高频连接器设计基础
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。
高频变压器的设计基础(1)
了解高频变压器设计基础（1）
设计高频变压器首先应该从磁芯开始。
开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。
磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。
磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。
高的电阻率，则涡流小，铁耗小。
铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs 值比较小，常使用在开关电源中。
高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工
频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。
在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。
高频变压器的设计通常采用两种方法[3]：第一种是先求出磁芯窗口面积AW与磁芯有效截面积Ae的乘积AP(AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积)，根据AP值，查表找出所需磁性材料之编号;第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，再进行设计。
注意：
1)设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大信号时产生失真。
2)在瞬变过程中，高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡，使损耗增加，严重时会造成开关管损坏。
同时，输出绕组匝数多，层数多时，应考虑分布电容的影响，降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。
对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的，应根据不同的工作要求，保证合适的电容和电感。
连接器高频设计
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
高频传输RJ45连接器设计问题思考
高频传输RJ45连接器设计问题思考本文针对在高速数位传输连接器设计中遇到的高频问题做了基本介绍。
同时结合现有RJ45母产品，针对电磁兼容性和端子传输设计在实际运用中做一说明，希望起到抛砖引玉之效果，以便更好掌握其设计方法和实际应用。
标签：高速数位传输连接器电磁兼容性设计端子传输性设计1 概述我们知道当信号传输由集总模型进入分布模型时，我们称之为进入了高频传输。
电路是否进入离散模型取决于以下三点：①通路长度。
②信号上升时间Tr。
③传输速度。
对于印刷板电路，当Tr<10nS时，进入分布模型。
依据公式：频宽=0.35/上升时间Tr，则0.35/10-8=35MHz 即当传播频宽超过35MHz时，进入高频传输。
2 高速数位传输设计中遇到的问题对于低频传输的电路而言，通过的电容和电感值不是频率的函数，即不会随频率的变化而变化；但对于高频传输的电路而言，必需处理传输线效应以外，考量信号反射/串音/接地反弹/时脉不对称等等。
3 电磁兼容性设计3.1 芯片等有源器件的选用和印制电路板设计是关键首先器件有两种电磁干扰源：传输和辐射干扰源。
瞬态电流是传导和辐射干扰的初始源，减少瞬态电流必须减小印制电路板接地阻抗和使用去耦电容；其次，在设计印制电路板时，应优选多层板，将数字电路和模拟电路安排在不通的层内。
印制电路板设计应遵循以下的基本原则：①20-H原则：H是两层面的距离，即元、器件平面应比接地层平面小20倍H，才能减少辐射。
②2-W 原则：W是导线宽度，即导线间距离不小于两倍导线宽度；导线应短、宽、均匀、直。
导线宽度和拐角不要突变，转弯处应使用圆角。
③信号线，电源线应尽可能靠近地线或回线，以减少差模辐射的环面积。
④各信号线中间用地线隔开，有助于减少干扰。
3.2 地线设计是最重要的设计所谓“地”一般定义为电路或系统零电位参考点，它可以是产品金属外壳或接地平面。
接地类型有悬浮式、单点式、多点式、以及混合式。
接地方式最好采用一点接地。
高频连接器技术讲义
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.
