高速连接器和背板测试分析及方案
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的电气连接元件，用于连接电子设备的不同部件。
连接器的品质直接影响到整个电子设备的可靠性和性能。
因此，对连接器进行准确的测量和质量控制非常重要。
本文将介绍连接器测量的目的、方法和解决方案。
二、连接器测量的目的连接器测量的目的是评估连接器的性能和质量，确保其满足设计要求和使用需求。
具体目的包括：1. 测量连接器的物理尺寸，如长度、宽度、高度等，以确保其与设备的匹配性。
2. 测量连接器的电气特性，如电阻、电容、电感等，以评估其导电性和信号传输能力。
3. 测量连接器的机械性能，如插拔力、插拔次数等，以评估其可靠性和耐久性。
4. 检测连接器的外观缺陷，如划痕、变形等，以确保其外观完好。
三、连接器测量的方法连接器测量可以采用多种方法，包括手工测量、机械测量和自动化测量等。
具体方法如下：1. 手工测量：使用简单的测量工具，如卡尺、游标卡尺等，对连接器的尺寸进行手工测量。
这种方法适用于小批量生产和样品测量。
2. 机械测量：使用专用的连接器测量设备，如连接器千分尺、连接器测量机等，对连接器的尺寸和电气特性进行测量。
这种方法适用于大批量生产和高精度要求。
3. 自动化测量：利用自动化设备和仪器，如机器视觉系统、自动连接器测量机等，对连接器进行全面的自动化测量。
这种方法适用于大规模生产和高效率要求。
四、连接器测量的解决方案为了提高连接器测量的准确性和效率，可以采用以下解决方案：1. 使用高精度的测量设备：选择具有高精度和稳定性的连接器测量设备，以确保测量结果的准确性。
2. 建立标准化的测量流程：制定连接器测量的标准操作流程，并进行培训和质量控制，以确保测量结果的一致性。
3. 制定合理的测量指标：根据连接器的设计要求和使用需求，制定合理的测量指标，以评估连接器的性能和质量。
4. 应用自动化技术：利用机器视觉系统、自动连接器测量机等自动化设备，实现连接器的快速、准确和高效测量。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的组件之一，用于连接不同的电路或设备。
连接器的质量和性能对于电子设备的正常运行至关重要。
本文将介绍连接器的测量方法及相应的解决方案，以确保连接器的质量和性能达到要求。
二、连接器测量方法1. 外观测量外观测量是连接器质量控制的首要步骤。
通过使用光学显微镜和高精度测量仪器，可以测量连接器的尺寸、形状、表面光洁度等参数。
这些参数对于连接器的插拔性能和稳定性具有重要影响。
2. 电气性能测量连接器的电气性能是连接器质量的关键指标之一。
常用的电气性能测量包括接触电阻、绝缘电阻、插拔力、接触力等参数的测量。
通过使用专业的测试仪器，可以准确测量连接器的电气性能，并及时发现任何异常。
3. 机械性能测量连接器的机械性能是指连接器在插拔过程中的耐久性和可靠性。
常用的机械性能测量包括插拔次数、插拔力、插拔力变化等参数的测量。
通过使用专业的测试设备，可以模拟实际使用条件下的插拔过程，评估连接器的机械性能。
4. 环境适应性测量连接器在各种环境条件下的工作稳定性是连接器质量的重要指标之一。
常用的环境适应性测量包括温度循环测试、湿热循环测试、盐雾测试等。
通过模拟各种恶劣环境条件，可以评估连接器在不同环境下的工作性能。
三、连接器质量问题及解决方案1. 连接器接触不良连接器接触不良是常见的连接器质量问题之一。
造成接触不良的原因可能包括连接器的尺寸不准确、表面污染、接触件材料不合适等。
解决这个问题的方法包括定期清洁连接器、使用高质量的连接器材料、提高生产工艺等。
2. 连接器插拔力过大或过小连接器插拔力过大或过小都会影响连接器的正常使用。
插拔力过大可能导致连接器损坏，插拔力过小可能导致连接不牢固。
解决这个问题的方法包括优化连接器的结构设计、使用合适的材料、控制生产工艺等。
3. 连接器的机械性能不稳定连接器的机械性能不稳定可能导致连接器在长期使用中出现故障。
解决这个问题的方法包括优化连接器的结构设计、提高生产工艺、使用高质量的材料等。
５６Ｇ高速背板连接器结构设计与分析
第６期２０２１年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４１Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２１收稿日期：２０２１－０９－０５５６Ｇ高速背板连接器结构设计与分析曹永泉，王 勇，陈群强，木青峰（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，５５０００９） 摘要：本文介绍了目前国外传输速率５６Ｇｂｐｓ的高速背板连接器情况，对５６Ｇ高速背板连接器设计方面需要考虑的关键点进行分析，主要包括连接器设计、零件工艺设计和ＰＣＢ开孔设计，最后根据设计要点进行了产品实物开发和测试验证，测试结果满足指标要求，证明设计的合理性，同时为后续同类高速背板连接器的开发提供参考和借鉴。
