不得不知道的：如何選擇高速連接器

2017-04-03 by:CAE仿真在線來源:互聯網

對于當前的任何一個電子產品來講,什么是必不可少的?這個回答肯定有非常多的答案。今天我們要討論的是其中不可或缺的一個器件,就是連接器。當然,是對于一個產品設計工程師來講,選擇連接器已然成為了其工作中非常重要的一個部分。

現在在一些大型的公司,都有專門的連接器(connector)和線纜(cable)工程師,他們會負責所有的連接器的選型和驗證。當然,小型點的公司可能由結構工程師(ME)或者電子工程師進行選擇和驗證。顯然,當產品的接口速率非常高的時候,傳統的結構工程師或者是普通的電子工程師已經無法判斷所選擇的連接器是否能滿足產品設計的要求。這個時候就需要更加專業的公司來做,所以就出現了像SI工程師參與到連接器和線纜的選型中。那么對于連接器應該如何來選擇呢?需要注意一些什么?對于產品有什么影響?

對于連接器的選擇主要是從兩個大的方向著手,首先就是結構,其次就是電氣性能。

在結構方面,連接器首先要滿足連接的作用,所以符合結構設計,pin與pin一一對應。

在電氣性能方面,連接器需要滿足阻抗、插入損耗、回波損耗、遠端串擾、近端串擾、延時等等要求。

在這里我們就針對電氣方面的參數做點點說明,下面是我之前幾年測試的某公司一款10G的連接器。

阻抗:

阻抗設計要求在90ohm+/-10%。從結果上看,都能滿足要求。

插入損耗:

插入損耗在5GHz時,基本都在0.4dB左右,基本能滿足規范,有個別pin少有超過。

回波損耗:

回波損耗在10GHz以內都在-20dB以內,滿足規范要求。

遠端串擾:

遠端串擾,在10GHz以內基本滿足-50dB以內,滿足規范設計要求。

近端串擾:

近端串擾,在10GHz以內基本滿足-50dB以內,滿足規范設計要求。

通過做測試板,發現此款連接器基本都滿足規范要求,只是插入損耗,有個別pin壓在規范要求的紅線上,說明基本上是能使用到產品上的。

當然,這種通過測試板測試連接器的方式,在某種意義上,很多公司難以做到,畢竟這需要花費很大的人力和財力,比如你至少需要一臺高帶寬的網絡分析儀,每次做測試板的時候需要打板,需要一個比較了解連接器測試流程的工程師等等。但是即使自己公司不這樣做,也要學會看懂供應商提供的測試報告,這是最基本的要求。否則在使用高速連接器的時候就會遇到不可預知的麻煩。

比如,如果您選用的連接器其串擾非常大,那么在設計的時候,即使在傳輸線上做的再好,在產品測試時,其誤碼率很可能就會達不到要求。之前有一個朋友就遇到了這種狀況。在第一版產品研發的時候,發現誤碼率一直過不了規范,在產品設計上找了所有能找的原因,包括芯片、鏈路設計等,都覺得沒有問題,找到我們的時候,我們分析了一遍之后,也覺得沒有問題,芯片也是我們用過的,距離更長都不會存在問題,拿到他們的產品實物一看,就發現其使用的高速連接器顯然是沒有升級的,廠家標稱說是可以達到那么高的速率,但是實際上還是存在一定的水分。因為其兩個版本的連接器在物理結構上是完全兼容的,但是由于連接器內部重新進行了升級設計,使原來的串擾效果得到了大大的提高。后來換掉連接器之后,產品完美的達到了規范要求。

很多時候廠家提供的參數是在他們設計和生產的條件下得到的,推薦各位用戶工程師使用,一般不會出現什么太大的問題,但是如果您在設計和生產的時候,使用的過孔不同或是材料不同或是生產工藝不同,這就即有可能出現問題,這個時候如果通過自己公司本身的設計和生產工藝驗證過之后,沒有任何問題才是最保險的。這種方式在做大型高速產品的時候,是一種非常有必要的研發手段。

如下是近來測試的一款連接器和廠商提供數據的插入損耗對比圖: