高頻連接器介紹及設(shè)計(jì)重點(diǎn)(超詳細(xì)-超經(jīng)典)課件

高頻連接器詳細(xì)介紹及設(shè)計(jì)重點(diǎn)Rev.A高頻連接器詳細(xì)介紹及設(shè)計(jì)重點(diǎn)Rev.ARevisionchangedescription:Rev.Changecause/descriptionNoteRev.AInitialreleaseLexAi2011.03.24Revisionchangedescription:R1前言------------------------------------------------2信號(hào)傳輸?shù)姆绞?--------------------------------3高頻連接器的條件------------------------------4高頻連接器的重點(diǎn)要求項(xiàng)目------------------5波動(dòng)和波導(dǎo)---------------------------------------6特性阻抗------------------------------------------7串音雜訊------------------------------------------8傳遞延遲------------------------------------------9偏移------------------------------------------------10衰減------------------------------------------------11Summary------------------------------------------Index1前言---------------------電子連接器（Electricalconnector）是泛指所有用在電子訊號(hào)與電源上的連接元件及附屬配件，廣義的連接器還包含插座、插頭及Cable組立等。從電子封裝的觀點(diǎn)上來(lái)看，連接器是互相連接（interconnection）部份可離合或是替換的元件，換言之是所有訊號(hào)間的橋梁，因此連接器的性質(zhì)將會(huì)牽動(dòng)整個(gè)電子系統(tǒng)的運(yùn)作品質(zhì)。電子連接器主要的功能為完整且正確的傳輸訊號(hào)，所以在整個(gè)電子系統(tǒng)中，電子連接器是一個(gè)典型的被動(dòng)元件，它的發(fā)展與演進(jìn)完全跟著電腦的CPU，近年來(lái)由于CPU的速度不斷提高，由早期的33MHz、66MHz到PentiumIII500MHz至最近的Pentium43.06GHz，連帶地提升主機(jī)板與電腦周邊的電子信號(hào)傳輸速度，因此擔(dān)任電子信號(hào)傳輸橋梁的電子連接器的高頻電氣特性，便成為電子連接器廠商一個(gè)重要的議題。1.前言電子連接器（Electricalconne信號(hào)的傳輸方式，可分為兩種：1.單端信號(hào)（single-ended）2.差動(dòng)信號(hào)（differentialmodesignal）2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞剿^的單端信號(hào)，既是在驅(qū)動(dòng)器和接收器中，一個(gè)信號(hào)的傳輸僅需要一個(gè)導(dǎo)體（端子pin）。差動(dòng)信號(hào)的傳輸則是在驅(qū)動(dòng)器和接收器中，需要兩個(gè)完全相同并且匹配的導(dǎo)體，在這兩個(gè)導(dǎo)體上所傳輸?shù)男盘?hào)為兩個(gè)互補(bǔ)的信號(hào)，也就是大小相同（振幅相同）并且極性相反（相位差180度）的兩個(gè)信號(hào)。信號(hào)的傳輸方式，可分為兩種：2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞剿^的單端信由于電子連接器為一被動(dòng)元件，它的主要功能為將信號(hào)完整的由IC傳至DEVICE及傳回IC，而所謂信號(hào)完整的定義為信號(hào)在電路中能以要求的時(shí)序和電壓做出響應(yīng)的能力，也就是判斷數(shù)位訊號(hào)是0或是1。當(dāng)電路中信號(hào)能以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)IC，該電路就有很好的信號(hào)完整性：反之，就出現(xiàn)了信號(hào)完整性的問(wèn)題，IC就可能誤判或丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)。在基本的電路學(xué)理論，只是電磁理論馬克斯威爾方程式的近似，也就是在特殊的狀況下才合理，主要是因?yàn)樵陔娐穼W(xué)中，元件大小遠(yuǎn)小于信號(hào)的波長(zhǎng)，由于波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于元件尺寸時(shí)，信號(hào)通過(guò)元件后的電壓電流的相位差可以忽略不計(jì)，則此時(shí)的元件視為集總元件（Lumpedelement），換句話說(shuō)，當(dāng)工作頻率在微波頻段中時(shí)，元件的尺寸與波長(zhǎng)大小差不多，則信號(hào)通過(guò)元件后的電壓電流位差異很可能有大的差異，則此時(shí)的元件為散布元件（distributedelement）。2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞接捎陔娮舆B接器為一被動(dòng)元件，它的主要功能為將信3.