高频连接器介绍及设计重点(超详细_超经典)PPT

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高频电路课件

高频电路课件

频域分析
以频率为自变量,通过傅里叶变换将 时域信号转换为频域信号,适用于稳 态信号和周期性系统的分析。
电路仿真分析
电路仿真软件
如Multisim、SPICE等,可用于高频 电路的仿真分析,模拟电路的实际工 作情况。
仿真实验
通过电路仿真软件进行实验,可以避 免实际硬件实验的风险和成本,提高 实验效率和精度。
详细描述
滤波器在高频电路中广泛应用,根据不同的需求,可以选择不同的滤波器类型,如低通滤波器、高通 滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。滤波器设计需要考虑信号频率、带宽、插入损耗等因素。
放大器设计
总结词
放大器用于放大高频信号,提高信号的幅度和功率。
详细描述
放大器在高频电路中起着关键作用,其性能直接影响整个系统的性能。放大器设计需要 考虑增益、带宽、线性度、噪声系数等参数,同时还需要考虑散热和电磁兼容等问题。
高频电路应用领域
01
02
03
04
通信系统
高频电路在通信系统中用于信 号传输和处理,如手机、无线
局域网、卫星通信等。
雷达和导航系统
高频电路用于雷达和导航系统 的信号发射和接收,实现目标 探测、定位和跟踪等功能。
广播和电视系统
高频电路用于广播和电视系统 的信号传输和发射,实现音频
和视频信号的传输。
电子对抗系统
高频电路面临的挑战
01
02
03
信号衰减和失真
高频信号在传输过程中容 易发生衰减和失真,对电 路性能产生影响。
噪声干扰
高频电路容易受到各种噪 声的干扰,如热噪声、散 弹噪声等,影响信号的传 输质量。
材料限制
目前可用于高频电路的合 适材料有限,这限制了电 路性能的进一步提升。

高频连接器设计必看

高频连接器设计必看

电缆的阻抗本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节,只是此课题的摘要介绍。

如果您希望很好地使用传输线,比如同轴电缆什么的,就是时候买一本相关课题的书籍。

什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程,当然还少不了数学方面的底蕴。

什么是电缆的阻抗,什么时候用到它?首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。

当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候,good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。

这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。

传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同,以使功率转移达到最大化,并使目的设备端的信号反射最小化。

在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同,而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。

电缆阻抗是如何定义的?电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。

(伏特/米)/(安培/米)=欧姆 欧姆定律表明,如果在一对端子上施加电压(E),此电路中测量到电流(I),则可以用下列等式确定阻抗的大小,这个公式总是成立:Z = E / I无论是直流或者是交流的情况下,这个关系都保持成立。

特性阻抗一般写作Z0(Z零)。

如果电缆承载的是射频信号,并非正弦波,Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。

所以特性阻抗由下面的公式定义:Z0 = E / I电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。

所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式:其中R=该导体材质(在直流情况下)一个单位长度的电阻率,欧姆G=单位长度的旁路电导系数(绝缘层的导电系数),欧姆j=只是个符号,指明本项有一个+90'的相位角(虚数)π=3.1416L=单位长度电缆的电感量c=单位长度电缆的电容量注:线圈的感抗等于XL=2πfL,电容的容抗等于XC=1/2πfL。

从公式看出,特性阻抗正比于电缆的感抗和容抗的平方根。

对于电缆一般所使用的绝缘材料来说,和2πfc相比,G微不足道可以忽略。

在低频情况,和R 相比2πfL微不足道可以忽略,所以在低频时,可以使用下面的等式:注:原文这里是Zo = sqrt ( R / (j * 2 * pi * f * L))应该是有个笔误。