1-3电压驻波比（VSWR）（Voltage Standing Wave
Ratio):电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡
量部件之间的匹配是否良好。 电压驻波比用来表述端口的匹配性能 的。同一性能还可用回波损耗来表述。这两个指标定义如下， 电压驻波比： VSWR=(1+|r|)/(1-|r|) r ：为发射系数 =ZL-Z0/ZL+Z0 ZL为输入阻 抗，Z0为理想阻抗 回波损耗： RL=10log(入射功率/反射功率)
S21、S12、S22)
1-6时滞（skew）:时滞即时间延迟
1-7 衰减:信号在通道中传输时，会随着传输距离的增加而逐渐变小,衰
减 (Attenuation) 衰减是指信号幅度沿链路传输的减弱，是由于电缆的电阻所造成的电能损耗 以及电缆绝缘材料所造成的电能泄漏，衰减以分 贝（db）表示，低的衰减 值表示链路的性能好，而链路越长，频率越高，衰减就越大。试想一下，一 个过分衰减的的信号，接收端 又怎能识别呢！
四.設計相關技術與流程
SAS Connector, Complete Mechanical Model
适用于高频电路的连接装置设计与优化
适用于高频电路的连接装置设计与优化随着无线通信技术的快速发展，高频电路已经成为现代通信领域中不可或缺的一部分。
连接装置设计与优化在高频电路中起着至关重要的作用。
本文将探讨适用于高频电路的连接装置设计与优化的相关要点，并提出一些实用的设计方案。
一、连接装置的重要性连接装置是高频电路中用于传输信号与电力的关键组件。
它承担着信号传递和能量传输的双重功能。
连接装置的设计与优化对于高频电路的整体性能和稳定性至关重要。
二、连接装置设计原则1. 信号传输质量：连接装置应能够保持信号的纯净度和稳定性，减小信号损耗和失真。
因此，选择合适的连接器与电缆对于高频信号的传输非常重要。
2. 阻抗匹配：连接装置与高频电路之间的阻抗匹配是确保信号传输的关键。
理想情况下，连接装置应具有与高频电路相匹配的阻抗。
3. 抗干扰性：高频电路通常存在干扰源，如电磁辐射、射频干扰等。
连接装置在设计过程中应考虑减小对干扰的敏感性，保证高频电路的稳定性和可靠性。
三、连接装置设计方案1. 选择合适的连接器：对于高频电路的连接装置，选择合适的连接器是至关重要的。
一般来说，应选择带宽较大，频响特性好且易于焊接的连接器。
同时，连接器的设计应尽量减小插损和反射损耗，以确保信号传输的质量。
2. 优化电缆设计：电缆是连接装置中另一个重要组成部分。
优化电缆的设计可以降低传输损耗和信号失真。
合理选择电缆材料和结构，并对电缆的长度进行合理的控制，可有效提高信号的传输质量。
3. 阻抗匹配技术：由于连接装置与高频电路之间的阻抗不匹配会导致信号反射和功率损耗，因此阻抗匹配技术非常关键。
使用匹配元件，如衰减器、铁氧体环、折线等可以有效实现阻抗匹配，以提高信号传输效率。
4. 确保连接稳定性：高频电路对连接装置的稳定性有很高的要求。
设计中应考虑使用固定连接器、减少接合点、加强连接的牢固性等措施，以确保连接的稳定性和可靠性。
四、连接装置优化方法1. 使用仿真工具：利用电磁场仿真工具，如Ansys HFSS、CST Studio等，可以对连接装置进行全面的模拟和优化。
连接器基础概论-设计理论基础
連接器基礎概論設計理論基礎資料參考:工業技術研究院●正向力理論基礎●最大應力理論基礎●接觸電阻理論基礎●保持力理論基礎正向力理論基礎●力學-懸臂樑●求解正向力F=>正向力(9.8N=1kgf)L=>懸臂樑長(mm)d=>位移量(mm)E=>彈性模數(MPa)b=>材料寬度(mm)h=>材料厚度(mm)正向力理論基礎●力學-懸臂樑●求解位移量F=>正向力(9.8N=1kgf)L=>懸臂樑長(mm)d=>位移量(mm)E=>彈性模數(MPa)b=>材料寬度(mm)h=>材料厚度(mm)正向力理論基礎●正向力與插拔力的關係(摩擦力)插入力=插入角正向分力*摩擦係數拔出力=正向力*摩擦係數F(摩擦力)=Fn(正向力)*µ(摩擦係數)●正向力與接觸阻抗的關係(實驗驗證)正向力100gf以上阻抗變異小正向力50gf以下阻抗變異大正向力理論基礎●正向力與產品可靠性的關係降服強度, 