连接器在通信系统中的应用

连接器在通信系统中的应用,第1张

1 连接器的基本概念

  连接器的基本性能可分为三大部分,即机械系能、电气性能和环境适应能力。机械性能有两方面的要求:

  一是关于连接器的两个接触件之间的插拔力,我们希望它插入的力量比较小,分离的力量要适当;二是关于连接器的机械寿命,也就是连接器使用的耐久性。电气性能包含四个部分,一是连接器的接触电阻,接触电阻要小,能够到几十毫欧为好;二是绝缘电阻,我们希望它很大,能够到几百兆欧甚至几千兆欧;三是抗电强度,指的是连接器之间、接触件之间,或者是接触件与外壳之间能承受的额定的试验电压的能力;四是一般的电磁性能,包括对电磁干扰引起的衰减,以及对电磁干扰屏蔽的能力等。环境能力包括三方面:一是耐温,根据连接器所使用的环境不同,实际上耐温的要求范围是不同的;二是耐潮湿,需要达到90% 甚至更高;三是耐盐雾,盐雾可以使连接器产生退化,或者表面被腐蚀;四是连接器要耐冲击、耐振动,因为在一些特殊的环境中,比如航空航天、铁路运输、公路运输等,对电器的冲击和振动是很强的。

  连接器的发展具有以下特点:

  1、朝着小型化、高密度、高速度传输的方向发展;

  2、朝着高性能、高频化技术方向发展;

  3、高电压、大电流的连接器需求市场也很大;

  4、连接器还朝着抗干扰技术、模块化技术和无铅化技术方向发展。

  表1中列出的是典型的高速连接器的型号。在传统并行同步数字信号的速率将要达到极限的情况下,高速串行方式是一个很好的解决思路。这使得低压差分信号(LVDS)成为主要的下一代高速信号的电平标准。而高速连接器的选择也成为高速率信号互联要解决的主要问题。

 连接器在通信系统中的应用,第2张

  高速连接器在发展中所采用的几个关键技术包括:

  1、为了减少串扰所采用的差分信号、无噪声信号和接地层技术;

  2、为了调整连接器的引线,可以改变由于连接器输入和输出物理距离不等而导致的延时差异;

  3、为了获得最大的传输效率,连接器的特l生阻抗值应与传输电路的特性阻抗相匹配。

2 连接器在有线系统中的应用

  图1所示为一个PSTN网的交换机,该交换机由7个部分组成。除了机箱尺寸的区别,机箱底部是一个机架的管理模块,它包括管理模块、传输背板和传输模块。最前面有子板、载板、电源板,以及风冷系统、电扇托板。在交换机中,它的主要载板就是电话信息的传输以及输入/输出的连接,输入,输出系统所组成的只有很少的电脑板以及信令控制板。

 连接器在通信系统中的应用,第3张

  任何网络都需要连通性,以便把单个设备组合成一个网络系统。现今网络中,互联器件(“连接器”)扮演重要角色:首先,它能把单个设备进行电连接,形成更大的网络系统;另一方面,如今都采用标准化的互联,使不同公司制造的设备能相互连接在一起工作,从而在某个街区构建成一个网络,以满足商业或社区的需求。

  因此,在有线通信系统中,连接器的作用主要有三个方面:首先,能在单个设备内的电路板和单个电元件问实现电连接;第二,如果采用标准化的互联,就能使不同公司制造的设备相互连接在一起工作,从而在某个街区构建成一个网络,以满足商业或社区的需求;第三,通过设计达到可靠的功能,以承受已知的工作环境和设备眼务期内的工作强度。

  针对有线通信系统对连接器的要求,在设计时要考虑如下几个方面:

  · 镀金接触界面,用于保证更高的耐磨性和良好的电特性;

  · 冗余的接触界面,保汪高可靠性;

  · 可选择气密出 接或PCB焊接

  · 壳体外部特征要便于插入时导正和导向;

  · 用不同的插针高度保证信号和接地的先后连接顺序;

  · 大功率电源要用特殊的端子,和信号的接触端子要有所区别;

  · 要保证EMI特性和机箱接地。

  图2是典型的连接系统中背板连接器的设计。它可以提供三种端子长度,即接地端子、信号1端子、信号2端子三个端子的长度是不同的。这是为了保证插座和插针在互相连接的时候,如果接反了,就无法插入。第二个是中问部分,它是用于安装维修用的,整个插针板在插入的过程中,可以用来导向,甚至可以保证编码和极性的正确。外壁用来保护端子和连接器的导向,这个端子就是插针部分,采用柔性插针。从右半部分图中可以看到,外壳被拆除后,更清楚地显示出了接触面。它采用了双柱冗余的接触面设计,这样可以大大提高接触的可靠性。

连接器在通信系统中的应用,第4张


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