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PCB 可安装连接器SMD 与通孔
PCB 可安装连接器SMD 与通孔
当我设计第一批电路板时，我总是在直流或低速下工作，连接器的任何信号完整性问题都是事后才想到的。这些初始板用于电化学传感器的低频测量。唯一涉及的电路是带有通孔无源元件的低通滤波器电路、用于实验室级电源的可安装在 PCB 上的连接器，以及与 SMU 的并联连接。在了解了信号完整性的细节之后，回想起来，那些早期的电路板似乎很简单。
选择连接器既是一门艺术，也是一门科学。艺术方面是关于美学和令人满意的间隙，而科学方面则是关于信号完整性。对于 PCB 可安装连接器，您需要在表面安装连接器或通孔连接器之间进行选择，并且您需要考虑每种类型如何影响应用中的信号完整性。以下是您需要考虑的超出标准连接器规格的内容。
通孔与 SMD PCB 可安装连接器
在寻找可安装在 PCB 上的连接器时，已经有很多需要考虑的了。要了解有关连接器基本电气规范的更多信息。
除了上述文章中提到的要点之外，您还需要考虑一些与信号完整性和组装相关的要点。关于组装，当连接器的机械强度比 SMD 焊点强时，通孔连接器是首选。如果连接器会反复插拔（例如电源插孔），则应使用通孔连接器，因为它的使用寿命更长。
通孔（左）和表面贴装（右）
关于信号完整性，信号带宽将是连接器结构插入损耗/回波损耗等因素的主要决定因素。这将在插入损耗频谱中设置 -3 dB 频率，从而有效地确定可用带宽。关于信号完整性，还有另外两个重要的点需要考虑......
注意上升时间
就像 PCB 上的传输线一样，连接器的电气长度决定了它们的阻抗何时对端接变得重要。在低频时，连接器阻抗并不重要，因为它的电气长度很长，我们可以忽略连接器与其走线之间的任何阻抗不匹配。连接器的电气长度与传输线临界长度的确定方式相同。
在高频（例如，几 GHz 或更高）下工作时，阻抗匹配变得很重要。为此，用于高速/高频应用的连接器设计为具有特定阻抗（例如，具有 50 欧姆阻抗的 SMA 连接器）或端接块（例如，用于任意阻抗匹配的 BNC 连接器）。
注意数据速率
搜索连接器时不要将数据速率和带宽等同起来。用于数字系统的 PCB 可安装连接器具有特定的数据速率。将数据吞吐量转换为信号带宽时要小心，因为两者并不等效。对于二进制信令，在带宽 (B) 和数据速率 (D) 之间转换的简单方法是使用近似值 D = 2B。实际上，由于使用了多级信令，数据速率可以远高于带宽的两倍。
通孔 PCB 可安装连接器中的短线如何处理？
如果您使用通孔 PCB 可安装连接器，则通孔连接可能会伸出连接迹线下方，在这种情况下，连接器轴就像一根短截线。这会在任何其他传输线上产生与短截线相同的效果，导致由于短截线结构中的阻抗不匹配或谐振而产生反射。我在一些论坛上看到过讨论回钻连接器存根的可能性，但有比处理连接器存根更简单（也更便宜）的解决方案。
连接器放置
放置连接器的标准方法是将通孔连接器放置在其连接轴将被焊接到的迹线的另一侧。连接由通孔提供。在这种情况下，连接就像一条非常短的传输线而不是短截线，因此它不会在低上升时间对阻抗匹配产生影响。一旦超过 WiFi 频率，您就需要担心通孔连接的阻抗。在如此高的频率下，只需使用边缘安装连接器。
带通孔接地棒的 SMD 走线连接
一些连接器具有通孔接地桩以提供机械稳定性，但中心导体是端部发射或表面安装。这是在提供机械稳定性的同时消除存根的好方法。下面显示了 26.5 GHz SMA 连接器的示例。
26.5 GHz SMA 连接器，带通孔接地桩和端部发射焊点。
使用较短的通孔连接器
简单地改变设计以适应具有较小短截线的通孔连接器是一种很好的解决方案。对于像 SMA 连接器这样的东西，除非您切换到边缘安装或表面安装连接器，否则您将没有太多选择。您可能会在此过程中看到一些成本节省，但您可能不得不牺牲空间。作为设计师，您需要平衡连接器的各种要求，尤其是当您考虑与外部系统接口的需求时。