电连接器高频分析实战演示

电连接器高频分析实战演示

测试方法
使用微波测试系统,如矢量网络分析仪和 信号发生器等设备,对微波连接器的复数 阻抗、电压驻波比等进行测试和分析。
05
电连接器高频分析未来发展与挑 战
新材料与新工艺的应用
新材料
采用具有高导电性、低电阻、低热膨胀系数的铜合金、银合金等新材料,以提高电连接器的传输性能和可靠性。
新工艺
采用激光焊接、超声波焊接等新工艺,以提高电连接器的制造精度和可靠性,同时降低制造成本。
测试方法
使用网络分析仪和频谱分析仪等设备,对射频连接器的S参数、阻 抗、带宽等进行测试和分析。
关键参数
S参数、阻抗、带宽、机械稳定性等。
微波连接器分析
微波连接器分析
关键参数
微波连接器在雷达、卫星通信等领域具 有重要应用。通过高频分析,可以评估 微波连接器的电气性能和传输效率。
复数阻抗、电压驻波比、传输效率等。
结果解读
根据性能参数的变化趋势,评估电连 接器在高频下的性能表现,并对其在 实际应用中的可靠性进行评估。
04
电连接器高频分析高速数据传输电连接器分析
在高速数据传输领域,电连接器的性能至关重要。通过高 频分析,可以评估连接器的信号完整性和传输速率,确保 其在高频环境下能够稳定传输数据。
测试步骤与测试方法
01
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04
3. 连接测试设备,确保所有 设备连接正确无误。
4. 设置测试参数,包括频率 范围、功率等。
5. 开始测试,记录测试数据 。
测试方法:采用矢量网络分析 仪对电连接器进行频率扫描, 观察其在不同频率下的性能表
现。
测试结果分析与解读
结果分析
根据测试数据,分析电连接器在不同 频率下的插入损耗、反射系数和电压 驻波比等性能参数。

连接器高频设计

连接器高频设计
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。
6.特性阻抗 模拟讯号线长度变化对自容和自感值的影响
电气参数 高度变化
4.5mm 6.5mm 12mm 14mm
自容值Cself(pF)
0.713475 0.811567 1.0744 1.16462
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。
1.增加两导体之间的距离。 2.减少导体的横截面。 3.导体长度愈短愈好。 4.改变胶芯的介电常数。
8.传递延迟 何谓传递延迟(Propagation Delay)
把人比喻成讯号 人跑步比喻成讯号传输 跑步经过的路比喻成讯号传输的路径 人从起跑沿着路最后到达目的地所花费的时间称为总共 的传递时间延迟
8.传递延迟 Point to remember
降低单位长度的电容或降低单位长度的电感,可降低传递 延迟(Propagation Delay)
增加介质的介电系数,可降低传递延迟( Propagation Delay)
9.偏移 何谓偏移(Skew)
许多的人比喻成许多的讯号 许多人跑步比喻成许多的讯号传输 跑步经过的路比喻成讯号传输的路径 每个人从起跑沿着路最后到达目的地所花费的时间差 异称为Skew

连接器基本知识介绍 ppt课件

连接器基本知识介绍  ppt课件
(Right Angle直角). RA型PIN腳為直角.使用比較少. ST型PIN腳為平腳,使用廣泛,目前LCG所用之連接器基本上為ST型. SMT用連接器可連接FFC(FPC),HEADER.
12P RA FFC
12P ST FFC
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3P HEADER
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DIP用連接器,外型大,結構及組成比較複雜. 其PIN角均為直角.
Level 2: Board To Board (PC板至PC板) Add On Card To Motherboard: AGP, PCI, ISA, MCA, EISA, AMR, CNR Edgecard
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Level 2
Level 3: Subsystem To Subsystem (次系統至次系統) Power Supply Connection: Power Header, Socket FDD, HDD, CD-ROM, DVD Connection Header, Socket
K FTB CONN
12P AV CONN
廣義的連接器還包括可直接使用的組件,其結構及組成更加複雜;
PAL 轉換連接器
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Pin Housing
Contact
3P Rca Jack
Shielding
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Lover Cover Upper Cover
PWB
25
三.連接器功能與參數組成
PPT课件
6
Rear Shield For K-FTB
PWB For Modular Jack
Plated Spring For 12P AV CONN
Shield Cover For 12P AV CONN

