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以前,矩形连接器的选型主要由机械工程师负责,因为他们需要考虑到整个电路板或子系统的布局,连接器的选择更多是尺寸和空间的考虑。而电气性能 通常只考虑端子的额定电流,设计中需要决定由多少个端子来传输信号、连接器主体的大小和形状及连接器的结实程度,尤其是在军用项目中。航空电子或便携式系 统中,每个器件的尺寸都很关键,对连接器的选型是个很大的挑战。
今天的连接器设计已经完全改观,需要由专门的信号整合工程师来负责选型,新的连接器设计也必须从满足电气性能要求,而不是像过去那样当整个 连接器设计完成后再来测量电气性能参数。尤其是10GHz以上的高速信号,电气性能非常关键。设计高性能连接器时,无论是昂贵的背板连接器还是常见的标准 PC连接器,首先要考虑的就是电气性能要求。连接器的选型也由包装工程师转向了设计电路的电气工程师负责。
当数据传输速度提高时,电容和阻抗的影响也愈加明显。一个端子上的信号会串扰到相邻的端子并影响其信号 完整性。此外,接地电容减小了高速信号的阻抗,使信号衰减。新的串行PCI标准PCI Express,在2.5Gb时,每个方向的最大数据传输速度为500MB,大大提高了单个连接器所能传输的信号速度。过去,高速信号通常由共轴电缆和共 轴连接器来控制信号路径的阻抗。在PCI Express中采纳类似的概念,每个信号传输端子都彼此隔开。差分信号对就能够很好地达到这个目的,因为每个差分信号对的一侧都有接地引脚,以减少串扰。
高速传输在背板连接器中应用最多,高达10Gb/s的连接器采用了非常精密的设计技术。通常第一层是开阵脚的区域以分离相邻的接地端子。下一 个层次是装在行间的接地屏蔽。顶层的应用则会包括一个金属接地结构围绕着每个信号端子。这样的C型金属屏蔽实现了最佳的数据传输速度和信号完整性的组合,是理想的高速应用矩形连接器。
同心连接器
同心连接器是小型的插头座式连接器,其体积小且兼有开关的功能.同心连接器适用于低频电路,多用于耳机、话筒及外接电源的接线中。
条列式连接器
条列式连接器的引线的数目一般为数十个以下,适用于印制电路板与设备中器件的电路连接。
印制电路连接器
印制电路连接器主要用于在电气设备或电子设备中连接印制电路板。
带状电缆连接器
带状电缆连接器的插座直接焊接在印制电路板上,插头和带状电缆采用穿刺压接,可一次完成,接触可靠,使用方便,适用于仪器仪表电路的连接。
由于矩形连接器的结构日益多样化,新的结构和应用领域不断出现,试图用一种固定的模式来解决分类和命名问题,已显得难以适应。尽管如此,一些基本的分类仍然是有效的。1.互连的层次根据电子设备内外连接的功能,互连(interconnection)可分为五个层次。
①芯片封装的内部连接
②IC封装引脚与PCB的连接。典型连接器IC插座。
③印制电路与导线或印制板的连接。典型连接器为印制电路连接器。
④底板与底板的连接。典型连接器为机柜式连接器。
⑤设备与设备之间的连接。典型产品为圆形连接器。
第③和④层次有某些重迭。在五个层次的连接器中,市场额最高的是第③和第⑤层次的产品,而目前增长最快的是第③层次的产品。
2.连接器规格的层次。按照国际电工委员会(IEC)的分类,连接器属于电子设备用机电元件,其规格层次为:
门类(family)例:连接器
分门类(sub-family)例:圆形连接器
类型(type)例:YB型圆形连接器
品种(style)例:YB3470
规格(variant)
3.连接器在我国的定义。在我国的行业管理中,把连接器与开关、键盘等统称为电接插元件,而电接插元件与继电器则统称机电组件。
4.连接器的产品类别。连接器产品类型的划分虽然有些混乱,但从技术上看,连接器产品类别只有两种基本的划分办法:①按外形结构:圆形和矩形(横截面),②按工作频率:低频和高频(以3MHz为界)。
按照上述划分,同轴连接器属于圆形,印制电路连接器属于矩形(从历史上看,印制电路连接器确实是从矩形连接器中分离出来自成一类的),而目前流行的矩形连接器其截面为梯形,近似于矩形。以3MHz为界划分低频和高频与无线电波的频率划分也是基本一致的。
至于其它按用途、安装方式、特殊结构、特殊性能等还可以划分出许多不同的类型,并常常出现在刊物和制造商的宣传品中,但一般只是为了突出某一特征和用途,基本分类仍然没有超出上述的划分原则。
考虑到连接器的技术发展和实际情况,从其通用性和相关的技术标准,连接器可划分以下几种类别(分门类):①低频圆形连接器;②矩形连接器;③印制电路连接器;④射频连接器;⑤光纤连接器。
5.连接器的型号命名。连接器的型号命名是客户采购和制造商组织生产的依据。在国内外连接器行业中,产品型号命名有两种思路:一种是用字母代号加数字的办法,力求在型号命名中反映产品的主要结构特点。这种方式的好处是易于识别,但排列太长,过于复杂,随着连接器的小型化,给打印带来很多困难。目前国内仍流行这种方式,并在某些行业标准甚至国标中作出了规定,如SJ2298-83(印制电路连接器)、SJ2297-83(矩形连接器)、SJ2459-84(带状电缆连接器)、GB9538-88(带状电缆连接器)等。由于连接器结构的日益多样化,在实践中用一种命名规则复盖某一类连接器越来越困难。另一种思路是用阿拉伯数字组合。这种方式的好处是简洁,便于计算机管理和小型产品的标志打印。国际上主要的连接器制造商目前均采用这种方式。可以预计由各制造商制订反映自身特色的命名办法将会逐渐取代在计划经济体制下由全行业统一规定某种命名规则的办法。