【導讀】在設計利用高速互連的應用時，在信號路徑上瀏覽所有潛在的減速帶是至關重要。必須了解并掌握以下因素：疊層、公差、通孔設計、跡線寬度、鍍層和銅蝕刻，以實現最佳信號路徑。 任何設計清單都應該包含連接器，而這些連接器往往被忽略。如果沒有仔細檢查，連接器可能會嚴重影響系統的信號完整性。
正確的連接器應該提供幾個關鍵要素：
在目標帶寬上配接阻抗
低于目標帶寬的插入損耗
可靠連接到PCB
可靠連接到電纜系統
為了確保連接器可以為信號提供低損耗和配接阻抗，必須查看散射或s參數。S參數詳細說明了線性電網的特性，并確定了帶寬和電路損耗，從而揭示了其性能潛力。S參數數據由制造商提供，作為表征其連接器的一種方式，并應成為設計高速連接器時首先考慮的標準。設計師還應該在時域中轉換并觀察s參數，以及時域反射（TDR）圖，并查看內部阻抗曲線。
由于連接器有很多種類（例如，端子類型、內部信號長度、材料等），設計人員需要了解s參數文件是如何創建的。在盲目地將touchstone文件放入仿真并相信結果之前，詢問供應商幾個問題是很重要的，其中包括：
1. 你想要的插針與仿真的插針配接嗎？
2. 其他插針如何端接？
3.在提供的數據中使用了什么樣的布局？
4.有沒有殘端？
5.用于表征的端子類型是什么？（例如電鍍通孔、表面安裝、壓接）
6.夾具如何嵌入或測量中包含什么？
7.這是我需要的準確零件號嗎？
優質供應商為每個客戶的預期用途提供仿真和與測量相關的數據，從而為他們提供更準確的連接器對設計影響的評估，并增強他們在仿真數據中的置信度。
選擇連接器時的另一個重要標準是PCB端接選項。連接器通常有多種端接形式，包括（但不限于）表面安裝、壓接和通孔錫膏（PIH），每種形式都有其獨特的優缺點。壓接端子結構非常堅固，可為PCB提供最大的保持力和連接性，但對高速應用也提出了嚴峻的挑戰。從高密度壓合連接器發送信號可能需要高層數PCB，從而通過電鍍孔向上延伸得到最長路徑，以到達連接器。鉆孔的細長路徑和固定直徑可能會對較高頻率的信號產生明顯的不連續性，并可能阻礙高數據速率。
表面貼裝端接更適合高速設計，并連接器發射點的配接阻抗可獲得最大的靈活性。設計人員可以直接進入連接器的焊盤或使用選擇的鉆孔來提供通過PCB的路徑。此外，導通孔可以埋入PCB內，或反向鉆孔以減少未使用的通孔殘端，并改善壓接端接方式的頻率響應。這種端接方法為高頻設計提供了最大的好處，但不一定是穩健的。表面貼裝連接器通常需要一些額外的加固件，例如安裝硬件，以確保與PCB的牢固連接。
PIH端接是前兩種風格之間的混合。與壓接類似，PIH端子具有較短的非壓接插針——插入鍍通孔足跡并焊接到位。主要區別在于它的插針短得多，可以對鉆孔進行反鉆以去除信號上多余的殘端。這種高密度連接器要做入PCB仍然存在挑戰。選擇供應商提供這些短至10mm的插針，可以提供改進的高頻響應和與PCB的堅固連接。在從PCB轉換到連接器時，每種端接類型都存在一些信號阻抗不連續性，并且每種端接類型都使得設計人員能夠改變自由度以最小化不連續性對信號完整性的影響。
選擇用于高速設計的連接器時，考慮接觸配接連接器的方式也很重要。有幾種配接接觸的方法，每種方法都有其獨特的一系列優點和局限，從而影響整體設計的信號完整性。邊緣安裝連接器是一種流行的配接接觸方法。這些連接器具有可沿PCB焊盤滑動的彈簧指，可以在單一點處進行電氣接觸，從而使信號的間斷性最小，但在高沖擊和振動應用中可能有害（或需要額外的保持方法）。許多MSA標準設計（例如SFP、SFP +和QSFP）都使用這種類型的電氣接口。
壓接連接更加廣泛地用于堅固的應用中。這個相當基本的系統由一個帶插座的母頭和一個帶彈簧插針的公頭組成。這種配接類別有兩個或兩個以上的接觸點，與邊緣安裝配接系統提供的單點接觸相比，可以提供多種優勢。特別為高可靠性、高速度產品設計，圖1所示的多個接觸點可實現較低的接觸電阻和信號電感，以及可靠耐用的連接，可承受極端振動。但是，插針和插座觸點可能比邊緣接觸長，如果設計不當，可能會出現較大的不連續點。因此，研究制造商提供的s參數和阻抗圖是至關重要的。
圖1：Airborn的verSI®壓接插針和插座連接器可在極端振動的高速應用中提供堅固可靠的低電感連接。
另外，在速度設計方面，重要的是要考慮相對于占地面積的吞吐量。圖2比較了兩個基本系統：一個采用25G /通道QSFP連接器，另一個采用10G /通道HD4連接器。由此產生的輸出（4320Gbps與3600Gbps）表明，通過連接器設計實現的卓越密度，在相同托架系統中，與更高速度的25G QSFP連接器相比，10G HD4連接器可以產生更高的數據吞吐量，從而節省組件和能源成本，并且甚至數據中心平方英尺更具潛力。
圖2：針對高密度設計的AirBorn 10GHD4®連接器可在同一托架系統內提供比25G QSFP連接器更高的吞吐量，從而實現組件和能源成本節省。
最終，設計師需要從A點到B點獲得一個強大而不受干擾的信號，而正確的連接器是這段旅程的關鍵要素。畢竟，即使是最高速度的連接器如果經歷間歇性打開，也是不利的。最優質的供應商提供多種連接器，以提供高速和高可靠性解決方案，端到端通道解決方案，與客戶密切合作以評估他們的個別需求，并以最小的信號衰減開發最佳互連解決方案。設計師有多種連接器可供選擇，因此應密切關注關聯數據并明智地選擇。