高频连接器介绍及设计重点(超详细_超经典)

高频连接器介绍及设计重点(超详细_超经典)
所谓的传递时间乃是电磁波在每单位长度传输线中,传递 所需要的时间,因此传递时间也就是波传速度的倒数。 对连接器而言,有时传递时间是指电磁波通过整个连接器 所需要的时间。
Page:25
8.传递延迟 传递速度(Propagation Velocity)
电子信号的传递速度是依据其周遭的环境所决定,在传输 线中的传递速度为:
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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。
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7.串音杂讯 模拟串音杂讯和信号线间距的关系
由上图可以发现当两信号线间的距离愈靠近时,串音杂讯 的峰值会愈大,也就是产生的串音杂讯愈严重。
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7.串音杂讯 模拟串音杂讯和介电常数的关系
在远端时互容造成的电容性电流和互感造成的电感性电流的极性相反, 当互容值随着介电参数的增加而增加,加上互感值不变,可以发现当 介电常数增加时,对应的远端串音杂讯将会变小。 在近端时,因为电容性电流和电感性电流的极性是相同的,所以具有 相加性,所以近端串音杂讯将随着介电常数的增加而增加。
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)

连接器基本知识介绍精品PPT课件

连接器基本知识介绍精品PPT课件

2020/10/12
3
連接器是什麼東東?
顧名思義,通俗地說,連接器就是將 兩種或兩種以上的物件連接到一塊的 媒介。廣義來說,連接器可以是硬體, 如我們日常見到的插座、手機插孔等 等,也可以是軟體,比如編程用到的 中間件等等。
連接器定義:
用以完成電路或電子机器等相互間電氣連接之器具(含附件)稱為連 接器
連接器的用途:
傳遞,傳送,轉換兩個介面之間資訊
是作為電路間, 組件間, 系統間電氣/電子傳輸連接部件, 使功率或 信號電流穩定可靠地流通, 又便于組合及維修
是通訊, 電腦, 家用電器, 工業自動化, 汽車, 電站等電氣/電子裝 置所不可缺少的重要机電元件
2020/10/12
4
連接器知名廠商
Tyco (AMP/Thomas & Betts/Augat) Molex FCI/Berg Foxconn (Hon Hai) Amphenol JST Hirose 3M ITT Cannon JAE
Header & Socket
2020/10/12
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PCB Header and Socket
2020/10/12
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Level 3 I/O Port
2020/10/12
17
Level 3 I/O Port
2020/10/12
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Stack Mini Din 產品結構
2020/10/12
19
2020/10/12
6
Rear Shield For K-FTB
PWB For Modular Jack
Plated Spring For 12P AV CONN
Shield Cover For 12P AV CONN

RF_connector(高频电子连接器简介)解读

RF_connector(高频电子连接器简介)解读

2. 高頻電子連接器之重點
Signal Integrity Impedance control (阻抗控制) Crosstalk (串音) Ground Noise (地雜訊控制) Electromagnetic Interference (EMI) (電磁波輻射之干擾)
Signals
傳輸速率之需求
InfiniBand 架構的傳輸速率為 2.5 Gbps 2. Ethernet 已有 Gigabit Ethernet 的規範 3. Rambus DRAM 傳輸速率已達 400Mbps 4. SCSI 的傳輸速率已規劃到 640 MBps 5. USB2.0 已達 480 Mbps 6. IEEE 1394b 已規劃到 1.6 Gbps 7. DVI 的傳輸速率已達 1.65 Gbps 8. 10 Gbps Ethernet 的聯盟已組成 ……
Impedance in Micro-strip Line
Reflections due to Impedance Mismatch
ZS Zo Z S Zo
REF
Z L Zo Z L Zo
Crosstalk(串音)



