Rychlý vývoj vysokorychlostního signálního softwaru a hardwaru ve všech průmyslových odvětvích vytvořil vyšší úroveň frekvence a šířky pásma. V souladu s tím jsou také přísnější celkové požadavky na výkonnost pro komponenty konektorů. Současně představuje miniaturizace formulářů zařízení a balíčků, propojení a dalších zařízení v systému další návrhové výzvy. Všechna tato fakta mají významný dopad na integritu přenosu signálu.
Základní teorie integrity signálu vysokorychlostních konektorů
Vzhledem k tomu, že celková struktura většiny zařízení a zařízení se výrazně zmenšuje a pracuje při vyšších frekvencích, vyvstávají problémy s integritou signálu a vyžadují zvláštní pozornost. Charakteristická impedance, ztráta vložení, ztráta návratu a přeslech - mezi nimiž mají impedance a přeslech největší dopad na integritu signálu konektoru - musí být všechny monitorovány na úrovni testování, aby se zajistilo optimální výkon zařízení.
Parametry rozptylu (S-Parametry) se často používají v integritě signálu jako standardní formát k popisu širokopásmového vysokofrekvenčního chování propojení. S-Parametry jsou formátem pro popis, jak se standardní průběh propojení nebo komponenty rozptýlí během procesu DUT (testovacího).
Klíčové faktory ovlivňující integritu signálu vysokorychlostních konektorů
Obecně platí, že hlavními faktory ovlivňujícími integritu signálu vysokorychlostních konektorů jsou konstrukční prostor, rychlost přenosu a ztráta signálu. Různé návrhy rozvržení PCB úzce souvisejí s těmito faktory, které mají kritický dopad na celkovou integritu signálu. V rámci různých návrhů rozvržení PCB budou ovlivněny vysokofrekvenční vlastnosti prezentované konektorem.
V současné době má standardní vysokorychlostní konektor kompletní strukturu a specifikaci. Inženýři musí pouze upravit návrh podle této struktury, aby splnili vysokofrekvenční podmínky vyžadované určitou specifikací. Za normálních okolností mohou zákazníci poskytovat pouze designový prostor a požadovanou přenosovou rychlost. V mnoha případech jsou i požadavky na ztrátu signálu nejisté, což vyžaduje různá rozložení PCB a další úpravy v rámci návrhu. Zde by mohly být vyžadovány přizpůsobené produkty. Přizpůsobení ve vývoji vysokorychlostních konektorů zajišťuje vysokou úroveň integrity signálu. Inženýři se často spoléhají na simulaci FEA (analýza konečných prvků), aby pomohli při navrhování vysokorychlostních konektorů.
Jak simulace FEA pomáhá designu vysokorychlostního konektoru
Při přizpůsobeném vývoji vysokorychlostních konektorů XHSConn často upravuje návrh mechanismu tak, aby vyhovoval potřebám zákazníků prostřednictvím stresu a vysokofrekvenční simulace FEA, a nakonec po procesu porovnává vysokofrekvenční vlastnosti produktu, aby se potvrdila platnost simulace. Je provedeno vícenásobné srovnání pro akumulaci zkušeností a neustálé zlepšování přesnosti simulace. Proces je rozdělen do následujících kroků:
1. Po simulaci inzerce a extrakce FEA lze získat údaje o inzerci a extrakční síle konektoru, aby se posoudil, zda návrh mechanismu splňuje požadavky. Dále může být stav deformace terminálu odvozen z výsledků simulace FEA po vložení konektoru. Po vícenásobných ověřovacích simulacích, pokud jsou parametry materiálu a podmínky simulace FEA nastaveny správně, vložení síly a stav deformace terminálů přesně poskytují výsledky velmi blízké skutečným hodnotám.
2. Add Stav deformace terminálu nalezený simulací FEA a překreslete 3D model PCB. Importujte nakreslený model do vysokofrekvenčního softwaru FEA a nastavte parametry modelu pro provádění vysokofrekvenční simulace.
3. Po nepřetržitém a opakovaném úpravě návrhu a simulace lze získat S-Parametry, které splňují potřeby zákazníků. Čtyři vysokofrekvenční podmínky jsou charakteristická impedance, ztráta vložení, ztráta návratu a krátký a far-end crosstalk (další a Fext).
Problémy s integritou signálu, které vznikají s vyššími frekvencemi přenosu a výzvy pro návrh pro konektor se staly ještě závažnějšími. Teoreticky, s ohledem na vysokofrekvenční přenos, čím více odpovídá charakteristické impedanci, tím menší výskyt problémů s integritou signálu. Avšak pod omezením kosmického mechanismu bude tvar kontaktního terminálu konektoru nepravidelnější, což je důsledkem toho, že se konektor shoduje s vysokofrekvenčním přenosem. Charakteristická impedance je obtížná, zejména proto, že návrh rozložení PCB má velký dopad na integritu signálu. Proto při vývoji přizpůsobených vysokorychlostních konektorů lze získat přesnější odkaz pomocí simulace FEA, aby byla zajištěna integrita signálu, splňovala vysokorychlostní požadavky na přenos vyžadované zařízením a účinně se vyhýbalo plýtvání zdroji, což vede k úsporám nákladů.