关键词：连接器；设计Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２１．０６．００２中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２１）０６－０００６－０５ＴｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ５６ＧＨｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＢａｃｋｐｌａｎｅＣｏｎｎｅｃｔｏｒＣＡＯＹｏｎｇ－ｑｕａｎ，ＷＡＮＧＹｏｎｇ，ＣＨＥＮＱｕｎ－ｑｉａｎｇ，ＭＵｑｉｎｇ－ｆｅｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆ５６Ｇｈｉｇｈｓｐｅｅｄｂａｃｋｐｌａｎｅｃｏｎｎｅｃｔｏｒｗｉｔｈａｆｏｒ ｅｉｇｎｓｐａｃｅ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ｔｈｅｙｉｎｃｌｕｄｅｃｏｎｎｅｃｔｏｒｄｅｓｉｇｎ，ｐａｒｔｓｄｅｓｉｇｎａｎｄＰＣＢｄｅｓｉｇｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｏｎｅｋｉｎｄｏｆ５６Ｇｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｂａｃｋｐｌａｎｅｃｏｎｎｅｃｔｏｒｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｄｅｓｉｇｎｐｏｉｎｔｓ，ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｓａｔｉｓｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｈｉｇｈｓｐｅｅｄｂａｃｋｐｌａｎｅｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：５６Ｇｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｂａｃｋｐｌａｎｅｃｏｎｎｅｃｔｏｒ，ｄｅｓｉｇｎ１ 引言随着系统升级、数据处理量的快速增长，客户对高速连接器品种需求和性能提升需求越来越旺盛，特别通信设备领域（如骨干和城域网络传输设备、高端核心路由器等）及ＩＴ行业（如服务器、存储、数据中心、高性能计算机等）对高速背板连接器性能要求最高。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的组件，用于连接不同电路或设备之间的信号传输。
连接器的质量和性能对整个电子系统的稳定性和可靠性起着重要作用。
因此，进行连接器测量是确保设备正常运行的关键步骤。
本文将介绍连接器测量的目的、方法和解决方案。
二、连接器测量的目的连接器测量的主要目的是评估连接器的性能和质量，以确保其满足设计要求和行业标准。
具体目标包括：1. 测试连接器的电气性能，如电阻、电容、电感等参数。
2. 测试连接器的机械性能，如插拔力、插拔次数、接触电阻等。
3. 测试连接器的环境适应性，如耐高温、耐湿度、耐振动等。
4. 测试连接器的可靠性，如寿命、可靠性指标等。
三、连接器测量的方法连接器测量可以采用多种方法和工具，根据不同的测量要求选择合适的方法。
以下是常用的连接器测量方法：1. 使用万用表或示波器进行电气参数测量，如电阻、电容、电感等。
2. 使用插拔力计或力传感器测量连接器的插拔力。
3. 使用接触电阻测试仪测量连接器的接触电阻。
4. 使用温湿度测试仪测量连接器的耐高温和耐湿度性能。
5. 使用振动测试仪测量连接器的耐振动性能。
6. 使用寿命测试设备进行连接器的寿命测试。
四、连接器测量的解决方案为了满足连接器测量的需求，市场上提供了各种连接器测量解决方案。
以下是一些常见的解决方案：1. 自动连接器测试系统：该系统可以自动进行连接器的电气性能、机械性能和环境适应性测试。
通过自动化的测试流程和数据分析，提高测试效率和准确性。
2. 手持式连接器测试仪：该测试仪便携灵活，适用于现场测试和小批量测试。
可以测量连接器的电气参数、插拔力和接触电阻等。
3. 连接器寿命测试设备：该设备可以模拟连接器的使用环境，通过连续插拔连接器来测试其寿命和可靠性。
可以根据不同的连接器类型和要求进行定制。
4. 连接器测试夹具：夹具可以帮助固定连接器并提供稳定的测试环境，确保测量结果的准确性和可重复性。
五、连接器测量的重要性连接器是电子设备中常见的故障点之一，其质量和性能对整个系统的稳定性和可靠性有着重要影响。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的元件，用于连接电路之间的传输信号和能量。
连接器的质量和性能直接影响到整个电子设备的稳定性和可靠性。
因此，对连接器进行准确的测量和解决方案的研究具有重要意义。
本文将介绍连接器测量的目的、方法和解决方案。
二、连接器测量的目的连接器测量的目的是评估连接器的性能，包括电气性能、机械性能和环境适应性。
通过测量连接器的各项指标，可以评估连接器的可靠性、耐久性和适应性，并为连接器的设计和生产提供参考依据。
三、连接器测量的方法1. 电气性能测量：包括接触电阻、绝缘电阻、插拔力、插拔次数等指标的测量。
可以使用万用表、示波器、插拔力测试仪等仪器设备进行测量。
通过测量这些指标，可以评估连接器的导电性能、绝缘性能和插拔可靠性。
2. 机械性能测量：包括外观检查、尺寸测量、插拔力测量等指标的测量。
可以使用显微镜、卡尺、插拔力测试仪等工具进行测量。
通过测量这些指标，可以评估连接器的外观质量、尺寸精度和插拔力的合理性。