Crosstalk 是表示任意一條訊號線路干擾到鄰近其 他線路,造成雜訊及誤動作,此一現象在高頻訊 號時尤其嚴重。 Crosstalk 之產生,分電容性及電感性兩類。 Crosstalk 之定義分遠端(far end crosstalk, FEXT) 及近端(near end crosstalk, NEXT) 兩種,常用% 或dB表示crosstalk 之大小,例如 5% 或 26dB。 Connectors crosstalk 的控制較標準傳輸線的控 制為困難,原因為 connectors pitch 較大,signal lines 間之 shielding 較為難作,接腳必須露出與 PCB 接觸。

高频连接器技术讲义

高频连接器技术讲义

Plug Side
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Electrical Analysis Model
This figure shows the 9-pin model for the electrical simulation. Though the solder pads were included, this model does not include the effects of vias, ground, power planes and/or trace routing on the module and motherboard.
Differential Propagation Delay @ 50ps
111 ps
Differential Cross Talk @ 50ps (20-80%)
0.04 %
0.37 %
Impedance @ 250ps (20-80%)
82.1 Ohms
79.9 Ohms
Changes done on the solder tail of the cable contact (Rev 1) improve impedance matching. However, the increased cable contact thickness (rev 2) proves to be of no consequence to the results.
VSWR @ 1.25 GHz
1.18 1.12
Similar to the impedance results, this plots shows that electrically, Rev 1 and 2 are not distinct from each other.

高频连接器

高频连接器

在影音通讯产业蓬勃发展下,各式电子产品持续追求更佳的传输质量与实时性,并提供多元化应用,这些需求迫使讯号传递速度持续朝高速发展。

为提升讯号传递的速度及缩短用户的等待时间,除改变讯号编码方式外,降低讯号位准或提供全双功的传输模式都成为改良的手段;为达此目标,各组件或装置间对于讯号衰减与失真以及噪声干扰的容许度也伴随下降。

因此,作为沟通架桥的连接器,其对于传输讯号质量与速度的影响也日趋受到重视。

以数据传输为例,早期USB 1.0的最大传输速度为12Mbps ,到了USB 2.0时最大传输速度为480Mbps ,最近相当热门的USB 3.0 (SuperSpeed USB)更从480Mbps提升到4.8Gbps 以上,通讯模式也从半双功提升至全双功,这些改良皆使连接器不再是讯号传递链上的瓶颈。

除了速度的提升之外,3C 产品的小型化发展,使得连接器的外观尺寸也越来越迷你,以USB 的发展来看,由应用广泛的标准型A 、B Type 到Mini 系列,其外观尺寸已缩小有6 倍之多,2007 年更因行动通讯的轻薄需求而发展出Micro 系列产品。

另外,多媒体图像处理器(如显示器、电视)的数字化也带给连接器产业相当大的变化;由仅提供影像的连接器(如AV端子LVDS),发展到能同时提供高画质与高音质的连接器(如HDMI(图二)、DisplayPort(图三)等,也是朝高速、多任务且微型化发展。

由此可知,连接器产业未来势必朝向轻薄短小,同时具有快速传输讯号的方向发展。

图二、HDMI 连接器种类图三、DisplayPort 连接器高频连接器测试发展早期低速连接器并不需要提供大量的讯号传递,对于连接器的电气性能多只要求直流电性导通与否,在测试上则相对较重视机械性能,例如插拔力、插拔寿命、端子保持力及接触电阻测试等,因为这些试验都会对机械与导通性能造成影响。

进入2000年之后,USB 及IEEE1394(注4)相继问世,宣告连接器进入另一个时代,连接器从原本只要求电流是否导通到大量讯号的传递,在量测上也顺势加入了特性阻抗(Impedance)、传输延迟(Propagation Delay)、传输时滞(Propagation Skew)、衰减(Attenuation)等测试项目。

