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控制串?dāng)_輸入連接器的引腳排列
控制串?dāng)_是任何PCB設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一。在大多數(shù)情況下，當(dāng)我們談?wù)摯當(dāng)_時(shí)，是指在一條傳輸線上傳播的電磁場(chǎng)與相鄰傳輸線發(fā)生不必要的相互作用。但是串?dāng)_也可能在連接器的針腳輸出中發(fā)生。在當(dāng)今的高速設(shè)計(jì)中，進(jìn)入連接器的接收信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間沒(méi)有隔離的情況尤其值得關(guān)注。本文將介紹這種類型的串?dāng)_，引起的干擾類型，需要考慮的設(shè)計(jì)周期以及如何成功控制它。
查看什么是串?dāng)_以及如何發(fā)生串?dāng)_非常有用。術(shù)語(yǔ)串?dāng)_通常與耦合互換使用，并且如上所述，它是并行傳播的信號(hào)或跡線之間的有害相互作用。在這種情況下，并行行進(jìn)可以在同一信號(hào)層中或在相鄰層中。這種有害的相互作用采取耦合到相鄰線路中的能量的形式，并且它是破壞性的噪聲信號(hào)。該信號(hào)會(huì)影響任何操作，但是在那些以“高速”為特征的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)時(shí)，該信號(hào)就變得尤為重要。
影響連接器引腳排列的串?dāng)_類型
如上所述，與連接器引出線相關(guān)的串?dāng)_是當(dāng)進(jìn)入連接器的接收信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間沒(méi)有隔離時(shí)發(fā)生的串?dāng)_。高速串行鏈路發(fā)生的情況是由于發(fā)送信號(hào)的幅度往往比接收信號(hào)的幅度高得多。在某些SERDES的情況下，差異可能高達(dá)38 dB，這在整數(shù)上是驅(qū)動(dòng)器為100而接收器為5的比率。
注意：SERDES是“
Serializer”和“ Deserializer ”的縮寫，它是高速通信中常用的設(shè)備，用于補(bǔ)償有限的輸入和輸出。SERDES使用一根或多根差分線在并行接口和串行接口之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以將數(shù)據(jù)從A點(diǎn)傳輸?shù)?span lang="EN-US">B點(diǎn)。在高速串行鏈路中，接收信號(hào)對(duì)串?dāng)_非常敏感，并且不需要花費(fèi)很多時(shí)間。使他們失敗。
連接器的類型以及如何實(shí)現(xiàn)隔離
基本上有兩種類型的連接器：直角連接器和帶有圓形外殼的連接器。
直角連接器
直角連接器用于將子板連接至背板。這些連接器往往具有成排的針腳，這些針腳被擋板隔離。在這里，隔離是通過(guò)將接收信號(hào)放置在引腳的一排中并將發(fā)射信號(hào)放置在另一排中，從而使擋板在物理上將它們分開來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種直角連接器技術(shù)已經(jīng)存在了很長(zhǎng)的時(shí)間，因此在業(yè)界很容易獲得。
隨著我們將數(shù)據(jù)速率提高到32 Gb / S或更高，有必要再進(jìn)一步一步，使用帶有差分對(duì)的連接器，這些差分對(duì)被諸如Twinax之類的屏蔽物包圍。雙軸電纜（又稱雙軸電纜）是一種類似于普通同軸銅電纜的電纜，但是它有兩個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體而不是一個(gè)。最初，它的主要用途是在IBM的IBM3x和AS / 400計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。使用當(dāng)今的高速產(chǎn)品，它已成為事實(shí)上的差分信號(hào)“首選”解決方案。
有趣的是，盡管twinax提供了自動(dòng)串?dāng)_保護(hù)，但這并不是它被開發(fā)的原因。最初，Twinax是基于以下目的而創(chuàng)建的，用于解決EMI問(wèn)題：
太空中的電線確實(shí)是很好的天線。在開發(fā)twinax時(shí)，該行業(yè)正在經(jīng)歷從連接器輻射出的15-16 Gb / S破壞性噪聲，這導(dǎo)致EMI故障。
因此，盡管串?dāng)_的控制不是Twinax技術(shù)的動(dòng)力，但它卻成為解決該問(wèn)題的最佳解決方案。另外，使用twinax時(shí)，如何確定引腳的連接容易得多。
圓形連接器
航空業(yè)主要使用的另一種連接器是圓形連接器。圓形連接器的針腳陣列彼此相鄰，中間沒(méi)有擋板。面臨的挑戰(zhàn)是在沒(méi)有隔離手段的情況下如何保護(hù)驅(qū)動(dòng)器和接收信號(hào)。“解決方法”是選擇一個(gè)連接器，其連接器的針腳要比開發(fā)產(chǎn)品所需的針腳多得多。結(jié)果是驅(qū)動(dòng)信號(hào)在連接器的一側(cè)，而接收信號(hào)在另一側(cè)，它們之間的針腳用作墊片。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中的什么時(shí)候確定連接器類型？
必須在設(shè)計(jì)過(guò)程的開始就確定要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品需要哪種類型的連接器。
“在開發(fā)諸如服務(wù)器之類的產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品架構(gòu)過(guò)程中的第一步應(yīng)該是走進(jìn)一個(gè)房間，勾勒出底板的輪廓，并弄清楚如何做到這一點(diǎn)。設(shè)計(jì)將被固定，這樣既可以路由又不會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_問(wèn)題。這幾乎是設(shè)計(jì)過(guò)程的第一步。如果不這樣做，您很容易會(huì)遇到串?dāng)_問(wèn)題。此外，如果未完成，則此過(guò)程中沒(méi)有下游修復(fù)程序。這就是為什么必須從一開始就做出決定。”