破壞理論, 彈性疲勞(恢復性)…●正向力的大小將會影響電鍍層之耐磨性●正向力與振動測試時之瞬斷的關係增加正向力可有效改善瞬斷問題●多PIN數產品可適當調整正向力●力學-懸臂樑最大應力理論基礎●求解應力L=>懸臂樑長(mm)d=>位移量(mm)E=>彈性模數(MPa)h=>材料厚度(mm)σ=>最大應力(kg/mm^2)223LdEh =σ理論基礎公式逆向工程-電腦輔助模擬分析 ANSYS逆向工程-電腦輔助模擬分析 OSD最大應力理論基礎●有限元素分析所得包含:破壞理論(含應力集中效應), 正向力(反作用力),位移量, 溫昇, 疲勞, 運動…●逆向工程界的銘言:垃圾進, 垃圾出!正確的材質資料, 有效設置邊界條件●產品微量化的結果, 連接器將小型化趨勢在小型化的趨勢下, 將會運用到材料的極限特性可靠性實驗報告501001502002501100120013001400150016001700180019001Cycle數正向力(g )接觸電阻理論基礎接觸電阻=材料電阻+接觸阻抗R = Rm + Rc接觸電阻理論基礎●材料電阻基礎理論L: 材料導電長度(mm)A: 材料截面積(mm2)r : 材料導電率(%IACS)●端子長度及截面積受連接器外型及間距而決定, 所以可變更的範圍也將受到限制接觸電阻理論基礎●接觸阻抗基礎理論(實驗)F: 端子正向力(g)●正向力在50~150gf之阻抗值在4~8mΩ●正向力小於50gf, 接觸阻抗則快速增加●一般連接器設計使用100gf 的正向力設計,接觸阻抗可設定為6.5mΩ, 再加上端子材料電阻即是接觸電阻正向力與接觸阻抗實驗測試圖接觸電阻理論基礎050100150200250Normal Force ( gf )0.010.020.030.040.050.0L L C R ( m O h m )T:0.15 R:0.30 Au: 1Sample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5理論基礎公式接觸電阻理論基礎●高導電率材料選用對降低接觸電阻效果最顯著(原正向力以達100gf以上)磷青銅的導電率約為13%, 黃銅約26%, 鈹銅則可達到40%以上, 因此選擇端子材料是降低接觸電阻最有效的方法, 可降為原來的1/2-1/3●高電流連接器設計之重點在降低接觸電阻, 降低接觸電阻的主要方法為:1.選擇高導電率的端子材料2.增加端子截面積3.補足正向力保持力理論基礎●保持力設計參數包括: 塑膠材質選用, 端子卡點設計, 干涉量設計…●保持力太大潛在問題:端子插入力增加, 工時增加且易造成端子變形塑膠內應力增加, 易造成塑膠變異…●保持力太小潛在問題:端子定位不穩定, 易鬆脫, 接觸品質不穩定…保持力理論基礎●保持力在連接器小型化的趨勢下必須非常精準設計●端子卡點設計大致分為:單邊, 雙邊, 撕裂, 凸點…●單雙邊又分為:單層, 雙層, 多層, 交錯式…雙層或是多層的前後凸點高度差(0.02~0.04mm)保持力理論基礎●干涉量通常設計0.04mm~0.12mm之間干涉量介於0.04~0.12mm之間, 干涉量與保持力的關係將維持線性比例方式增加(依據實驗證明)干涉量小於0.04mm, 保持力將呈現不穩定狀況干涉量大於0.12mm, 保持力不再維持線性增●卡點平面長度與保持力有相對的關係長度越長, 保持力越大●單邊卡點較雙邊卡點的保持力大保持力理論基礎●雙卡點較單卡點的保持力大不明顯, 可以忽略●卡點前的導角角度與保持力無關●較薄的板片保持力也相對的較低端子材料厚度變更時, 適度調整干涉量端子和塑膠干涉及接觸面積越大, 保持力越大保持力理論基礎保持力與卡點實驗測試圖保持力理論基礎 卡點型式圖保持力理論基礎 卡點型式圖保持力理論基礎 卡點型式圖。
50欧高频同轴电缆的射频连接器和接头设计
50欧高频同轴电缆的射频连接器和接头设计射频连接器和接头是50欧高频同轴电缆中至关重要的组成部分。