连接器介绍PPT优秀课件

连接器介绍PPT优秀课件

--- ASTM D-150
塑膠材料物性表
LCP Sumitomo Sumikasuper
E6006
LCP Sumitomo Sumikasuper E6006L
BLACK 1.62 0.02 0.19 0.62 30
NATURAL 1.62 0.02 0.19 0.74 30
1394 2.04 1495 107000 14.6 48.4
PA6T Mitsui ARLEN CH230N
BLACK 1.62 0.3 0.3 0.5 30
1629 2.27 2179 105635 9.95
310 290 3.0 6.0 V-0
25 1015 ----4.0 0.013
PA6T Mitsui ARLEN CH430N
BROWN 1.66 0.3 0.3 0.7 30
Confidential
Page12
10/11‘99
Choice of Plastic Material
Design Guide
連接器設計選用塑膠原料的原則
由於連接器的housing結構特點基本上都是,薄肉(最小的小於0.2mm),多pin孔,細長結 構,同時因應IT行業的產品更新換代快,競爭激烈,所以材料的選擇必需遵循一下的 原則: 1. 流動性好,可成型肉厚較薄的產品(如LCP,PPS,NAYLON類) 2. 高強度,抗沖擊性, 3. 耐高溫(SMT焊接制程的需要) 4. 優異的電氣性能(高絕緣電阻,低的介電常數) 5. 冷卻速度快(縮短成型周期,提高效率,節約成本) 6. 在滿足性能的狀況下,盡量選用價格便宜的材料
體積阻抗 volume resistively Ω-cm ASTM D-257
表面阻抗 surface resistively

连接器设计基础ppt课件

连接器设计基础ppt课件

3.2 保持力設計參數
保持力設計參數包括:塑膠選用,端子卡 榫設計,干涉量設計。
smt type connectors 必須使用耐高溫的塑 膠材料,常用的包括:LCP,Nylon,PCT, PPS等。
端子卡榫設計大致分為單邊及雙邊兩類, 每一邊又可以單層及雙層或三層。
干涉量通常設計在40 mm-130 mm 之間
的關係,增加正向力可改善瞬斷問題。 正向力會嚴重影響電鍍層之耐磨耗性。
1.2 正向力與接觸電阻關係
50.0 40.0 30.0
T:0.15 R:0.30 Au: 1 Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5
LLCR ( mOhm )
20.0
10.0
會大於 nominal stress ,因此應排除應力集中效應。 高應力設計的趨勢:Connector 小型化的趨勢,使
端子最大應力已大於材料強度,如何在臨界應力下 設計端子是重要課題。 臨界應力的設計應以理論應力值為基礎來設計,所 考慮的因素包括:位移量,理論應力,永久變形量, 反覆差拔次數。
3.3 保持力實驗設計
3.4 卡榫的設計變數
卡榫的設計變數包括:
單邊與雙邊 單凸點與雙凸點 凸點平面寬度(4,8 mm) 凸點插入角度(30, 60) 前後凸點高度差(0.02, 0.04 mm)
3.5 保持力設計準則
1. 塑膠材料的保持力差異性很大,同一種卡榫及 干涉量的設計,不同的塑料,保持力會有500 gf 以上的差別。
2. 一般而言:nylon的保持力大於LCP,PCT則介 於兩者之間,但同樣是LCP,不同廠牌間的差 異性非常大,有將近400 gf的差異。
3. 干涉量的設計最好介於40 mm-100 mm 之間,因 為干涉量小於40 mm ,保持力不穩定,大於100 mm,保持力不會增加,干涉量介於兩者之間, 保持力呈現性的方式增加,增加的量隨材料及 卡榫設計的差異約在30-120 (gf/10mm)。