3. 环境适应性测量：包括温度、湿度、振动、冲击等环境条件下连接器性能的测量。
可以使用温湿度测试箱、振动台、冲击试验机等设备进行测量。
通过测量连接器在不同环境条件下的性能，可以评估连接器的环境适应性和稳定性。
四、连接器测量的解决方案连接器测量的解决方案主要包括测试设备的选择和测试方法的确定。
1. 测试设备的选择：根据连接器的特点和测量需求，选择适合的测试设备。
可以选择品牌知名、性能稳定可靠的测试设备，如安捷伦（Agilent）、罗德与施瓦茨（Rohde & Schwarz）等。
2. 测试方法的确定：根据连接器的测量指标和要求，确定合适的测试方法。
可以参考国际标准、行业标准和客户要求，制定详细的测试方案。
测试方法应包括测试步骤、测试条件、测试参数和测试结果的评估标准。
3. 数据分析和评估：根据测试结果，进行数据分析和评估。
可以使用数据分析软件，如MATLAB、Python等，对测试数据进行处理和分析。
高速背板设计考虑和创新解决方案
采用分布式电源为背板上的不同模块提供电力，提高电源的稳定性和可靠性。
利用热管的导热性能，将背板上的热量迅速传导到其他部位，降低背板的温度。
热管技术
采用液体冷却剂，通过循环流动带走背板上的热量，提高背板的散热效率。
液冷技术
使用导热界面材料填充背板和散热器之间的空隙，提高热传导效率。
导热界面材料
05
金属复合材料
02
利用金属的导热性和强度，与非金属材料结合，提高背板的热传导性和结构强度。
陶瓷材料
03
具有高硬度、高耐磨性以及优异的电绝缘性能，可用于制作高频连接器。
使用分布式电源
在电源入口和出口设置滤波器，减少电源噪声对背板的影响。
电源滤波技术
优化电源线布局
合理安排电源线的布局，减少电源线之间的相互干扰，提高电源传输效率。
CHAPTER
设计实例和分析
缺点
需要开发新的连接器技术和生产工艺，成本较高。
总结词
新型连接器技术能够提高背板的电气性能和可靠性。
详细描述
采用新型连接器技术，如嵌入式连接器，能够实现更紧密的连接，提高信号传输质量和速度，同时减少连接器之间的接触电阻和信号串扰。
优点
提高背板的电气性能和可靠性，实现更高速的数据传输。
连接器设计
03
CHAPTER
常见高速背板设计问题
信号在传输过程中，由于阻抗不匹配、线路损耗等因素，导致信号幅度减小。
信号衰减描述
信号传输距离增加、高频率信号的能量损失更大、电路板阻抗不匹配等。
原因分析
数据传输速率降低、误码率增加、系统性能下降。
影响
信号在传输线中遇到阻抗突变时，会产生反射波，影响信号完整性。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的元件，用于连接不同的电路板或设备。
连接器的质量和性能对设备的可靠性和稳定性至关重要。
因此，连接器的测量和解决方案是确保设备正常运行的关键环节。
本文将介绍连接器测量的重要性，以及一些常用的连接器测量方法和解决方案。
二、连接器测量的重要性1. 确保连接器的质量：连接器的质量直接影响设备的性能和可靠性。
通过连接器测量，可以检测连接器的电气性能、机械性能和物理性能，确保连接器符合规定的标准和要求。
2. 提高生产效率：连接器测量可以帮助生产厂商提前发现连接器的问题，及时进行调整和修复，避免不良产品的产生，提高生产效率和产品质量。
3. 降低成本：通过连接器测量，可以及时发现连接器的缺陷和问题，避免不必要的产品召回和维修成本，降低企业的生产成本。
三、连接器测量的常用方法1. 电气性能测量：电气性能是连接器最基本的性能之一。
常用的电气性能测量包括接触电阻、绝缘电阻、插拔力和插拔次数等。
这些测量可以通过专业的测试仪器进行，如万用表、示波器等。
2. 机械性能测量：机械性能是连接器的重要指标之一，包括插拔力、插拔次数、插头和插座的配合度等。
机械性能测量可以通过力学测试仪器进行，如拉力试验机、扭力试验机等。
3. 物理性能测量：物理性能包括连接器的外观、材料和尺寸等。
物理性能测量可以通过目视检查、显微镜观察和尺寸测量仪器进行。
四、连接器测量的解决方案1. 自动化测量系统：为了提高生产效率和测量精度，可以采用自动化测量系统进行连接器测量。
自动化测量系统可以实现对连接器的自动化测试和数据采集，提高测量的准确性和稳定性。
2. 数据分析和处理：连接器测量产生的大量数据需要进行有效的分析和处理。
可以利用数据分析软件对连接器测量数据进行统计分析、趋势分析和异常检测，从而提取有用的信息，优化连接器的设计和生产过程。
3. 质量控制和改进：连接器测量可以为质量控制和改进提供重要的依据。
通过对连接器测量数据的分析和比较，可以评估不同批次连接器的质量差异，找出问题的根源，并采取相应的措施进行改进。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案引言概述：连接器是电子设备中重要的组成部份，用于连接电子元器件和电路板。
连接器的质量和性能对于电子设备的正常运行至关重要。
因此，连接器测量是确保连接器质量的关键步骤。
本文将介绍连接器测量的重要性，并提供一些解决方案来确保连接器的质量和性能。
一、连接器测量的重要性1.1 连接器的电气性能测量连接器的电气性能是连接器质量的重要指标之一。
通过测量连接器的电阻、电容、电感等参数，可以评估连接器的导通性能、信号传输能力和抗干扰能力。
这些测量结果可以匡助工程师确定连接器是否符合设计要求，并及时发现潜在的问题。
