【E課堂】不得不知道的：如何選擇高速連接器

　　對于當前的任何一個(gè)電子產(chǎn)品來(lái)講，什么是必不可少的?這個(gè)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(gè)器件，就是連接器。當然，是對于一個(gè)產(chǎn)品設計工程師來(lái)講，選擇連接器已然成為了其工作中非常重要的一個(gè)部分。

　　現在在一些大型的公司，都有專(zhuān)門(mén)的連接器(connector)和線(xiàn)纜(cable)工程師，他們會(huì )負責所有的連接器的選型和驗證。當然，小型點(diǎn)的公司可能由結構工程師(ME)或者電子工程師進(jìn)行選擇和驗證。顯然，當產(chǎn)品的接口速率非常高的時(shí)候，傳統的結構工程師或者是普通的電子工程師已經(jīng)無(wú)法判斷所選擇的連接器是否能滿(mǎn)足產(chǎn)品設計的要求。

　　這個(gè)時(shí)候就需要更加專(zhuān)業(yè)的公司來(lái)做，所以就出現了像SI工程師參與到連接器和線(xiàn)纜的選型中。那么對于連接器應該如何來(lái)選擇呢?需要注意一些什么?對于產(chǎn)品有什么影響?

　　對于連接器的選擇主要是從兩個(gè)大的方向著(zhù)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(mǎn)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(mǎn)足阻抗、插入損耗、回波損耗、遠端串擾、近端串擾、延時(shí)等等要求。

　　在這里我們就針對電氣方面的參數做點(diǎn)點(diǎn)說(shuō)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(mǎn)足要求。

　　插入損耗：

　　插入損耗在5GHz時(shí)，基本都在0.4dB左右，基本能滿(mǎn)足規范，有個(gè)別pin少有超過(guò)。

　　回波損耗：

　　回波損耗在10GHz以?xún)榷荚?20dB以?xún)?，滿(mǎn)足規范要求。

　　遠端串擾：

　　遠端串擾，在10GHz以?xún)然緷M(mǎn)足-50dB以?xún)?，滿(mǎn)足規范設計要求。

　　近端串擾：

　　近端串擾，在10GHz以?xún)然緷M(mǎn)足-50dB以?xún)?，滿(mǎn)足規范設計要求。

　　通過(guò)做測試板，發(fā)現此款連接器基本都滿(mǎn)足規范要求，只是插入損耗，有個(gè)別pin壓在規范要求的紅線(xiàn)上，說(shuō)明基本上是能使用到產(chǎn)品上的。

　　當然，這種通過(guò)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(wǎng)絡(luò )分析儀，每次做測試板的時(shí)候需要打板，需要一個(gè)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(xué)會(huì )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(shí)候就會(huì )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(shí)候，即使在傳輸線(xiàn)上做的再好，在產(chǎn)品測試時(shí)，其誤碼率很可能就會(huì )達不到要求。之前有一個(gè)朋友就遇到了這種狀況。在第一版產(chǎn)品研發(fā)的時(shí)候，發(fā)現誤碼率一直過(guò)不了規范，在產(chǎn)品設計上找了所有能找的原因，包括芯片、鏈路設計等，都覺(jué)得沒(méi)有問(wèn)題，找到我們的時(shí)候，我們分析了一遍之后，也覺(jué)得沒(méi)有問(wèn)題，芯片也是我們用過(guò)的，距離更長(cháng)都不會(huì )存在問(wèn)題，拿到他們的產(chǎn)品實(shí)物一看，就發(fā)現其使用的高速連接器顯然是沒(méi)有升級的，廠(chǎng)家標稱(chēng)說(shuō)是可以達到那么高的速率，但是實(shí)際上還是存在一定的水分。因為其兩個(gè)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(jìn)行了升級設計，使原來(lái)的串擾效果得到了大大的提高。后來(lái)?yè)Q掉連接器之后，產(chǎn)品完美的達到了規范要求。

　　很多時(shí)候廠(chǎng)家提供的參數是在他們設計和生產(chǎn)的條件下得到的，推薦各位用戶(hù)工程師使用，一般不會(huì )出現什么太大的問(wèn)題，但是如果您在設計和生產(chǎn)的時(shí)候，使用的過(guò)孔不同或是材料不同或是生產(chǎn)工藝不同，這就即有可能出現問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候如果通過(guò)自己公司本身的設計和生產(chǎn)工藝驗證過(guò)之后，沒(méi)有任何問(wèn)題才是最保險的。這種方式在做大型高速產(chǎn)品的時(shí)候，是一種非常有必要的研發(fā)手段。

　　如下是近來(lái)測試的一款連接器和廠(chǎng)商提供數據的插入損耗對比圖：

　　從結果上分析，在12.5GHz時(shí)，相差1dB，還是差別有點(diǎn)大。使用好一點(diǎn)的材料，都可以達到將近2inch的走線(xiàn)距離，著(zhù)實(shí)有點(diǎn)小恐怖。當然，這并不是所有的連接器都是如此這種情況，有的還是非常接近的。