高頻連接器的條件何種電子連接器必須考慮高頻的影響，以下為一般的推論：由上可得若電子連接器長(zhǎng)度大于λ/12mm，則必須視為散布元件（distributedelement），在此狀況下就要考慮高頻效應(yīng)的影響。3.高頻連接器的條件何種電子連接器必須考慮高頻例：USB連接器長(zhǎng)度約為33mmUSB1.1中其最快傳輸速度為12Mbps，上升時(shí)間（risetime）為20ns所以由Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=25MHz再由λ=c/f中可求出λ=3×108/25×106M=12M=12000mmL/6=λ/12=12000/12(mm)=1000(mm)>>33(mm)所以在USB1.1中并不須去考慮高頻的效應(yīng)。反觀在USB2.0中，其最快傳輸速度為480Mbps，上升時(shí)間（risetime）為500ps，所以由Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=1GHz再由λ=c/f中可求出λ=3×108/1×109M=0.3M=300mmL/6=λ/12=300/12(mm)=25(mm)<33(mm)所以在USB2.0中就必須考慮高頻的效應(yīng)。（以上推論是在€=1的條件下）3.高頻連接器的條件例：USB連接器長(zhǎng)度約為33mm3.高頻連接器的條件特性阻抗（CharacteristicImpedance)串音雜訊（Crosstalk）傳遞延遲（PropagationDelay）偏移（Skew）介入損失（InsertionLoss）or衰減（Attenuation）4.高頻連接器的重點(diǎn)要求項(xiàng)目特性阻抗（CharacteristicImpedance)波動(dòng)的幾個(gè)重要物理概念：波速（wavevelocity）阻抗（impedance）反射（reflection）與穿射（transmission）

5.波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)的幾個(gè)重要物理概念：5.波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)和波導(dǎo)6.特性阻抗連接器的自容和自感會(huì)影響其特性阻抗(impedance)電磁波在傳輸線中傳遞時(shí)，會(huì)因?yàn)閭鬏斁€中特性阻抗的不連續(xù)或不匹配，而造成電磁波的反射，因此連接器的特性阻抗必須與前后的傳輸線相近。若是連接器和系統(tǒng)發(fā)生阻抗不匹配(impedancemismatch)的現(xiàn)象，如此一來(lái)此高頻參數(shù)（特性阻抗）將扮演信號(hào)傳輸時(shí)衰減量的來(lái)源之一。為什么談特性阻抗6.特性阻抗連接器的自容和自感會(huì)影響其特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)自容和自感值的影響電氣參數(shù)高度變化自容值Cself（pF)自感值Lself（nH)4.5mm0.7134751.867996.5mm0.8115672.7201112mm1.07445.0986414mm1.164625.93517發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容和自感值有上升的趨勢(shì)6.特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)自容和自感值的影響模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)特性阻抗的影響發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容和自感值有上升的趨勢(shì)。6.特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)特性阻抗的影響發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容模擬介電常數(shù)變化對(duì)自容和自感值的影響隨著介電常數(shù)的增加，其自容值也會(huì)隨之增加，然而軟體中，改變介電常數(shù)只會(huì)影響電容值的計(jì)算，然而不會(huì)改變電感值的計(jì)算。6.特性阻抗模擬介電常數(shù)變化對(duì)自容和自感值的影響隨著介電常數(shù)的增加，其自模擬介電常數(shù)變化對(duì)特性阻抗的影響隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻抗值會(huì)隨之減少。6.特性阻抗模擬介電常數(shù)變化對(duì)特性阻抗的影響隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻Pointtoremember隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)其特性阻抗會(huì)有上升的趨勢(shì)。隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻抗值會(huì)隨之減少。6.特性阻抗Pointtoremember6.特性阻抗什么是串音雜訊（Crosstalk）串音雜訊是由于動(dòng)態(tài)信號(hào)（或時(shí)變電壓、電流），因電磁感應(yīng)定律所引起的電磁波，對(duì)鄰近的信號(hào)線造成的干擾，在高頻的時(shí)候此種現(xiàn)象將會(huì)更加嚴(yán)重。