高频连接器技术讲义

高频连接器技术讲义
Notes:1GHz=1,000MHz ,1MHz=1,000,
同軸射頻連接器范例
二.高頻連接器,具備如下幾個特點:
三.高頻/射頻连接器的根本性 1-1特性阻能抗(impendence):水管例子講解
1-2插入损耗(insertion loss):对连接器的要求主 要是插入损耗小,反射损耗高,插入损失是指由于 连接器的引入而导致的链路功率损耗,定义为连接 器的输出功率与输入功率比的分贝数.如图2,设输 入功率为PI, 输出功率为PO,.那么此连接器的插入 损耗为:
111 ps
Differential Cross Talk @ 50ps (2080%)
0.04 %
0.37 %
Impedance @ 250ps (2080%)
82.1 Ohms 79.9 Ohms
Changes done on the solder tail of the cable contact (Rev 1) improve impedance matching. However, the increased cable contact thickness (rev 2) proves to be of no consequence to the results.
include the effects of vias, ground,
power planes and/or trace
routing on the module and
motherboard.Pin#1Pin #9Pin Designations: G G Tx+ Tx- G Rx+ Rx- G G
SAS Specification Limits*
Differential Impedance @ 50ps (2080%)

连接器各零件设计重点详细介绍.

连接器各零件设计重点详细介绍.

连接器各零件设计重点1.Housing☆连接器的主结构。

☆其它各零件靠它决定空间定位。

☆导体零件间的绝缘功能。

☆尺寸规划须兼顾成型性。

☆选材料须顾虑客户的制程条件。

☆因应用段需求而须限制模具进胶口者,须注明于图面上。

它是整个连接器的主体构件,其它的零件往它身上组装。

它大致决定连接器的外观尺寸,需确认其结构强度能承受最终使用者正常使用的破坏力或是客户明定的测试规格(例如:要求施加各方向的力于外接cable,不能看到破坏;或是安装螺丝时,施加适当的扭力不能造成破坏)。

既然是主体构件,自然肩负各零件定位的责任,因此与其它零件互配部位的尺寸与公差(包括几何公差)需拿捏适当。

重要feature ( 例如:安装端子的孔,其抽屉宽度)若是由单一模仁决定其尺寸,而该模仁又可由磨床加工制作,则可设定尺寸公差+ /- 0.02 mm,以确保功能。

其它如正位度、平面度、轮廓度等几何公差也要适当运用,方可确保功能。

端子除了靠housing 做空间上的定位,还须靠housing 对它的固持力量来产生端子力学行为上的边界条件(例如悬臂梁式端子的fixed end ),进而在公母座配接时产生适当的正向力,同时避免退pin 的情形发生。

因此端子与housing 的干涉段尺寸与形状拿捏必须非常小心。

适当的端子倒刺形状以及干涉量,才能得到适当的端子保持力,又不至于因干涉过大造成housing 变形或破裂。

在电气功能方面,housing 肩负各导体零件之间的绝缘功能,以一般工程塑料阻抗值而言,只要射出成型做得到的厚度,后续加工过程又没有造成结构破坏,则塑料产生的绝缘阻抗与耐电压效果都可符合规格要求。

只有在吸湿性非常强的材料或是端子压入造成塑料隔栏破裂的情况下,可能发生塑料部分的绝缘阻抗或耐电压不合格的情形,否则该担心的多半是裸露在塑料之外的导体零件之间的绝缘效果,因为空气的绝缘效果远不及工程塑料的好。

Housing 的设计除了考虑上述的功能性,也须考虑射出成型的制造性,太厚或太薄或是厚薄不均都不适合,太厚则缩水严重,太薄不易饱模,厚薄不均则液态塑料充填时流动波前不平衡易造成冷却翘曲。

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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。
Rev.A
高频连接器详细介绍及设计重点
Page:1
Rev.
Rev. A
Revision change description :
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------------------------------------------
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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。
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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。
Page:7ຫໍສະໝຸດ 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)
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。
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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 2.0中就必须考虑高频的效应。 (以上推论是在€=1的条件下)
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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)
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)
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)。
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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。
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