1.2 连接器的机械性能测量除了电气性能，连接器的机械性能也是连接器质量的重要指标。
连接器的插拔次数、插入力、保持力等参数需要进行测量。
这些测量结果可以匡助工程师评估连接器的耐久性和可靠性，确保连接器在长期使用中不会浮现插拔不良、接触不可靠等问题。
1.3 连接器的尺寸测量连接器的尺寸测量是连接器质量控制的重要环节。
通过测量连接器的长度、宽度、高度等尺寸，可以确保连接器与其他电子元器件的匹配性。
此外，还可以通过测量连接器的引脚间距、引脚直径等参数，确保连接器与电路板的连接质量。
二、连接器测量的解决方案2.1 使用专业的连接器测量设备为了准确测量连接器的各项参数，可以使用专业的连接器测量设备。
这些设备具有高精度、高稳定性的测量功能，可以满足不同类型连接器的测量需求。
同时，这些设备通常配备了友好的操作界面和数据分析功能，方便工程师进行测量和分析。
2.2 制定连接器测量标准制定连接器测量标准是确保连接器质量的重要措施之一。
通过制定标准化的测量方法和流程，可以提高测量的一致性和可比性。
此外，还可以根据实际需求制定合理的测量指标，确保连接器的质量和性能符合设计要求。
2.3 建立连接器测量数据库建立连接器测量数据库可以匡助工程师追踪和管理连接器的测量数据。
通过记录和存储测量结果，可以及时发现连接器的异常情况，并进行数据分析和趋势预测。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的组件，用于连接电路板、电缆和其他设备，确保信号传输的可靠性和稳定性。
连接器测量是评估连接器质量和性能的关键步骤，可以帮助制造商和用户确保连接器的可靠性和一致性。
本文将介绍连接器测量的重要性，并提供一些常见的连接器测量及解决方案。
二、连接器测量的重要性连接器的质量和性能直接影响到整个电子设备的可靠性和性能。
不合格的连接器可能导致信号传输中断、电路故障甚至设备损坏。
因此，进行连接器测量是至关重要的。
连接器测量可以帮助制造商和用户评估连接器的性能指标，例如插拔力、接触电阻、绝缘电阻、介质耐压等。
通过测量这些指标，可以确保连接器在各种环境条件下都能正常工作，并满足设计要求。
三、常见的连接器测量及解决方案1. 插拔力测量插拔力是连接器插入和拔出时所需的力量。
过大或过小的插拔力都可能导致连接器的不良接触或松动。
为了准确测量插拔力，可以使用力传感器和测试设备进行测试。
根据测试结果，可以调整连接器的设计和制造工艺，以确保插拔力在合理范围内。
2. 接触电阻测量接触电阻是连接器接触部分的电阻，它会影响信号传输的质量。
通过使用接触电阻测试仪，可以测量连接器的接触电阻，并评估其性能。
如果接触电阻过大，可能会导致信号衰减和失真。
因此，制造商需要确保连接器的接触电阻在规定范围内。
3. 绝缘电阻测量绝缘电阻是连接器绝缘部分的电阻，用于评估连接器的绝缘性能。
绝缘电阻测试可以检测连接器是否存在漏电现象，以及绝缘材料的质量是否合格。
通过使用绝缘电阻测试仪，可以测量连接器的绝缘电阻，并确保其符合要求。
4. 介质耐压测试介质耐压测试用于评估连接器在高电压下的绝缘性能。
通过施加一定的电压到连接器上，并测量电流，可以确定连接器的绝缘性能是否满足要求。
这项测试可以帮助制造商和用户确定连接器是否能够在高电压环境下安全使用。
5. 其他测量及解决方案除了上述常见的连接器测量，还有许多其他测量和解决方案可用于评估连接器的性能。
高速连接器和背板测试分析及方案
高速连接器和背板测试分析及方案随着数字电路工作速度的提高，PCB、连接器、背板上信号的传输速率也越来越高，如HDMI 1.3的信号速率达到3.4Gb/s，USB3.0的信号速率已经达到5Gb/s，PCI-E Gen3的信号速率更是高达8Gb/s，SATA下一代的信号速率将达到12Gb/s。
在较低数据速率时，驱动器和接收机一般是导致信号完整性问题的主要因素。
以往人们通常把印刷电路板、连接器、电缆和过孔当成是简单的部件，稍加考虑或者无需考虑其他因素就可以很容易地把它们组成一个系统。
现在，从逻辑电平0 到逻辑电平1 的数据上升时间已不足100 ps，如此高速的信号在传输线路上传输时会形成微波传输线效应，这些传输线效应对于信号的影响会更加复杂。
很多系统内的物理层有许多线性无源元件，它们会因阻抗不连续而产生反射，或者对于不同频率成分有不同的衰减，因此作为互连的物理层特性检验正变得日益关键。
一般用时域分析来描述这些物理层结构的特征，为了获得一个完整的时域信息，必须要测试反射和传输（TDR和TDT）中的阶跃和脉冲响应。
随着信号频率的提高，还必须在所有可能的工作模式下进行频域分析，以全面描述物理层结构的特征。
S参数模型说明了这些数字电路所展示出的模拟特点，如不连续点反射、频率相关损耗、串扰和EMI等。
表1是HDMI 对于线缆的阻抗和衰减要求的一个例子：表1 HDMI对线缆的阻抗和衰减的要求全面的特性检定包括前项和后向传输和反射、所有可能的工作模式以及频域和时域，表2是进行物理层检定通常要测试的时域和频域参数。
表2物理层检定通常需要测试的时域和频域参数传统PCB板的阻抗测试方法不能完全描述信号经过传输线路后的行为特点，因此对于这些高速传输线和连接器的分析也要把时域和频域结合起来，采用更高级的分析方法，其中一种很有效的工具就是物理层测试系统(PLTS)。
