濾波連接器為通信技術(shù)提供高性?xún)r(jià)比互連方案

濾波連接器為通信技術(shù)
提供高性?xún)r(jià)比的互連解決方案



圖1 濾波連接器可設計成不同的外形，
包括圓形和方形



圖 2  設計工程師通常給出的濾波器參數表

圖3  由連接器工程師提供的符合參數要求
的適當濾波器網(wǎng)絡(luò )

目前軍事/航天通信、航空、GPS(全球定位系統)以及生產(chǎn)設施的不斷計算機化推動(dòng)了技術(shù)的快速發(fā)展和變化，從而也創(chuàng )造出對帶保護功能的連接器以及濾波連接器的需求。敏感電路和器件需要保護，必須以某種方式將它們與可能影響其性能的瞬變信號隔離或屏蔽開(kāi)來(lái)。
濾波連接器是具有信號選擇能力的器件，其目的是調節可變頻率信號并濾除可能對系統有危險的那些信號。濾波連接器將交變電流整流為穩定的直流電流，阻止射頻噪聲的傳輸是濾波連接器的一項主要功能。
軍事通信系統，如美國軍方SINGARS無(wú)線(xiàn)系統、JTRS(聯(lián)合戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電系統)或者英國的弓箭手(Bowman)無(wú)線(xiàn)通信系統，都采用濾波連接器來(lái)攔截并消除會(huì )影響信號接收的電子噪聲、串擾或背景干擾。此外，此類(lèi)互連器件提供的濾波能力還可抑制內部EMI(電磁干擾)，從而防止其輻射或傳輸到其它系統中。
在生產(chǎn)環(huán)境中，通常利用計算機來(lái)指揮多任務(wù)機器人來(lái)完成一系列精確以及困難的操作。RFI/EMI干擾可能會(huì )擾亂設備的正常運行。這可導致昂貴的修理成本，如必須修理?yè)p壞的工具和系統。有些情況下，這還可能會(huì )對生產(chǎn)區域內的人員帶來(lái)安全危險。由此引起的故障還可能導致與生產(chǎn)損失和停工相關(guān)的成本，而這是永遠也無(wú)法挽回的。
連接器濾波功能可保證此類(lèi)系統的正常運轉，幾種類(lèi)型的連接器通常都可完成這一點(diǎn)。濾波器的外形可為圓形或方形。定制連接器也可提供濾波功能，從而為滿(mǎn)足特定系統設計要求提供了所需要的靈活性。由于只需要在連接器的一側提供濾波功能就夠了，因此通常是在連接器的插針組件中提供濾波功能，當然也可以在插座一側提供，但通常在插針一側實(shí)現成本更低一些。
濾波連接器設計中比較常見(jiàn)的濾波器類(lèi)型有貫通型濾波器和多層電容型濾波器。貫通型濾波器又可進(jìn)一步分為兩類(lèi)：p型套管結構濾波器和熔敷分布式濾波器。
p型濾波器由兩個(gè)套管型部件組成：一個(gè)采用電熱沉積方法制作的外層電容式套管，在輸入和輸出處提供特定的電容值；第二個(gè)內層套管則做為電感性部件，通常采用鐵氧體材料。
熔敷分布式濾波器則由鍍有介質(zhì)膜的鐵氧體套管構成。與p型濾波器相比，這種類(lèi)型的濾波器由于壁的厚度更大，因此提供了更大的強度。
平面陣列型濾波器則屬于多層電容型濾波器，利用鈦酸鋇和貴金屬層交替排列構成該類(lèi)型濾波器。
具體采用哪種濾波器類(lèi)型主要根據每個(gè)系統的要求來(lái)決定。連接器設計工程師將考慮這些要求，然后設計出提供最大程度保護能力所需要的濾波器網(wǎng)絡(luò )。負載電流、采用的電壓以及工作溫度都會(huì )影響濾波器件的電氣特性。設計合理的濾波器可在濾波器和接地之間提供一條低阻抗路徑，大多數情況下，接地都指的是金屬連接器外殼，這種系統將提供最大的噪聲保護。也可在信號和反向回路間提供接地，這一技術(shù)需要一個(gè)地線(xiàn)引腳，此時(shí)，可以采用塑料連接器外殼。
采用濾波連接器就不再需要采用板上保護器件，從而可節約電路板空間給其它器件用。由于濾波功能在連接器內完成，因此大多數情況下，連接器外形可保持不變。然而，有時(shí)可能需要增加連接器插入面板內的深度，但新的設計允許連接器外殼向外延展來(lái)適應濾波器的空間要求。
將濾波器設計工作轉移給連接器供應商有助于設計工程師集中于手頭的任務(wù)。一旦確定了所需要的保護水平，設計工程師就可將信息交給其它人員，從而專(zhuān)注于完成設計的功能部分。同時(shí)，一名濾波連接器工程師可優(yōu)化濾波器網(wǎng)絡(luò )來(lái)滿(mǎn)足要求，這有助于項目按時(shí)完成并可縮短整個(gè)設計周期時(shí)間。雖然具有濾波功能的連接器成本有所增加，但由于電路簡(jiǎn)化和PCB尺寸縮小，最終仍可能節約大量成本。將濾波器設計工作分流出去也可降低項目的總設計成本。
對于一個(gè)成功的濾波連接器應用，設計工程師完全明確設計要求是非常重要的。根據這一明確的技術(shù)要求，連接器工程師才能提供合適的濾波網(wǎng)絡(luò )。圖2 給出了設計工程師通常給出的濾波器參數表。圖3 給出了由連接器工程師提供的符合這些參數要求的適當濾波器網(wǎng)絡(luò )。
總的來(lái)講，在關(guān)鍵應用中采用濾波連接器，可使系統更方便自由地接收清晰信號，而且能提供保護層，確保系統最佳的性能。采用濾波連接器還可有其它明顯優(yōu)勢，如減少設計周期時(shí)間和成本，工作人員的安全保護也可繼續得以保證，另外還將精密工具設備的損失和生產(chǎn)時(shí)間最小化?！?