它们的设计直接影响到电缆的信号传输质量和性能。
在设计过程中，我们需要考虑连接器和接头的特性阻抗、频率范围、材料选择以及机械结构等方面。
本文将从这几个方面详细介绍设计高频同轴电缆的射频连接器和接头的要点。
首先，特性阻抗是射频连接器和接头设计的重要参数。
当信号从一个媒介传输到另一个媒介时，特性阻抗的匹配至关重要，以确保信号的完美传输。
对于50欧高频同轴电缆，我们需要选择特性阻抗为50欧的连接器和接头。
这样才能保证信号在传输过程中不会发生反射和衰减，从而保证信号传输的稳定性和可靠性。
其次，频率范围是另一个需要考虑的因素。
不同的射频连接器和接头有不同的频率范围。
对于50欧高频同轴电缆，我们需要选择能够在高频范围内工作的连接器和接头。
这样才能满足电缆传输信号的需求。
一般来说，常见的高频同轴电缆连接器和接头可以覆盖从DC到18 GHz的频率范围，但也有一些可以扩展到更高的频率范围。
材料选择也是设计射频连接器和接头时需要考虑的重要因素之一。
连接器和接头的材料对信号传输的影响非常大。
常见的材料包括不锈钢、黄铜、铜合金和塑料等。
不同的材料有不同的特性，如导电性、机械强度和耐腐蚀性等。
在选择材料时，我们需要根据具体的应用场景来综合考虑各个方面的影响，并选择最适合的材料。
另外，机械结构也是射频连接器和接头设计的重要方面。
连接器和接头的机械结构不仅需要满足信号传输的要求，还需要方便安装和拆卸。
一般来说，高频同轴电缆的连接器和接头采用螺纹结构，这样可以确保连接的稳固性和可靠性。
此外，还需要考虑连接器和接头的尺寸和重量。
连接器和接头应尽可能小巧轻盈，以适应不同的应用场景。
除了上述要点，还有一些其他的设计考虑因素，如防水性能、温度范围和可靠性等。
在设计射频连接器和接头时，我们需要综合考虑这些因素，以确保连接器和接头能够满足具体的应用需求。
高频电路设计与制作pdf
高频电路设计与制作pdf高频电路设计与制作高频电路是指在频率较高的电磁波范围内工作的电路，通常在100kHz以上的频率范围内。
高频电路设计与制作是一门需要掌握许多专业知识和技巧的领域，但若能正确应用这些知识和技巧，将能设计出高效稳定的高频电路。
1. 高频电路的基本原理在开始设计高频电路之前，首先需要了解高频电路的基本原理。
高频电路的行为受到电磁波的特性以及元器件的频率响应影响。
因此，了解电磁波的传播原理以及各种元器件的频率响应是至关重要的。
2. 元器件选型与特性在设计高频电路时，正确选择元器件非常重要。
元器件的频率响应、耐压能力、噪声水平以及功耗等特性都必须考虑。
例如，对于高频放大电路，需要选择具有较高的增益和功率输出的应用特定晶体管。
3. 印制电路板（PCB）布局PCB布局对于高频电路来说至关重要。
首先，需要注意信号和电源线的走向，以减少干扰和串扰。
其次，为了最小化电磁波辐射，可以使用地面平面来提供完整的地面参考平面。
此外，适当的走线方式和阻抗匹配也是必不可少的。
4. 射频仿真工具的应用在进行高频电路设计时，使用射频仿真工具是必不可少的。
这些工具可以根据电路的参数和特性进行仿真，以提前预测电路的性能。
射频仿真工具还可以用于优化电路，提高性能并减少不必要的损耗。
5. 封装和散热设计对于高频电路来说，封装和散热设计也是重要的考虑因素。
封装应提供良好的屏蔽性能以及对高频信号的传输和接收能力。
散热设计则需要确保电路能够在高负载条件下保持稳定的工作温度。
在设计和制作高频电路时，需要注意以下几点:- 熟悉并理解高频电路的基本原理和特性。
- 选择合适的元器件，根据电路需求进行参数匹配。
- 进行良好的PCB布局，以减少干扰和电磁波辐射。
- 使用射频仿真工具对电路进行性能预测和优化。
- 注意封装和散热设计，确保电路的稳定性和高效性。
总之，高频电路设计与制作需要掌握一系列技术和知识，但是只要正确应用这些技术和知识，设计出高效稳定的高频电路是完全可行的。
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.