PLTS系统的功能物理层测试系统（PLTS）适合用于高速连接器、背板、PCB或电缆的信号完整性分析。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的组件，用于连接电路板、电子器件和外部设备。
连接器的质量和性能对于电子设备的稳定性和可靠性至关重要。
为了确保连接器的质量和性能达到标准要求，需要进行连接器测量，并提供相应的解决方案。
二、连接器测量的重要性连接器测量是评估连接器性能和质量的关键步骤。
通过连接器测量，可以检查连接器的尺寸、电气特性、机械性能等参数，以确保其符合设计要求和标准规范。
连接器测量的准确性和可靠性直接影响到连接器的性能和可靠性，进而影响到整个电子设备的性能和可靠性。
三、连接器测量的内容连接器测量的内容包括以下几个方面：1. 尺寸测量：测量连接器的长度、宽度、高度、间距等尺寸参数，以确保连接器的尺寸符合设计要求。
2. 电气特性测量：测量连接器的电阻、电感、电容、绝缘电阻等电气参数，以评估连接器的电气性能。
3. 机械性能测量：测量连接器的插拔力、插拔次数、接触电阻等机械参数，以评估连接器的机械性能和可靠性。
4. 环境适应性测量：测量连接器在不同环境条件下的耐热、耐寒、耐湿等性能，以评估连接器的环境适应性。
四、连接器测量的解决方案为了确保连接器测量的准确性和可靠性，可以采用以下解决方案：1. 测量仪器：选择适用于连接器测量的专业仪器，如数字万用表、示波器、插拔力测试仪等。
确保仪器的精度和稳定性。
2. 标准规范：参考连接器的标准规范，如国际电工委员会（IEC）和美国电子工程师协会（IEEE）等制定的标准，进行测量和评估。
3. 测量方法：根据连接器的特点和要求，选择合适的测量方法，如直接测量、比较测量、阻抗测量等，确保测量结果的准确性和可靠性。
4. 数据分析：对连接器测量结果进行数据分析和处理，如计算平均值、标准差、相关系数等，以评估连接器的性能和质量。
五、连接器测量的应用领域连接器测量广泛应用于电子设备制造、通信设备、汽车电子、航空航天等领域。
通过连接器测量，可以确保连接器的质量和性能达到要求，提高电子设备的可靠性和稳定性。
高速背板互连信号完整性高级测量技术
高速背板互连信号完整性高级测量技术安捷伦科技（中国）有限公司孙灯亮1、高速背板互连设计挑战如今的电信系统、数据通信系统，复杂计算机系统等都依赖于高速串行数据传输，而前沿数字设计师们往往将系统能够达到的性能极限施压于铜材。
随着超过1Gbps的串行链路的增多，信号完整性问题开始暴露出来，针对这类高速通道的物理层进行信号完整性优化，会收到惊人的效果。
如果采用合适的设计工具和设计方法，我们就能清楚地了解信号传输的基本原理。
为了打破兆兆位的界限，网络交换机和路由器中采用了一种先进的背板技术。
这一成就部分得益于物理层元件中复杂的设计技术。
设计过程的大部分时间都用在建模、仿真和测量验证上，利用既具备时域分析能力也具备频域分析能力的设计工具，我们可以将反射、串扰、阻抗失配和损耗这些复杂的现象均直观地显示出来。
如今，业界已经开发一个10Gbps以太网的背板标准，作为802.3ap标准的一部分。
其目的是利用普通的铜背板，不依靠光介质，在线路卡间传送10Gbps的以太网信号。
为了达到高速数据传输目的，新的10Gbps串行信令方案的开发有了令人激动的进展，但最终的串行数据传输率上限很有可能受到物理层背板的信号完整性问题的限制。
要想在整个背板上的芯片到芯片通道上全部实现一个阻抗受控的环境，需要设计人员十分小心谨慎，在这样的通道中，背板连接器则起着十分重要的作用。
图1是典型的高速背板互连系统，一个单板上的芯片驱动串行信号通过单板，连接器，背板，连接器和另一个单板，到达接收端芯片。
这个高速信号路径是典型的背板互连系统，现在业界通常的速率达到6.25Gbps，采样10Gbps以太网的背板速度高达10.3125Gbps，仿真，设计和验证都是非常复杂。
图1. 典型的高速背板互连系统2、高速背板互连测试概述数字通信系统在较低的信号速率时，这些互连的电长度很短，驱动器和接收机一般是导致信号完整性问题的最主要因素。
但随着时钟速率、总线速率及链路速率突破每秒千兆大关，物理层特性测试正变得日益关键。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的组件，用于连接电路板和其他电子元件。
准确测量连接器的性能参数对于确保设备的可靠性和稳定性至关重要。
本文将介绍连接器测量的重要性，并提供一些解决方案，以确保连接器的质量和性能满足要求。
二、连接器测量的重要性连接器作为电子设备的重要组成部分，其性能直接影响设备的整体性能。
准确测量连接器的性能参数可以帮助我们了解其质量和可靠性，并及时发现潜在问题。
以下是一些常见的连接器性能参数：1. 插入损耗：插入损耗是指在连接器中传输信号时信号损失的程度。
通过测量插入损耗，可以评估连接器的信号传输能力。
2. 回波损耗：回波损耗是指信号从连接器传输到源端时发生的反射损失。
高回波损耗可能导致信号干扰和失真。
3. 插拔力：插拔力是指连接器在插入和拔出过程中所需的力量。
合适的插拔力可以确保连接器的稳定性和可靠性。
4. 接触电阻：接触电阻是指连接器接触点之间的电阻。
高接触电阻可能导致信号衰减和能量损失。
5. 导通电阻：导通电阻是指连接器导通状态下的电阻。
合适的导通电阻可以确保信号传输的稳定性。
三、连接器测量解决方案为了准确测量连接器的性能参数，我们可以采用以下解决方案：1. 使用专业测试仪器：市场上有许多专门用于连接器测量的测试仪器，如插入损耗测试仪、回波损耗测试仪等。
