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。

透过这些测试来验证讯号的完整性。

随着影音数据的大量化，带动着SATA、HDMI 及DisplayPort 等高频连接器相继问世，连接器的传输速度也从Mbps 等级提升到Gbps 等级。

当讯号速度持续加快时，如何降低噪声干扰成了重要课题，因此单线传输架构逐渐转换成双绞线方式，藉以降低本身噪声的产生以及提升抵抗外界干扰的能力；但是因为受到多条或多对讯号同时高速传输的影响，串音程度也逐步增加，因此各种串音(Crosstalk)现象的产生被提出详细探讨。

量测设备校正技术
任何量测设备并非开机接上待测电路或组件就可直接进行量测，都需经过验证或校正程序对设备进行确认，以排除因环境（温度与湿度）、设备本身或是其串接治具所造成的量测误差，以确保测试结果的正确性，为了能有效的进行量测工作，简单的校正程序可称为“归零＂，亦即将测试档位依现况进行归零调整（如奥姆表）。

但对高频量测设备，无论是使用时域反射仪(TDR)或是网络分析仪(NA)来进行高频量测时，则必须在量测之前对量测系统执行较繁琐的校正程序(Calibration)以便补强其精确度，确保测试的精确度与再现性。

正确且可重复的校正程序非常重要且不可或缺，藉此以消除仪器本身、串接治具（包含同轴传输线(Coaxial Cable)、转接头(Adapter)与特别为待测物所设计的夹具(Test Fixture)以及因环境变动所造成之额外效应，尽量将量测系统的参考平面(Reference Plane)移至距离待测物最接近的位置，这些因子所产生的效应并不是待测物本身所造成的影响，不属于所想要获得的部份，因此必须以良好的校正程序加以移除，才能量得待测物真实的特性。

时域反射仪校正方式
时域反射仪(TDR)量测原理是透过仪器产生标准步阶讯号，当讯号通过不同媒介时因阻抗不匹配对讯号产生部份反射与穿透现象，再根据穿透与反射量的大小来表现行经路线中各位置点的特性。

由于TDR量测法是以输入讯号与接收讯号大小比值来比对，故校正方式不像网络分析仪般的复杂，以Tektronix 设备为例，量测时通常只需对输入讯号的上升时间加以定义即可，很少考虑因讯号产生器/ 接收器、转接治/ 夹具所衍生的效应，近年来因讯号传递方式由单模讯号改变为差模讯号，于量测时需同时对待测物打入两个反向的步阶讯号，即两讯号的振幅与相位必须是振幅大小相同但相位相差180 度的标准讯号（如同镜射一般），因此TDR 初始化校正程序也日受瞩目。

差模量测的TDR 初始化校正程序基本上只需透过设备本身进行调整，将振幅大小调整一致，并将接收端对两讯号的接收时间差缩小至fs 以下即可，通常无须外接额外的标准校正器加以补偿。

满足轻薄短小加上快速且大量之数据传输需求，是未来连接器发展的必然趋势。

连接器产业已摆脱机械加工的传统模式，朝向微波组件持续发展，高频特性的设计、量测与分析对现有连接器产业而言仍需投入大量的研究人力。

本文中提及的各种新式连接器在整个连接器产业中仍属低价产品，但其相关高频技术已造成产业发展的分水岭，如何提升各项能力，朝板对板之高单价产品迈进，会是连接器厂商向上提升的关键技术。