连接器设计基础讲解
PIN太长 顶到端子
PIN太短 接触性差
此角度为 设计重点
PIN针
插入PIN针 后，喇叭口 要求平行与 PIN针完全 接触。
e、其他类型：
单面接触有外框 单面接触
双面接触
环型接触
B 、挂钩基本形状有以下几种： a：背部刺破式：
A尺寸控制端子脱落；
B尺寸控制端子在 Housing内的窜动。 （一般窜动为0.15 ~ 0.25mm左右较合适）
DIP型 Wafer 主体PIN孔的设计 ：
a>b尺寸，可减小PIN针之间的相互累积 挤压力，PIN针较容易插入。
主体加倒角
PIN加倒角
*尽量设计PIN针从主体底部插入，如从主 体内腔插入会增加组装的难度。
PIN针需打内K：
产品过炉时，溶胶会进入 PIN的K内，从而增加PIN 的固止力。
PIN针打内K可增强产品过炉后的退PIN力。
此处尽量避免尖角，防止刮破胶体保持力变小； 尽量做水 平，保持 力可增大；
此处做成异型或增加加强筋，增强保持力。
b：挂钩悬空式： 悬空
注：此种结构挂钩拉力较小，一般不采用。
c：挂钩为产品成型框口部份：
注：此种挂钩拉力大小，一般与塑胶相关较大。
d：挂钩为翅膀式：
挡片---防止 弹片不反弹。
二、Housing的设计： 1 、相关匹配尺寸： A、端子与Housing匹配； B、 Housing与Wafer匹配。
C
•正常情况下C小于15度时，产品能顺利对插（如 配合间隙太大，对插时PIN针可能会顶死，无法 正常对插） 。
Housing与Wafer匹配原则： *空Housing与Wafer对插无干涉（无力量）； *Housing的PIN孔与Wafer的PIN针能对应； *防呆部位能对应。
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)。
汽车用高频连接器标准
汽车用高频连接器标准汽车用高频连接器标准引言汽车行业正处于快速发展的阶段，技术的进步不仅仅体现在车辆的动力系统和安全性能上，还涵盖了车辆内部的电子设备和通信系统。
高频连接器是汽车电子设备中的重要组成部分，它们用于连接各种电子设备和传输高频信号，如雷达、卫星导航、车载娱乐系统等。
为了确保这些连接器的性能和安全性，在设计和制造过程中，汽车行业制定了一系列高频连接器的标准。
一、高频连接器的标准化背景1.1 汽车电子设备的快速发展随着汽车电子设备的广泛应用，汽车行业对高频连接器的需求也越来越大。
高频连接器在车载娱乐系统、车载导航系统、雷达和通信系统等方面发挥着重要作用。
为了确保这些设备的正常运行和安全性能，需要对高频连接器进行标准化管理，从而提高产品的质量和市场竞争力。
1.2 国际标准组织的介入国际标准组织对汽车行业的发展起到了重要的推动作用。
ISO和IEC是两个主要的国际标准组织，他们负责制定和推广国际标准，包括汽车用高频连接器的标准。
这些国际标准为汽车行业提供了一个统一的技术规范和质量标准，促进了国际间的贸易和合作。
二、高频连接器的标准内容2.1 结构和尺寸标准高频连接器的结构和尺寸对于其性能起着至关重要的作用。
标准规定了连接器的物理结构，包括外形、尺寸、插头和插座的设计等。
这些标准确保了连接器在安装和使用过程中的适配性和可靠性。
2.2 电气性能标准高频连接器的电气性能对于其传输高频信号起着重要作用。
标准规定了连接器的工作频率、阻抗、插入损耗、反射损耗、互调失真等电气参数。
这些标准确保了连接器在高频环境中具有良好的信号传输效果和抗干扰能力。
2.3 环境适应性标准高频连接器常常在恶劣的环境条件下工作，如高温、低温、潮湿、震动等。
标准规定了连接器在不同环境条件下的工作性能和可靠性要求。
这些标准确保了连接器在各种环境中保持良好的性能和稳定性。
2.4 材料和制造工艺标准高频连接器的材料和制造工艺对于其性能和可靠性起着决定性的作用。
高频电子连接器设计基础
Ｖ ＳＷ Ｒ ＋ １
１ ＝－ ２ ０ ｌ ｏ ｇ
一’
电 压 驻 波 比 ＶＳ ＷＲ （ Ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｗａ ｖ ｅ Ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ） 公式 如 下 ：
Ｖ Ｓ ＷＲ ＝
时域和频域 。时域用来 观察信号随着时间轴变化 的情形 。频域用来 显示信号在不 同频率点上 的能量分布状况 。时域表 达横轴 是时间 ， 纵轴 是 电流 ，电压 ，阻抗等组件特性 ；频域表达横轴是频率 ， 纵轴是损耗 ， 串扰等组件特性 ；时域频域之 间可通过傅里 叶变换完成转换 。 差分信号 。差分信号传输构成 ：两互补信号＋ 两导体＋ 负载＋ 返 回路 径 。差分信号传输特点 ： 互补信号 ； 信号， 导体对称， 平衡传输 。 介 电常数 。 介 电常数 （ ￡ ，Ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ） 定义为电力线密度与 电场强 度的 比值 （ ｅ ＝ Ｄ ／ Ｅ ） ，介 电常数越小 ，电容 效应越小 ，电磁波通过 的速率越快 ， 在 空气 中 ￡ 为 １ ， 一般 塑料 为 ３ ～ ４ 。
Ｗ ：— ０ ． ３ ５
—
