通信系統中連接器的應用分析

1 連接器的基本概念

　　連接器的基本性能可分為三大部分，即機械系能、電氣性能和環(huán)境適應能力。機械性能有兩方面的要求：

　　一是關(guān)于連接器的兩個(gè)接觸件之間的插拔力，我們希望它插入的力量比較小，分離的力量要適當；二是關(guān)于連接器的機械壽命，也就是連接器使用的耐久性。

電氣性能包含四個(gè)部分，一是連接器的接觸電阻，接觸電阻要小，能夠到幾十毫歐為好；二是絕緣電阻，我們希望它很大，能夠到幾百兆歐甚至幾千兆歐；三是抗電強度，指的是連接器之間、接觸件之間，或者是接觸件與外殼之間能承受的額定的試驗電壓的能力；四是一般的電磁性能，包括對電磁干擾引起的衰減，以及對電磁干擾屏蔽的能力等。

環(huán)境能力包括四方面：一是耐溫，根據連接器所使用的環(huán)境不同，實(shí)際上耐溫的要求范圍是不同的；二是耐潮濕，需要達到90％ 甚至更高；三是耐鹽霧，鹽霧可以使連接器產(chǎn)生退化，或者表面被腐蝕；四是連接器要耐沖擊、耐振動(dòng)，因為在一些特殊的環(huán)境中，比如航空航天、鐵路運輸、公路運輸等，對電器的沖擊和振動(dòng)是很強的。

　　連接器的發(fā)展具有以下特點(diǎn)：

　　1、朝著(zhù)小型化、高密度、高速度傳輸的方向發(fā)展；

　　2、朝著(zhù)高性能、高頻化技術(shù)方向發(fā)展；

　　3、高電壓、大電流的連接器需求市場(chǎng)也很大；

　　4、連接器還朝著(zhù)抗干擾技術(shù)、模塊化技術(shù)和無(wú)鉛化技術(shù)方向發(fā)展。

　　表1中列出的是典型的高速連接器的型號。在傳統并行同步數字信號的速率將要達到極限的情況下，高速串行方式是一個(gè)很好的解決思路。這使得低壓差分信號（LVDS）成為主要的下一代高速信號的電平標準。而高速連接器的選擇也成為高速率信號互聯(lián)要解決的主要問(wèn)題。

　　高速連接器在發(fā)展中所采用的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)包括：

　　1、為了減少串擾所采用的差分信號、無(wú)噪聲信號和接地層技術(shù)；

　　2、為了調整連接器的引線(xiàn)，可以改變由于連接器輸入和輸出物理距離不等而導致的延時(shí)差異；

　　3、為了獲得最大的傳輸效率，連接器的特l生阻抗值應與傳輸電路的特性阻抗相匹配。

2 連接器在有限系統中的應用

　　圖1所示為一個(gè)PSTN網(wǎng)的交換機，該交換機由7個(gè)部分組成。除了機箱尺寸的區別，機箱底部是一個(gè)機架的管理模塊，它包括管理模塊、傳輸背板和傳輸模塊。最前面有子板、載板、電源板，以及風(fēng)冷系統、電扇托板。在交換機中，它的主要載板就是電話(huà)信息的傳輸以及輸入／輸出的連接，輸入，輸出系統所組成的只有很少的電腦板以及信令控制板。

　　任何網(wǎng)絡(luò )都需要連通性，以便把單個(gè)設備組合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統?，F今網(wǎng)絡(luò )中，互聯(lián)器件（“連接器”）扮演重要角色：首先，它能把單個(gè)設備進(jìn)行電連接，形成更大的網(wǎng)絡(luò )系統；另一方面，如今都采用標準化的互聯(lián)，使不同公司制造的設備能相互連接在一起工作，從而在某個(gè)街區構建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，以滿(mǎn)足商業(yè)或社區的需求。

　　因此，在有線(xiàn)通信系統中，連接器的作用主要有三個(gè)方面：首先，能在單個(gè)設備內的電路板和單個(gè)電元件問(wèn)實(shí)現電連接；第二，如果采用標準化的互聯(lián)，就能使不同公司制造的設備相互連接在一起工作，從而在某個(gè)街區構建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，以滿(mǎn)足商業(yè)或社區的需求；第三，通過(guò)設計達到可靠的功能，以承受已知的工作環(huán)境和設備眼務(wù)期內的工作強度。

　　針對有線(xiàn)通信系統對連接器的要求，在設計時(shí)要考慮如下幾個(gè)方面：

　　· 鍍金接觸界面，用于保證更高的耐磨性和良好的電特性；

　　· 冗余的接觸界面，保汪高可靠性；

　　· 可選擇氣密出 接或PCB焊接；

　　· 殼體外部特征要便于插入時(shí)導正和導向；

　　· 用不同的插針高度保證信號和接地的先后連接順序；

　　· 大功率電源要用特殊的端子，和信號的接觸端子要有所區別；

　　· 要保證EMI特性和機箱接地。

　　圖2是典型的連接系統中背板連接器的設計。它可以提供三種端子長(cháng)度，即接地端子、信號1端子、信號2端子三個(gè)端子的長(cháng)度是不同的。這是為了保證插座和插針在互相連接的時(shí)候，如果接反了，就無(wú)法插入。第二個(gè)是中問(wèn)部分，它是用于安裝維修用的，整個(gè)插針板在插入的過(guò)程中，可以用來(lái)導向，甚至可以保證編碼和極性的正確。外壁用來(lái)保護端子和連接器的導向，這個(gè)端子就是插針部分，采用柔性插針。從右半部分圖中可以看到，外殼被拆除后，更清楚地顯示出了接觸面。它采用了雙柱冗余的接觸面設計，這樣可以大大提高接觸的可靠性。