在兩導(dǎo)體間的串音雜訊是依據(jù)其間的互容與互感。串音雜訊又分為近端雜訊(backward)和遠(yuǎn)端雜訊(forward)7.串音雜訊什么是串音雜訊（Crosstalk）串音雜訊是由于動(dòng)態(tài)信號(hào)為什么要談串音雜訊控制串音雜訊的原因，首先是串音雜訊會(huì)使得信號(hào)線上的信號(hào)衰減，極度的衰減會(huì)使得無(wú)法觸發(fā)想驅(qū)動(dòng)的元件。再者若被害端作為信號(hào)線時(shí)，則串音雜訊會(huì)使得被害端的信號(hào)失真，進(jìn)而使得被害端無(wú)法稱(chēng)為觸發(fā)元件。串音雜訊會(huì)產(chǎn)生假信號(hào)。7.串音雜訊為什么要談串音雜訊7.串音雜訊模擬串音雜訊和頻率的關(guān)系上升時(shí)間愈短表示愈高頻，由上圖得知當(dāng)上升時(shí)間愈短。時(shí)其近端和遠(yuǎn)端串音雜訊會(huì)愈大。Tr*f=0.57.串音雜訊模擬串音雜訊和頻率的關(guān)系上升時(shí)間愈短表示愈高頻，由上圖得知當(dāng)由上圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩信號(hào)線間的距離愈靠近時(shí)，串音雜訊的峰值會(huì)愈大，也就是產(chǎn)生的串音雜訊愈嚴(yán)重。模擬串音雜訊和信號(hào)線間距的關(guān)系7.串音雜訊由上圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩信號(hào)線間的距離愈靠近時(shí)，串音雜訊的峰值會(huì)愈模擬串音雜訊和介電常數(shù)的關(guān)系在遠(yuǎn)端時(shí)互容造成的電容性電流和互感造成的電感性電流的極性相反，當(dāng)互容值隨著介電參數(shù)的增加而增加，加上互感值不變，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)介電常數(shù)增加時(shí)，對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端串音雜訊將會(huì)變小。在近端時(shí)，因?yàn)殡娙菪噪娏骱碗姼行噪娏鞯臉O性是相同的，所以具有相加性，所以近端串音雜訊將隨著介電常數(shù)的增加而增加。7.串音雜訊模擬串音雜訊和介電常數(shù)的關(guān)系在遠(yuǎn)端時(shí)互容造成的電容性電流和互模擬不同高度對(duì)串音雜訊的影響由上圖得知，當(dāng)連接器高度愈高時(shí)（即端子長(zhǎng)度愈長(zhǎng)），其近端和遠(yuǎn)端串音雜訊會(huì)愈大。7.串音雜訊模擬不同高度對(duì)串音雜訊的影響由上圖得知，當(dāng)連接器高度愈高時(shí)（Pointtoremember串音雜訊的產(chǎn)生是由于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體的周?chē)姶艌?chǎng)耦合到鄰近的導(dǎo)體。串音雜訊的強(qiáng)度主要是由兩導(dǎo)體分開(kāi)的距離和入侵與被害端的橫截面幾何來(lái)決定。減少串音雜訊的方法：

1.增加兩導(dǎo)體之間的距離。

2.減少導(dǎo)體的橫截面。

3.導(dǎo)體長(zhǎng)度愈短愈好。

4.改變膠芯的介電常數(shù)。7.串音雜訊Pointtoremember7.串音雜訊把人比喻成訊號(hào)人跑步比喻成訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂饺藦钠鹋苎刂纷詈蟮竭_(dá)目的地所花費(fèi)的時(shí)間稱(chēng)為總共的傳遞時(shí)間延遲何謂傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延遲把人比喻成訊號(hào)何謂傳遞延遲（PropagationDela何謂傳遞延遲（PropagationDelay）根據(jù)ANSI/EIA364-103規(guī)范所定義，傳遞時(shí)間乃是訊號(hào)通過(guò)待測(cè)物所需要的時(shí)間。所謂的傳遞時(shí)間乃是電磁波在每單位長(zhǎng)度傳輸線中，傳遞所需要的時(shí)間，因此傳遞時(shí)間也就是波傳速度的倒數(shù)。對(duì)連接器而言，有時(shí)傳遞時(shí)間是指電磁波通過(guò)整個(gè)連接器所需要的時(shí)間。8.傳遞延遲何謂傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延傳遞速度（PropagationVelocity）電子信號(hào)的傳遞速度是依據(jù)其周遭的環(huán)境所決定，在傳輸線中的傳遞速度為：無(wú)損耗傳輸線的傳遞速度可以表示為：8.傳遞延遲傳遞速度（PropagationVelocity）8.傳遞傳遞延遲（PropagationDelay）的決定根據(jù)ANSI/EIA364-103規(guī)范所定義，量測(cè)傳遞延遲是以輸入信號(hào)和輸出信號(hào)在振幅10%和50%之間的時(shí)間差。8.傳遞延遲傳遞延遲（PropagationDelay）的決定8.傳遞Pointtoremember降低單位長(zhǎng)度的電容或降低單位長(zhǎng)度的電感，可降低傳遞延遲（PropagationDelay）增加介質(zhì)的介電系數(shù)，可降低傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延遲Pointtoremember8.