插入损耗包含 ： 反射损耗 ： 阻抗不 匹配引起 的能量 损耗 。 耦合损耗 ： 由于 ｅ ｒ ｏ ｓ ｓ ｔ ａ ｌ ｋ而产生的损耗 。 介质损耗 ： 在介质材料中产生的能量损耗 。 导体损耗 ： 在传输导体 中产生的损耗 。 辐射损耗 ：由于信号辐射所产生 的损耗 。 减少插人损耗 的方法有 ： 控制好阻抗的匹配情况 ， 减少反射造 成的损耗 ；尽量缩短信号 的传输路径 ，以减少信号衰减 。 ３ ． ４回 波损 耗 （ Ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ １ Ｏ Ｓ Ｓ ） 回波损耗是表示信号反射性 能的参数 ， 是传输介质 由于 阻抗不 匹配 所产生 的反射 。 不 匹配主要发 生在 连接器 的地方 ， 但也有可能发生 于电 缆 中特性阻抗发生变化 的地方 。 Ｒ ｅ ｔ ｕ ｎ ｒ ｌ ｏ ｓ ｓ ＝－ ２ ０ ｌ ｏ ｇ ［
RF_connector(高频电子连接器简介)讲解
RIMM connector Spec
IEEE-1394b 規格
❖ Cable Attenuation：
400 MHz ≦ 2.9 dB 800 MHz ≦ 4.6 dB 1000 MHz ≦ 5.5 dB 1600 MHz ≦ 7.9 dB
❖ Crosstalk：
Mated Connector ≦ 3﹪
r
共模輻射之漸進線
共模輻射的控制方法
數位符號的共模輻射主要發生在頻率1/tr以下， 當頻率超過時，就會以20 db/decade 的速率衰減。 因此共模輻射在低頻的數位訊號中較為嚴重。
共模輻射的控制方法主要在於電流量的控制，其 方法如下：
1. 降低天線的驅動電壓，也就是 groud potential。 2. 增加 common-mode choke 3. 將天線電流分流到地 4. Shielding the cable
SCSI Roadmap
Traditional design requirements of connectors
1. Patent Analysis 2. Normal force design 2. Maximum stresses analysis 3. Stress relaxation design 4. Material selection 5. Electroplating 6. Low Level Contact Resistance(LLCR) design 7. Retension force design 8. warpage analysis of housing 9. co-planarity design for SMT type connectors
连接器设计基础
水平 受力后Lock易滑脱
10度左右
卡点的结构样式：
Lock与卡点合用
卡点
外加Lock
三、Wafer的设计：
1 、DIP型 Wafer ：
*主体的材料选择：一般要选择加纤 15%以上的普通料或高温料。
* DIP型 Wafer一般采用波峰焊的焊板 方式，主体要间接承受260±5 ℃ 10s ； 如采用铬铁焊，主体要间接承受 350±5 ℃ 3~5s 。
b：弹片外无框口：
特点：弹片宽度 较宽，此类产品 的插拔力较大； 改变插拔力的方 法同以上类似。
c：外环型内凸点式PIN口：
此类的凸点通常有以下形状：
半球型
长条型
以上2种方式，通常适用方PIN针
半环凹槽
长条型加半环凹槽
以上2种方式，通常适用圆PIN针
d、喇叭状PIN口:
此角度为 设计重点
PIN针
PIN针打外K的作用：
打外K的作用：使K脚卡在 PCB板的孔内，防止产品过 波峰炉时掉出。
外K脚
注意：要求c大于c’尺寸
胶体底部凹槽的作用：
凹槽 凹槽的作用：在产品焊接时，防止爬锡过高把 产品顶起。
有空隙
无空隙，爬锡过 高导致浮件。 P.C.B板 焊锡脚
d尺寸一般要求> 0.15mm
PIN针在胶体内露出长的重点要性：
此处做成异型或增加加强筋，增强保持力。
b：挂钩悬空式： 悬空
注：此种结构挂钩拉力较小，一般不采用。
c：挂钩为产品成型框口部份：
注：此种挂钩拉力大小，一般与塑胶相关较大。
d：挂钩为翅膀式：
挡片---防止 弹片不反弹。
二、Housing的设计： 1 、相关匹配尺寸： A、端子与Housing匹配； B、 Housing与Wafer匹配。
连接器高频设计
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。
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）
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）
9.偏移 偏移（Skew）的影响
规范中定义的Intra-pair skew是为了确保同一对差动信号经过连 接器一对端子后，还可以保持能接受的差动不平衡，才能使得 差动信号的优点表现出来。
波速（wav无e vel损ocity耗） 传输线的传递速度可以表示为：
偏移（Skew）的影响 Point to remember 介入损失（Insertion Loss）or 衰减（Attenuation） 4.
