连接器在通信系统中的应用

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。

 

　　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。

 

　　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。