这些仪器可以提供准确的测量结果，并帮助我们评估连接器的性能。
2. 设计合适的测试方法：根据连接器的特点和要求，制定合适的测试方法。
例如，可以设计插拔力测试方法来评估连接器的插拔性能，设计接触电阻测试方法来评估连接器的接触质量等。
3. 进行样本检测：从生产批次中随机选取一定数量的连接器样本进行测量和检测。
通过对样本的测量结果进行统计分析，可以评估整个批次的连接器质量。
4. 进行持续监测：除了对样本进行检测外，还应建立连接器性能的持续监测系统。
通过定期对连接器进行测量和检测，可以及时发现连接器性能的变化和问题，并采取相应的措施。
高速背板设计考虑和创新解决方案分析
通信和网络技术的快速发展，对背板 的数据传输速度和处理能力提出了更 高的要求。
目的和意义
目的
高速背板设计的主要目的是提高数据传输速度和处理能力，以满足通信和网络技术的需求。
意义
高速背板设计对于提高通信和网络技术的性能和效率具有重要的意义，可以为各种应用提供更快速、更稳定、更 高效的数据传输和处理能力。
基于ASIC的背板方案
适用于对性能要求非常高、对功耗要求较低的场景，如电信、金融 等。
基于SoC的背板方案
适用于对性能和成本均有较高要求的场景，如工业控制、智能家居 等。
06
结论与展望
结论总结
高速背板设计的技术挑 战主要来自于信号完整 性和电源分配问题。
01
02
针对不同的问题，有多 种创新解决方案可供选 择。
03
混合电源分配和其他创新解决方 案将会得到更广泛的应用。
04
THANKS。
板材选择
02 板材的选择对机械强度有很大影响，需要选择具有足
够强度和稳定性的材料。
振动和冲击
03
高速背板设计需要考虑振动和冲击的影响，以确保在
各种环境下都能保持稳定性和可靠性。
热设计考虑
01
功耗和散热
高速背板设计需要考虑功耗和散 热问题，以避免过热对系统性能 的影响。
热管理
02
03
热测试
有效的热管理可以确保系统在长 时间内保持稳定的性能，并延长 其使用寿命。
成本较低，适用于对成本敏感且对性能要求 较高的场景。
基于ASIC的背板方案
成本较高，适用于对性能要求非常高且对成 本有一定承受能力的场景。
基于SoC的背板方案
成本适中，适用于对性能和成本均有较高要 求的场景。
连接器等高速互连的测试和分析解决方案
trise< tprop delay• 6
需要考虑传输线的效应，比如阻抗
Signal Integrity
Page 8 July 2009
四种主要的信号完整性问题及成因
1. 单一网络的信号品质：
在信号路径和回流路径上存在阻抗不连续导致信号的反 射和失真问题
2. 在信号网络之间存在的串绕问题：
互感和互容的存在
建立精确模型并仿真
进行压力测试
在Layout前进行硬件和软件的相关
互连的建模和仿真
• 差分测量:
• TDR建立初步模型 • VNA建立更高精度模型 • PLTS进行自动校准和差分测量
• 仿真:
• • • • 在ADS中使用测量数据 优化模型进行测量和仿真的相关 虚拟探测无法测量的信号 EM(电磁场)分析布线
数字信号的能量绝大部分集中在转折频率(Fknee*) 以下， 这个转折频率也称为 数字信号的带宽BWsignal，数字信号的带宽取决于信号的上升时间或下降时间:
BWsignal=0.5/Tr Tr为10%到90%的上升沿时间 BWsignal=0.4/Tr Tr为20%到80%的上升沿时间
* 参考："High-Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic", Howard Johnson and Martin Graham, Prentice Hall, 1993 (ISBN:0133957241)
• DDR2/3 BGA 探头:
• 连接数据和地址信号 • 用于示波器和逻辑分析仪
Signal Integrity
Page 24 July 2009
抖动测量和分析的工具帮助用户完成特定的功能
高速背板设计考虑和创新解决方案分析
总结词
混合信号PCB设计结合了模拟和数字信号 处理技术，适用于高速、高频信号传输 。
VS
详细描述
混合信号PCB设计结合了模拟和数字信号 处理技术，能够实现高速、频信号的传 输。这种设计方法需要对模拟和数字信号 进行隔离和优化，以确保信号质量和稳定 性。虽然混合信号PCB设计的制造成本较 高，但由于其高性能表现，在高速、高频 信号传输领域仍被广泛应用。
高速背板设计考虑和创新解 决方案分析
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目录
• 引言 • 高速背板设计考虑 • 传统高速背板解决方案 • 创新高速背板解决方案 • 方案对比与选择 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
随着信息技术的发展，高速数字信号 传输越来越普遍，对背板设计的要求 也越来越高。
传统的背板设计方法已经无法满足现 代高速数字信号传输的需求，需要寻 求新的设计方法和解决方案。
研究展望
未来研究方向
在未来的研究中，可以进一步探索高速背板设计的优化方法和技术。例如，深入研究信号 完整性和电源完整性的影响因素，探索更有效的布线策略和材料选择方案。此外，还可以 研究新型的热管理技术和机械加固方法，以提高背板的可靠性和稳定性。
技术发展趋势
