在多板设计中选择正确的连接器

当我建造我的第一批pcb时，我并没有真正注意连接器的规格。它更多的是选择看起来很酷的连接器，携带最少数量的电线，并提供某种连接我的电源。只要它可以很容易地安装到板上，我可能会使用它来损害我的板的性能。

在多板设计中选择连接器不是基于美学，而是有很多技术要点需要考虑。这些点与耐久性、引脚数、电流额定值和其他几个性能方面有关。

多板设计中连接器的选择和放置

市场上有许多连接器可用于多板系统中pcb之间的路由连接。应该始终根据设计要求检查潜在连接器的规格，这一点再强调也不为过。在购买连接器之前，您应该考虑以下几点:

• 连接类型:你是在做板对板的连接，板对电缆的连接，标准化的计算机外围连接，电源/电池连接，还是其他什么?

• 所需引脚数量:当您考虑如何在板之间(串行还是并行)路由数据时，这是很重要的，以及您需要确保信号完整性的地线数量。

• 频率和开关速度限制:每个连接器都有阻抗，这意味着电流遇到的电阻是频率的函数。连接器有频率限制，许多连接器专门用于特定的应用。

• 目前的容量:对于单板之间提供电源、接地或大电流信号的连接，需要考虑连接器在不损坏的情况下所能承受的最大电流。在某些情况下，电流容量将取决于两个连接器之间的配合。好的制造商会在其数据表中为所有可能的连接器组合提供此信息。请注意:制造商可能会以每个针为基础提供此信息!

• 连接器类型:您是否使用跳线和分流，连接器触点，头，公或母连接器，边缘连接器，压缩或PCB弹簧触点将决定您的设计能力。

• 工作温度:连接器的规格仅在一定的工作温度范围内有效。

• SMT vs.通孔安装:连接器如何安装到您的电路板上?

• 工作周期:在触点磨损之前，板或电缆可以在连接器中放置多少次?这将决定您是使用简单的铜连接器还是使用更耐用的不同材料。

选择连接器后，您需要小心地将它们放置并固定在单板上。在设计两块电路板之间的连接时要小心，因为它很容易复制它们之间的引脚排列。相反，两个板之间的引脚布局应该是一个镜像，如下图所示。这种特殊的装配设计问题可以用正确的方法解决组件库．

你有你的pin布局映射正确吗?

我们都喜欢认为连接器中的导体是理想的，但事实并非如此。电路中两个元件之间的机械连接会产生一些接触电阻。较大接触电阻的连接器有助于红外降。

不同连接器的接触电阻值范围从亚毫欧到数十毫欧。较便宜的连接器，如简单的香蕉连接器，具有不一致的接触电阻，制造商通常只提供最大电阻值，而不是平均值和公差。

无论您要使用简单的连接器还是复杂的连接器，都要确保值是正确的

脚踏实地，步调一致

在选择多个板之间路由的连接器和电缆时，最重要的一点是为信号保持一致的地面返回路径。这里的目标是为信号提供一个返回路径，从而使这些信号的循环区域最小化。这使与信号相关的寄生电感最小化，从而降低对EMI的敏感性。

对于单端信号，您可以通过接地连接中的一个引线来提供穿过电缆的返回路径。您应该连接多个板之间的接地面，这意味着您的连接器需要直接连接到每个板上的接地面。这种接地连接将为电缆中的其他信号提供参考。这将使这些信号的环路面积最小化，并帮助您通过EMC兼容性检查。

理想情况下，使用有足够引脚的电缆在每条信号线之间放置地线是一个好主意。这将屏蔽连接中的信号彼此，并将最大限度地减少所有信号在板之间传播的环路区域。许多标准协议，例如DDR4由于这个原因，将多个接地连接作为规范的一部分。

出于这个原因，最好在板之间使用差分信号，因为您只需要在连接器上分配一个引脚作为接地平面连接。请注意，并非所有通信协议都支持差分信令(例如RS232)。然而，路由串行数据允许您选择更小的连接器，因为您需要更少的信号线来在板之间传输数据。

电缆上信号的并行布线

在某些情况下，例如有大量位的并行数据传输，这可能是不实际的，因为你将使用一半的引脚来提供地面连接。在设计系统中各板之间的连接时，需要考虑这一点。

在高速路由并行数据时，当多个板上组件之间的连接变得非常长时，还需要补偿时间倾斜。请注意，一些协议，如PCIe，只要总连接距离小于规范中规定的值，就不需要精确的跟踪长度匹配。

在多板设计中选择和放置正确的连接器是很容易的正确的PCB布局和设计软件拥有全套设计工具。设计特点在OrCAD PCB Designer套件帮助您设计、布局和路由系统中多个板之间的连接。您可以快速轻松地搜索和放置所需的连接器。

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