選擇適合差分信號應(yīng)用的連接器
許多不同類型的連接器都可以在高速信號中使用。在差分信號和單端信號應(yīng)用中,引腳片敞開型（open pin-field）連接器常常是成本最低的連接器,而且具有很大的靈活性。然而,當信號頻率提高時,針對單端信號和差分信號應(yīng)用進行了優(yōu)化的連接器就更加合適了。
雖然高速信號的電氣性能是非常關(guān)鍵的,但是,當選擇用于差分信號的連接器時,還有一些其他決定因素,例如,是否易于實現(xiàn)、應(yīng)用是否靈活、引腳密度,以及成本等。當系統(tǒng)設(shè)計者決定采用哪一種連接器才能最適合特殊應(yīng)用要求時,就必須考慮影響連接器性能的許多方面。
引腳片敞開型連接器
通常,引腳片敞開型連接器有很多可以任意定義的引腳。這些連接器由成組的金屬連接件構(gòu)成,而且信號引腳和地引腳是可以任意定義的。系統(tǒng)設(shè)計者能夠指定它們所希望的連接方式,以達到可接受的阻抗、串擾和引腳密度等。
單端信號電路需要一個信號路徑和一個返回路徑,或地路徑。引腳片敞開型連接器可以用在這樣的單端信號系統(tǒng)中,只需將一些引腳定義成信號引腳,另一些引腳定義成地引腳就可以了。
連接器中信號與地引腳的數(shù)量比例取決于對信號密度和電氣性能的要求,地引腳越多電氣性能越好;非電氣性能方面的優(yōu)點,例如,所需的電路板空間更小,來源于更高的信號與地引腳數(shù)量的比例。
引腳片敞開型連接器雖然是低成本的連接器,但是如果設(shè)計得當,也可以在高速系統(tǒng)中取得很好的性能。只是它的阻抗和串擾性能可能會隨著信號與地引腳數(shù)量比例的變化而發(fā)生很大的改變。
引腳片敞開型連接器可以用于單端和差分信號系統(tǒng)中。對于差分信號,通常希望一對差分信號的兩根導線之間的耦合最大,這就意味著要保持這一對導線盡可能接近。但是,作為差分對的兩根導線之間的耦合可能會受到特定目標阻抗要求的限制。
為了減少不同差分信號對之間的串擾,來自信號對的每根導線與臨近的其他導線之間的耦合必須最小。維持差分對信號的電氣平衡是相當重要的,這可以通過確保差分對內(nèi)信號線走線長度的相等以及差分對中每一根信號線與臨近的其他信號線、屏蔽線和地之間的相互影響一致來達到。
謹慎的使用引腳片敞開型連接器就可以實現(xiàn)上述目標,也可以采用更復雜的連接器,它們所提供的高速性能會更好。這樣的連接器常常包括提供信號之間隔離的完整的屏蔽和地線連接,并且也有助于控制阻抗。
對于極高速的性能要求,優(yōu)化過的引腳片敞開型連接器可以用在任何差分和單端信號場合中。如果引腳片敞開型連接器的信號和地引腳排列方式被事先定義好并固定不變,那么它本身的靈活性就會大大降低。
用在差分信號中的單端連接器
在單端信號應(yīng)用中的一些連接器在某種程度上可以認為其引腳排列是部分可定義的,系統(tǒng)設(shè)計者可選幾種不同的方案來實現(xiàn)引腳的排列。這種連接器常常帶有一個起到地作用的中心連接片,但卻沒有預(yù)先定義地引腳。
以中心連接片兩側(cè)各有20個引腳的連接器為例。在連接器引腳全部被定義為信號引腳的情況下,地中心連接片提供了唯一的地返回路徑,在一個連接器組中可以實現(xiàn)40個單端信號。
當信號與地引腳數(shù)量比例為1:1時,每個組可以實現(xiàn)20個信號引腳（另外20個引腳用于地引腳）。這使有效引腳密度降低了一半,但卻提供了更好的高速性能。同樣,當信號與地引腳數(shù)量比例為3:1時,可以獲得30個信號引腳（另外10個引腳用于地引腳）。
不同的信號與地引腳數(shù)量比例可以混合使用在一個連接器組中。例如,某些信號可能需要與其他信號有更多的隔離,因此不同的信號之間就可以采用不同的引腳比例。
當在差分信號應(yīng)用中使用標準連接器時,有兩種邏輯引腳排列方式：所有引腳全部定義為信號引腳,或在差分信號對中定義一個地引腳。全部定義信號引腳的情形可以在每個連接器組中獲得20個差分信號對,而在差分信號對中定義了地信號的情形則只能獲得14個差分信號對。
將地引腳插入到差分信號對之間主要是為了降低串擾。在非常高的頻率下,將額外引腳接地在某種程度上可以降低差分對的阻抗。