随着数字信号传输速率的不断提高，高速背板设计的技术发展趋势是向着更高的传输速率 、更低的功耗和更小的尺寸发展。因此，需要不断关注新技术和新方法的发展动态，并将 其应用于高速背板设计中。
在高速背板设计中，信号完整性 是一个关键因素。需要考虑信号 的传输速率、阻抗匹配、信号串 扰和电磁干扰等问题，以确保信
号的准确传输。
电源和地平面
为了提供稳定的电源和低阻抗的 接地，需要合理设计电源和地平
面，以减小电源噪声和地弹。
连接器测量及解决方案
连接器测量及解决方案一、引言连接器是电子设备中常用的元件，用于连接电路板和电子器件。
连接器的质量和性能对于电子设备的稳定性和可靠性至关重要。
因此，进行连接器的测量和解决方案的研究和开发具有重要意义。
二、连接器测量的重要性1. 确保连接器的质量：通过连接器的测量可以检查其尺寸、形状、材料等方面的质量，确保连接器符合设计要求，提高产品的可靠性和稳定性。
2. 提高连接器的性能：通过连接器的测量可以评估其电气性能，如电阻、电容、电感等参数，从而优化连接器的设计和制造工艺，提高连接器的传导性能和信号传输质量。
3. 降低生产成本：通过连接器的测量可以检测制造过程中的缺陷和不合格品，及时调整生产工艺，降低废品率，提高生产效率，降低生产成本。
三、连接器测量的方法和工具1. 尺寸测量：使用测量仪器，如卡尺、游标卡尺、显微镜等，对连接器的长度、宽度、高度、孔径等尺寸进行测量。
2. 形状测量：使用三坐标测量仪、投影仪等设备，对连接器的外形、形状、曲率等进行测量，以确定其几何形状是否符合设计要求。
3. 材料测量：使用材料测试仪器，如拉力试验机、硬度计等，对连接器的材料进行测试，以评估其材料强度、硬度等性能。
4. 电气性能测量：使用电子测试仪器，如万用表、示波器等，对连接器的电阻、电容、电感、绝缘电阻等参数进行测量，以评估其电气性能。
5. 可靠性测试：使用可靠性测试设备，如振动台、高低温试验箱等，对连接器在不同环境条件下的可靠性进行测试，以评估其在实际使用中的稳定性和可靠性。
四、连接器测量的解决方案1. 自动化测量系统：建立自动化的连接器测量系统，通过使用机器视觉、自动控制和数据采集技术，实现对连接器的快速、准确、可重复的测量，提高测量效率和精度。
2. 数据分析和处理：对连接器测量所得的数据进行分析和处理，通过统计学方法和数据挖掘技术，提取有效的信息，评估连接器的质量和性能，并进行合理的优化和改进。
3. 质量管理体系：建立连接器质量管理体系，包括质量控制流程、质量标准和检验规范等，确保连接器的测量和制造过程符合质量要求，提高产品质量和可靠性。
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万方数据
Ｉ专题报道ｌ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｒｅｐｏｒｔ
图３差分插入损耗测试分析
图４物理层器件模式转换的实际应用情况
图５基于ＰＬＴＳ的通孔和微通孔眼图分析
延误高速．高密度ＰＣＢ板设计上市时间的 最大挑战之一是通道间存在串扰（在一个差分通 道对与相邻的差分对之间）。当然，差分对内的 串扰是非常必要的。我们称之为耦合。这种强 耦合提供高共模抑制比（ｃＭＲＲ）。但差分对之间 的任何模式转换都将产生串扰。图４表明物理层 器件模式转换的实际应用情况。这里示出的是 带有两块子卡的ＸＡＵ Ｉ背板。典型数据传输率 为３．１２５ Ｇｂ／ｓ。该高速差分通道的设计目标是最
Ｉ专题报道ｌ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｒｅｐｏｒｔ
高速连接器和背板测试 分析及方案
Ｉ安捷伦科技有限公司工程师ＩＩ李凯
随着数字电路工作速度的提高．ＰＣＢ．连 已不足１００ ｐｓ，如此高速的信号在传输线路上传
接器．背板上信号的传输速率也越来越高，如 输时会形成微波传输线效应。这些传输线效应
ＨＤＭＩ １．３的信号速率达到３．４Ｇｂ／ｓ。ＵＳＢ３．０的信 对于信号的影响会更加复杂。很多系统内的物
测试系统配置
在ＰＬＴＳ中。使用基于ＴＤＲ的测试系统和
基于ＶＮＡ的测试系统都可以提供比较完整的信
息。那么应该选择哪个系统呢？
许多信号完整性（ｓＩ）实验室都同时采用
了这两种系统。这两种系统各有优势，在某些
要求得到最大限度的多功能性场合，这两套系
统都可以适当地加以使用。对于需要快速建立
图７ ＰＬＴＳ和ＡＤＳ的接口示意图
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万方数据
高速连接器和背板测试分析及方卷(期)：
李凯 安捷伦科技有限公司
中国电子商情·基础电子 CHINA ELECTRONIC MARKET 2010(8)
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万方数据
Ｃ删Ｉ专题报道Ｉ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｒｅｐｏｒｔ
图１用于高速连接器．背板．ＰＣＢ或电缆的信号完整性分析的 物理层测试系统
图２物理层测试系统测量流程 第ｌ步 系统设置
ＴＤＲ
设置流程
第２参 校准
本文链接：/Periodical_jcdz201008020.aspx
测试案例分析
