以前,連接器的選型主要由機械工程師負責,因為他們需要考慮到整個電路板或子系統(tǒng)的布局,連接器的選擇更多是尺寸和空間的考慮。而電氣性能 通常只考慮端子的額定電流,設(shè)計中需要決定由多少個端子來傳輸信號、連接器主體的大小和形狀及連接器的結(jié)實程度,尤其是在軍用項目中。航空電子或便攜式系 統(tǒng)中,每個器件的尺寸都很關(guān)鍵,對連接器的選型是個很大的挑戰(zhàn)。
今天的連接器設(shè)計已經(jīng)完全改觀,需要由專門的信號整合工程師來負責選型,新的連接器設(shè)計也必須從滿足電氣性能要求,而不是像過去那樣當整個 連接器設(shè)計完成后再來測量電氣性能參數(shù)。尤其是10GHz以上的高速信號,電氣性能非常關(guān)鍵。設(shè)計高性能連接器時,無論是昂貴的背板連接器還是常見的標準 PC連接器,首先要考慮的就是電氣性能要求。連接器的選型也由包裝工程師轉(zhuǎn)向了設(shè)計電路的電氣工程師負責。
當數(shù)據(jù)傳輸速度提高時,電容和阻抗的影響也愈加明顯。一個端子上的信號會串擾到相鄰的端子并影響其信號 完整性。此外,接地電容減小了高速信號的阻抗,使信號衰減。新的串行PCI標準PCI Express,在2.5Gb時,每個方向的最大數(shù)據(jù)傳輸速度為500MB,大大提高了單個連接器所能傳輸?shù)男盘査俣。過去,高速信號通常由共軸電纜和共 軸連接器來控制信號路徑的阻抗。在PCI Express中采納類似的概念,每個信號傳輸端子都彼此隔開。差分信號對就能夠很好地達到這個目的,因為每個差分信號對的一側(cè)都有接地引腳,以減少串擾。
高速傳輸在背板連接器中應(yīng)用最多,高達10Gb/s的連接器采用了非常精密的設(shè)計技術(shù)。通常第一層是開陣腳的區(qū)域以分離相鄰的接地端子。下一 個層次是裝在行間的接地屏蔽。頂層的應(yīng)用則會包括一個金屬接地結(jié)構(gòu)圍繞著每個信號端子。這樣的C型金屬屏蔽實現(xiàn)了最佳的數(shù)據(jù)傳輸速度和信號完整性的組合,是理想的高速應(yīng)用連接器。