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高速连接器设计剖析:深度解读连接器大厂高速互连方案

发布时间:2024-11-29作者来源:金航标浏览:281


设计师在开展产品设计工作时,往往倾向于优先选用标准连接器。毕竟,大部分情况下,标准的、市面上现成的产品足以满足需求。然而,不可忽视的是,某些特定场景下,标准产品在面对系统设计要求时会显得力不从心。一旦出现这种状况,为了确保产品能够精准契合系统设计的各项要求,设计师们便不得不考虑采用自定义或客制化的连接器方案。


非标准连接器的使用比大多数设计师想象的更普遍。例如,Samtec大约25%的销售业绩来自非标准产品。现有产品的轻微修改就能产生一个全新连接器。包括高速板对板连接器、高速电缆组件、背板连接器、有源光缆组件,以及射频连接器和电缆组件等。


高速互连解决方案应用,如数据中心、超级计算机、自动化测试设备和医疗成像等,经常使用高速电缆组件传输大量数据。


尽管有各种标准高速电缆组件,但许多客户在使用标准产品进行修改。


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Samtec的AcceleRate® HP高密度电缆系统


另一个流行的修改是混合和匹配组件的连接器。例如,Flyover® QSFP-DD板对板连接器,可以终止到靠近芯片放置的高密度连接器。设计人员可以使用前板、中板和后板互连系统的各种连接器类型。


高速系统需要新一代高性能连接器。然而,许多设计都是为了更“直接”的应用,如工业自动化、机器人技术、嵌入式产品、视觉和安全系统。这些应用经常使用更基本、传统的互连,如方形插针的排针和排母。这些产品相对简单,修改更为快捷,成本较低。


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排针和排母更改快捷简单


流行的修改包括增加脚位数量、布置,以及脚位间距等,满足安全和监管标准。大多数使用板对板连接器都尽量达到UL和CE 61800-5-1规格,满足材料等级、工作电压,以及爬电和间隙距离等。


另一个流行的修改是优化配合方式和脚位性能。如将电源和信号引脚结合到一个连接器中,节省了PCB上的空间,并提高了配套连接器组的公差。


大多数板对板连接器都有良好的信号传输设计,满足SI(信号完整性)性能。这需要减少辐射噪声或对噪声的敏感性。如果需要额外的屏蔽性能,连接器可以在外部进行金属屏蔽,金属屏蔽环绕整个配对连接器系统,最大限度地减少EMI和EMC的影响


电镀是另一种常见的更改方式,包括金,银,和钯镍等等。大多数设计师的目标是实现更高的使用寿命,防止恶劣环境中冲击和振动,以及更高工作温度等的影响。


射频连接器和电缆组件也经常被修改。设计师经常要求成组设计射频连接器,如MagnumRF™或Bullseye® 测试系统,具有特定的位置数、间距,和自定义布局。这可以在有限的PCB空间中安装射频连接器,连接器被放置在更接近芯片的地方。


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▲Samtec射频连接器和电缆组件


上述所提及的各类示例均属于对现行连接器的改良调整范畴。部分系统因自身独特需求,亟待全新设计开发的连接器来予以适配,其涵盖定制化的 PIN 针与冲压部件、特制的塑料绝缘体及外壳、专属的射频模式以及特殊封装形式等多元要素。唯有与连接器供应商展开紧密无间的协作,精心构建出契合需求的理想互连方案,方可达成系统性能的最优化呈现,使其在实际运行过程中发挥出卓越效能。


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