8.传递延迟 传递延迟（Propagation Delay）的决定
根据ANSI/EIA 364-103规范所定义，量测传递延迟是以输 入信号和输出信号在振幅10%和50%之间的时间差。
8.传递延迟 何谓传递延迟（Propagation Delay）
根据ANSI/EIA 364-103规范所定义，传递时间乃是讯号通 过待测物所需要的时间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自感(selfinductance)
V(t)
0
自容(selfcapacitance)
0
V(t)
Rs
T1
L1 2nH
RL V4
高頻觀念介紹
0Vdc 1Vac TRAN =
50
<BiasValue Voltage>
0
L在高頻時為斷路⇒低通(LOW PASS)元件
Rs
T1
假設高頻(Tr小)無損 Tr愈短,Z0愈大
傳遞延遲td=(LC)1/2
高頻觀念介紹
電路模型與特徵阻 抗Z0
原是傳輸線之觀念 應用於長直導線 假設高頻無損 Z0=(L/C)1/2為平 均效應,直接轉用 分布模型較能反映 實況適用高頻 低頻時可用集總模 型簡化
LUMPED MODEL
集總模型
DISTRIBUTED MODEL
∑c
k =1
n
LINPAR SPICELINK(ANSOFT R通常很小 G忽略 對角為自容(感),其他部 分為互容(感)
2k
... − cn 2
等效電路之產生
MULTLIN SPICELINK(ANSOFT)
LC = CL = µε 1n LG = GL = µσ 1n
電路模擬
PSPICE
SPICELINK模擬
λ
* 靜電磁場分布 * 適用較短之端子
L
分布
0 0 0
* 動電磁場分布 * 適用較長之端子或纜線(cable)
高頻觀念介紹
電抗Z=R+jX
實部R=>電阻 虛部X=>XC= -1/(ωC) XL=ωL ω=2πf, f= f=頻率 f↑ => XC↓, XL ↑ f ↓ => XC ↑, XL↓
特徵阻抗Z0=(L/C)1/2
V如何轉成Z0
ρ=(v-v0)/v0 Z0=R*(1+ρ)/(1-ρ) R為背景阻抗,通常為0
電路分析
結論
一般而言,除同軸連接器及其他特殊連接器, 端子的長度都較短,LCR是主要設計參數 LCR參數須在元件設計階段考慮 Z0, 串音是評估連接器性能主要指標,可由 LCR構成之等效電路評估 等效電路模型(集總,分布)之選擇須先評估
... r0 l11 l12 l ... r0 l , L = 21 22 ... ... ... ... ... (rn + r0 ) ln1 ln 2
− c12
∑ g 2k
k =1
n
... − gn2
n − g1n ∑ c1k k =1 ... − g 2 n , C = − c21 ... ... ... n − cn1 ... ∑ g nk k =1 ...
模擬分析的流程
工程圖
*Autocad 作圖 Autocad
元件分析
*SPICELINKTM
Q3D計算 *產生LCR矩陣 LCR矩陣 LCR *產生等效電路 等效電路
電路分析
*PSPICE PSPICE計算 PSPICE Z0,Xtalk…...