确定了背板通道上的各元件后，就可制作 和评估原型。在图３所示的测量中。连接器作为 背板测试的载体，用ＰＬＴＳ系统测量３种不同长 度走线的差分插入损耗（ＳＤＤ２１）。现在，多数数 字标准都把该ＳＤＤ ２１作为性能的参照指数，可 把该参数看成是差分信号沿背板通道传播时的 频率响应。衰减量ＶＳ．频率是判断性能优劣的好 方法。实际上。通道越短．作为频率函数的衰 减就越小。
第３步 器件测量
ＶＮ＾ 设置流程
线缆的阻抗和衰减要求的一个例子： 全面的特性检定包括前项和后向传输和反
射．所有可能的工作模式以及频域和时域，表２ 是进行物理层检定通常要测试的时域和频域参 数。
传统ＰＣＢ板的阻抗测试方法不能完全描述信 号经过传输线路后的行为特点，因此对于这些 高速传输线和连接器的分析也要把时域和频域 结合起来。采用更高级的分析方法，其中一种 很有效的工具就是物理层测试系统（ＰＬＴＳ）。
ＰＬＴＳ系统的功能
物理层测试系统（ＰＬＴＳ）适合用于高速连 接器．背板，ＰＣＢ或电缆的信号完整性分析。如
图ｌ所示，ＰＬＴＳ软件引导用户完成硬件设置． 校准和数据采集。时域反射计（ＴＤＲ）和矢量 网络分析仪（ＶＮＡ）都可作为测量引擎，它们 各自的校准向导将允许采用先进的校准技术， 可去除不需要的测试夹具效应，比如电缆损 耗、连接器不连续性和印制电路板材料的介电 损耗等。用ＰＬＴＳ器件数据库通过许多有用方法 观看器件的性能特性，可用Ｎｏｖｅｌ眼图综合引擎完 成熟悉的时域分析（ＴＤＲ和ＴＤＴ）。对于高速数字 标准。例如ＨＤＭＩ和ＳＡＴＡ。由于高速数据的快 上升时间沿会在背板通道内产生微波传输线效 应，所以现在频域分析已处于主导地位，因此 我们经常需要测试输入差分插入损耗（ＳＤＤ２１）。 ＰＬＴＳ提供的虚拟位图发生器允许把用户定义的 二进制序列或标准ＰＲＢＳ与测量数据相卷积而得 到眼图。此外。ＰＬＴＳ还使用专利变换算法得到 频域和时域数据，正向和反向信号流，以及所 有可能工作模式（单端、差分和模式转换）中的传 输和反射项。
使用时域选通技术．去掉轨迹中心连接器造成
的阻抗不连续。右下图显示了测得的回波损耗
和重新计算的回波损耗。可以看到去掉连接器
的影响后使回波损耗在感兴趣的频段内改善了
１０ｄＢ以上。
ＰＬＴＳ系统可以基于频域和时域的测量结
果提取出线路的ＲＬＣＧ（电阻、电感．电容．电
导）模型，ＲＬＣＧ模型采用等效电路的方法描
５４岛置目圈圃基础电子１２０１０．８
ＰＬＴＳ软件采用专门设计的用户界面，使得 设置、校准和测量变得非常直观。尽量避免了 人为差错。向导程序会引导用户完成所有要求 的步骤，它还会提示用户连接被测器件．启动 测量。设置和校准在基于ＴＤＲ的测试系统与基 于ＶＮＡ的测试系统间略有差异，但是ＰＬＴＳ软件 都提供了直观的向导程序。可以协助用户逐步 完成操作过程。图２是一个测量的流程。
一般用时域分析来描述这些物理层结构的 特征，为了获得一个完整的时域信息，必须要
测试反射和传输（ＴＤＰ啪ＴＤＴ）中的阶跃和脉冲
因素就可以很容易地把它们组成一个系统。现 响应。随着信号频率的提高。还必须在所有可
在。从逻辑电平０到逻辑电平１的数据上升时间 能的工作模式下进行频域分析，以全面描述物
表１ ＨＤＭＩ对线缆的阻抗和衰减的要求
号速率已经达到５Ｇｂ／ｓ．ＰＣＩ－Ｅ Ｇｅｎ３的信号速率 理层有许多线性无源元件。它们会因阻抗不连
更是高达８Ｇｂ／ｓ，ＳＡＴＡ下一代的信号速率将达到 续而产生反射，或者对于不同频率成分有不同
１２Ｇｂ／ｓ。
在较低数据速率时．驱动器和接收机一
的衰减，因此作为互连的物理层特性检验正变 得日益关键。
般是导致信号完整性问题的主要因素。以往人 们通常把印刷电路板．连接器．电缆和过孔当 成是简单的部件。稍加考虑或者无需考虑其他
在表征用于特定数字协议的器件时，眼图 分析是非常有用的。例如我们知道ＡＴＣＡ背板 能在１０Ｇｂ／ｓ时很好的工作，如果眼图能很好张 开。并且数据跃变没有侵入标准模板．我们就 能说已符合标准要求。该眼图是由背板Ｓ．参数 的冲激响应与用户可编程的任意二进制序列的 冲激响应相卷积合成而来的。这种卷积运算可 用于标准ＰＲＢＳ码型。ＰＬＴＳ允许使用的标准 ＰＲＢＳ码型可达到２Ｅ１５·１的长度。这种建立眼 图的方法与使用带标准模板的码型发生器和采 样示波器的标准符合性测试的标准方法相当一 致。
当用户怀疑连接器有问题时可以用ＰＬＴＳ的
万方数据
Ｃ日Ｍ Ｉ专题报道Ｉ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｒｅｐｏｒｔ
图６采用时域选通技术仿真验证连接器的问题
述无源传输线的电特性，能产生基于测量的耦 合传输线的精确模型。ＰＬＴＳ能将ＲＬＣＧ输出到 建模与仿真软件如Ａｇｉｌｅｎｔ的ＡＤＳ，Ｓｙｎｏｐｓｉｓ的 ＨＳＰＩＣＥ等进行传输线和系统仿真，通过仿真可以 分析线路故障原因和指导设计。图７是ＰＬＴｓ和 ＡＤＳ的接口示意图。
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１．７ｌＩ№
Ｆａｔ－帅ｔｌ Ｃ，ｎ测ｊｔ
触ｎｕ｜￡ｉＯｎ
范围可以识别非常小的模式转换．如由于差分
器件设计不对称造成差分信号转换成共模干
时域选通技术进行仿真验证。图６说明了如何使 用这一技术。在这个例子中，顶部图说明了所 测得的差分阶跃阻抗和回波损耗。从左上图可 以看到有明显的阻抗不连续点。左下图说明了
扰。由于ＶＮＡ可以直接进行线路或电缆的频域 衰减曲线的测量．所以当非常关注测量结果的 精度和可重复性，或者希望直接测量频域参数 时，最好选择ＶＮＡ。压团