： 波速（wave velocity） 阻抗（impedance） 反射（reflection）与穿射（transmission）
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6.特性阻抗 为什么谈特性阻抗
连接器的自容和自感会影响其特性阻抗(impedance) 电磁波在传输线中传递时，会因为传输线中特性阻抗的不连 续或不匹配，而造成电磁波的反射，因此连接器的特性阻抗必须 与前后的传输线相近。 若是连接器和系统发生阻抗不匹配(impedance mismatch)的 现象，如此一来此高频参数（特性阻抗）将扮演信号传输时衰减 量的来源之一。
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1. 前言
电子连接器（Electrical connector）是泛指所有用在电子讯号 与电源上的连接元件及附属配件，广义的连接器还包含插座、插 头及Cable组立等。从电子封装的观点上来看，连接器是互相连接 （interconnection）部份可离合或是替换的元件，换言之是所有讯 号间的桥梁，因此连接器的性质将会牵动整个电子系统的运作品 质。
所以在USB 1.1中并不须去考虑高频的效应。 反观在USB 2.0中，其最快传输速度为480Mbps，上升时间（rise time） 为500ps，所以由
Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=1GHz 再由λ=c/f中可求出λ=3×108/1×109M=0.3M=300mm L/6=λ/12=300/12(mm)=25(mm)<33(mm)
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2. 信号传输的方式
信号的传输方式，可分为两种： 1.单端信号（single-ended） 2.差动信号（differential mode signal）
所谓的单端信号，既是在驱动器和接收器中，一个信号的传 输仅需要一个导体（端子pin）。 差动信号的传输则是在驱动器和接收器中，需要两个完全相 同并且匹配的导体，在这两个导体上所传输的信号为两个互 补的信号，也就是大小相同（振幅相同）并且极性相反（相 位差180度）的两个信号。
在基本的电路学理论，只是电磁理论马克斯威尔方程式的近 似，也就是在特殊的状况下才合理，主要是因为在电路学中，元 件大小远小于信号的波长，由于波长远大于元件尺寸时，信号通 过元件后的电压电流的相位差可以忽略不计，则此时的元件视为 集总元件（Lumped element），换句话说，当工作频率在微波频 段中时，元件的尺寸与波长大小差不多，则信号通过元件后的电 压电流位差异很可能有大的差异，则此时的元件为散布元件 （distributed element）。
电子连接器主要的功能为完整且正确的传输讯号，所以在整 个电子系统中，电子连接器是一个典型的被动元件，它的发展与 演进完全跟着电脑的CPU，近年来由于CPU的速度不断提高，由 早期的33MHz、66MHz到Pentium III 500MHz至最近的Pentium 4 3.06GHz，连带地提升主机板与电脑周边的电子信号传输速度， 因此担任电子信号传输桥梁的电子连接器的高频电气特性，便成 为电子连接器厂商一个重要的议题。
所以在USB 2.0中就必须考虑高频的效应。 （以上推论是在€=1的条件下）
Page:8
4.高频连接器的重点要求项目
特性阻抗（Characteristic Impedance) 串音杂讯（Crosstalk） 传递延迟（Propagation Delay） 偏移（Skew） 介入损失（Insertion Loss）or 衰减（Attenuation）
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3.高频连接器的条件
何种电子连接器必须考虑高频的影响，以下为一般的推论：
由上可得若电子连接器长度大于λ/12mm，则必须视为散布元件 （distributed element），在此状况下就要考虑高频效应的影响。
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3.高频连接器的条件
例：USB连接器长度约为33mm USB 1.1中其最快传输速度为12Mbps，上升时间（rise time）为20ns 所以由Tr×f =0.5中可得出f=0.5/Tr=25MHz 再由λ=c/f中可求出λ=3×108/25×106M=12M=12000mm L/6= λ/12=12000/12(mm)=1000(mm)>>33(mm)
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高频连接器详细介绍及设计重点
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1 前言-----------------------------------------------2 信号传输的方式--------------------------------3 高频连接器的条件-----------------------------4 高频连接器的重点要求项目-----------------5 波动和波导--------------------------------------6 特性阻抗-----------------------------------------7 串音杂讯-----------------------------------------8 传递延迟-----------------------------------------9 偏移-----------------------------------------------10 衰减-----------------------------------------------11 Summary------------------------------------------
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2. 信号传输的方式
由于电子连接器为一被动元件，它的主要功能为将信号完整 的由IC传至DEVICE及传回IC，而所谓信号完整的定义为信号在 电路中能以要求的时序和电压做出响应的能力，也就是判断数位 讯号是0或是1。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压 幅度到达IC，该电路就有很好的信号完整性：反之，就出现了信 号完整性的问题，IC就可能误判或丢失部分数据。