元件分析
R,L,C,G矩陣 矩陣
r0 (r1 + r0 ) r (r2 + r0 ) R= 0 ... ... r0 r0
頻率的影響
電容:斷路(LF)-短路(HF) 電感:短路(LF)-斷路(HF)
(length of rising edge) l=Tr/D [in] l代表信號在介質中上 升所需距離 若lc代表系統長度 lc<l/6=>集總 lc>1/6=>分布
長->分布 短->集總
高頻觀念介紹
高頻因信號之“快速 震盪”使得能量分布 於電磁場
高頻連接器設計基礎
xxx技術研究院 xxxx材料研究所 E-mail: Tel:
內容
高頻觀念介紹 高頻連接器之性能指標 高頻連接器之設計技術背景 設計流程 元件模擬 電路模擬
高頻觀念介紹
集總與分布電路 高頻⇔高速 信號上升長度 著重於被動元件之行為
低速→連接通路 高速→直接影響性能 傳輸(反射等) 串音 電磁干擾
C1
0.8p RL
高頻觀念介紹
V4 0Vdc 1Vac TRAN =
50
<BiasValue Voltage>
0
C在高頻時為短路⇒高通(HIGH PASS)元 件
Rs
T1
C1
L1 2nH
V4 0Vdc 1Vac TRAN =
0.8p
RL 50
高頻觀念介紹
利用L,C可以控制頻帶
0
高頻觀念介紹
集總
0
SPICELINK模擬
設計基本概念
L與電流流徑長度有關,愈短愈好 C與導體表面積有關,增加C可降低Z0 L,C同時影響串音效應 塑膠主要影響C值,介電常數愈高,C愈大 SPICELINKTM提供設計上對L,C修改之訊 息
電路分析
步驟
將等效電路轉入 安排模擬電路 設定參數 電阻,傳輸線 電源:Tr 分析時間長度 計算 看電壓,Xtalk 轉成Z0
n ∑ g1k k =1 G = − g 21 ... − g n1 − g12
R,L,C,G之計算
... l1n ... l2 n ... ... ... lnn
− c1n ... − c2 n ... ... n ... ∑ cnk k =1 ...
高頻connector 訊號品質之設計重點
產品設ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ完成
設計技術
模擬分析
電磁場->L,C,R 等效電路->Xtalk,阻 抗Z0
測試分析
時域反射儀(TDR) Tektronix 11801C 向量式網路分析儀 (VNA) HP 8753E, ANRITZU M4623B
軟體工具
ANSOFT SPICELINKTM ->電磁場 電路模擬 電磁場,電路模擬 電磁場 Orcad PSPICE ->電路模擬 電路模擬
工程電磁學
電感,電容效應;電磁屏蔽技術
基本電路學
信號品質分析-串音,阻抗匹配等
微波工程學
微波頻率下之元件特性-S參數,阻抗設計
量測技術
設計相關技術與流程
connector規格 結構設計與分析
高頻連接器電氣特性模擬技術 (ANSOFT)
高頻測試技術開發 (TDR, VNA)
高頻訊號品質分析 (SPICE)
10%
Tr與頻率的關係
定義Fknee=0.5/Tr f<Fknee=>訊號通過 f>Fknee=>對數位信號 影響小
高頻觀念介紹
Cm
遠端串音 FEXT
V
近端串音 NEXT
高頻連接器之性能指標
阻抗匹配(Impedance match)
Z0=(L/C)1/2必須與背景值接近 Z0與爬升時間Tr(rise time)有關Tr↑ Z0 ↑
分布模型
高頻觀念介紹
Tr:爬昇時間
90%
D=介質中之傳遞延遲 = (µrεr)1/2/c0
c0=3.0E8[m/s] =1.18E10[in/s] 單位 ps/in µr~1.0 Td~εr1/2
Medium Delay(ps/in) ε r Air 84.7 1.0 Coax cable 128.5 2.3 FR4 179.8 4.5
串音(Crosstalk)
與電容C及L有關
時間延遲
Td=(LC)1/2各端子不可有太大差異
影響連接器高頻性能之因素
互感(Mutual inductance)->串音 (Crosstalk XT) 串列電感->降低信號傳輸速度並產生電磁干 擾 散雜電容->降低信號傳輸速度
設計高頻連接器所需之背景技術