内部连接器接口中连接器损耗的表征和建模。

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文章由Baptiste Bouix (w<s:1> rth Elektronik产品经理)贡献

当两个或多个pcb需要互连时,设计人员必须为其应用选择合适的连接器。然而,选择错误的连接器可能会损害整个设计。

更大的间距,如0.8毫米和1.0毫米,提供更大的接触面积,更高的载流能力,并且更坚固。w<s:1> rth Elektronik 1毫米BTB连接器系列可以装配不同的配合高度,以及0.8毫米间距BTB连接器系列,可在不同的极性。

w<s:1> rth Elektronik的WR - BTB系列精密制造的高速应用BTB连接器以其高信号完整性而闻名。可在各种配置中,0.4毫米间距系列具有特别低轮廓的设计,使其能够可靠地满足各种要求,因为它的小堆叠高度(0.9毫米高度)允许一个非常紧凑的设计。

### ** BTB连接器信号完整性测试及结果**

为了表示内部连接器接口的损耗机制和建模方法,w<s:1> rth Elektronik建立了一个测试装置。工程师使用定制的测试夹具对这两个连接器系列进行了高频测试。测量是在专门开发的测试pcb上进行的,带有50欧姆(100欧姆差分)传输线。校准板也被创建来补偿线路损耗并相应地测量。测试设置使用罗德与施瓦茨VNA ZVB 20矢量网络分析仪,频率范围为10 MHz至20 GHz(图1)。

图1:使用校准测试板的测试设置。

信号特性d以下描述适用于除最外层引脚外的所有引脚位置(图2)。建议将这些外部引脚分配给低频信号、电源轨或接地返回路径,这种方法已经在许多高速信号标准中实现。

图2:BTB 0.5 mm连接器的异常引脚。

损耗模型是从测量中得出的,除了连接器本身外,还包括测试夹具的贡献。校准程序补偿了测试PCB的传输线损耗;然而,连接器接口上的残余固定装置效果不能与当前的双端口设置完全解除嵌入。因此,这些模型有意地表示连接器插入损耗的保守上界。这种方法适用于系统级损失预算评估:使用这些模型满足其损失预算的设计将在实践中有余量。

GSG(地-信号-地)单端配置假设连接器内部的传输路径由一个信号引脚(S)和两个接地或不相关的信号引脚(G)组成。在GSSG(地-信号-信号-地)差分配置中,两个相邻的引脚(SS)形成差分对,由两个接地或不相关的信号引脚(G)包围。

### **信号端和差分信令**

插入损失可以用一个保守的二次模型来近似。同样的方法也适用于单端或差动夹具的测量:

该表达式将插入损耗(IL)描述为频率f的函数。该模型有意略高估损耗,以实现保守的性能评估。

参数说明[1]:

* C:表示基线直流损耗的常数项,理想情况下接近0 dB,但可能在包括夹具偏移量。 * Bf:表示频率相关损耗的线性项,如导体损耗和低频时的介电效应。 * Af²:二次项,表示介电损耗、趋肤效应相关损耗和色散效应。

### **可变配合高度**

0.8 mm和1.0 mm螺距的WR-BTB连接器系列可以用不同的配合高度组装(图3)。此属性允许设计人员为其应用程序找到合适的夹层连接器。(标题)

图3:1mm间距BTB连接器系列的可变配合高度

为了考虑可变的交配高度,系数A、B和C被分解为两个组成部分:最低交配高度的基线值和增量项。对于0.8 mm和1.0 mm螺距系列,配合高度增量为1mm。因此,A、B、C分别表示为函数A(n)、B(n)、C(n),其中n表示距离最小配合高度的增量数,即最小配合高度与目标配合高度的差值。

例如,对于5毫米最小配合高度系列(WR-BTB 0.8毫米间距):

对于配合高度为14mm的情况,n为9,因此模型为:

图4:BTB 0.80 mm螺距GSSG 100-ohm的衰减曲线,查看所有可变的配合高度。

BTB 0.8 mm和1mm螺距可变配合高度的所有参数值都可以在系列数据表中找到。

### **兼容数字信号链**

虽然这些模型可用于评估模拟信号的失真,但它们对于评估连接器与数字信号(包括单端和差分)的兼容性最为有效。板对板应用涵盖了广泛的协议和接口标准。下面的选项卡les提供了关于w<s:1> rth Elektronik板对板连接器系统预期性能的指导,并不打算取代适当的合规性检查或完整的信号链评估。

作为一般准则,连接器系列从最低到最高的高速信号完整性性能排名。给定足够的引脚数,性能更高的系列可以取代较低层次的选项。这里介绍的兼容性评估仅基于插入损耗模型。回波损耗和串扰(NEXT/ ext)不包括在此修订中,应独立评估,特别是