傳遞延遲許多的人比喻成許多的訊號(hào)許多人跑步比喻成許多的訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂矫總€(gè)人從起跑沿著路最后到達(dá)目的地所花費(fèi)的時(shí)間差異稱(chēng)為Skew何謂偏移（Skew）9.偏移許多的人比喻成許多的訊號(hào)何謂偏移（Skew）9.偏移何謂偏移（Skew）偏移（skew）也就是信號(hào)傳遞的時(shí)間差，時(shí)間偏移又有分成兩種，分別是intra-pairskew和inter-pairskew。intra-pairskew是信號(hào)在相同信號(hào)對(duì)（samedatapair）中傳遞的時(shí)間差。inter-pairskew是信號(hào)在不同信號(hào)對(duì)（differentialdatapair）中傳遞的時(shí)間差。9.偏移何謂偏移（Skew）9.偏移偏移（Skew）的影響規(guī)范中定義的Intra-pairskew是為了確保同一對(duì)差動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)連接器一對(duì)端子后，還可以保持能接受的差動(dòng)不平衡，才能使得差動(dòng)信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)。若此兩互補(bǔ)的差動(dòng)信號(hào)的Intra-pairskew不相同，則會(huì)影響邏輯轉(zhuǎn)換的時(shí)間，嚴(yán)重則會(huì)造成不觸發(fā)。Inter-pairskew若是差異太大，則會(huì)造成不觸發(fā)或是不同步觸發(fā)。9.偏移偏移（Skew）的影響9.偏移Pointtoremember偏移為傳輸路徑的設(shè)計(jì)、尤其是傳輸路徑的長(zhǎng)度和絕緣介電值的一個(gè)函數(shù)。Intra-pairskew的考量中，在同一對(duì)信號(hào)中的兩個(gè)導(dǎo)體其傳輸路徑的長(zhǎng)度必須相同，傳輸環(huán)境必須相同，也就是導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和材料以及周?chē)慕^緣介電質(zhì)（介電常數(shù)）必須相同。而Inter-pairskew的考量和Intra-pairskew的考量是相同的，不過(guò)要不同對(duì)的傳輸路徑。傳遞信號(hào)的導(dǎo)體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其造成的intra-pairskew會(huì)越大。9.偏移Pointtoremember9.偏移把人比喻成訊號(hào)人跑步比喻成訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂饺藦钠鹋苎刂纷詈蟮竭_(dá)目的地所消耗的能量稱(chēng)為總共的衰減量何謂衰減10.衰減把人比喻成訊號(hào)何謂衰減10.衰減何謂衰減（Attenuation）或介入損失（Insertionloss）平均功率（averagepower）的傳輸經(jīng)由待側(cè)無(wú)（連接器）的輸入端到輸出端所產(chǎn)生的損失稱(chēng)為衰減，通常是以dB值來(lái)測(cè)量。10.衰減何謂衰減（Attenuation）或介入損失（Inserti為什么談衰減原始的方波信號(hào)走的越遠(yuǎn)，信號(hào)就越來(lái)越不像方波，其改變不只是振幅而已，還會(huì)改變其邊緣的情況，這就是信號(hào)的衰減。10.衰減為什么談衰減10.衰減造成衰減的因素船速線的結(jié)構(gòu)（TransmissionLineStructure）。介質(zhì)材料性質(zhì)（DielectricMaterialProperty）。導(dǎo)體的電氣特性（Resistance）。信號(hào)的頻率（SignalFrequency）。10.衰減造成衰減的因素10.衰減衰減的模式導(dǎo)體的損失（copperloss，電阻所導(dǎo)致功率的損失，所以要減少電阻所造成的損失）。發(fā)射損失（reflectionloss，傳輸路徑中的不連續(xù)處的阻抗不匹配所造成的損失）。介電損失（dielectricloss，介電材料性質(zhì)，由于介電質(zhì)材料具有很大但不是無(wú)限大的電阻，因此會(huì)造成一些功率的損失，為頻率和傳輸距離的函數(shù)，頻率愈高或距離愈長(zhǎng)介電損失愈嚴(yán)重）。輻射損失（radiationloss，在高頻的時(shí)候有較多的電磁波能量輻射出去）。10.衰減衰減的模式10.衰減何謂導(dǎo)體的損失電阻：代表電流在物體中的傳導(dǎo)阻礙強(qiáng)度，能量以熱能的方式損耗，即信號(hào)通過(guò)電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓降。10.衰減何謂導(dǎo)體的損失電阻：代表電流在物體中的傳導(dǎo)阻礙強(qiáng)度，能量以熱何謂反射的損失10.衰減何謂反射的損失10.衰減何謂介電損失（dielectricloss）所謂的介電損失乃是介質(zhì)材料的一種高頻特性，入射的電磁波功率因?yàn)榻殡姸D(zhuǎn)變成熱，稱(chēng)為介電損失。介電質(zhì)材料所造成的介電損失是由其losstangent的參數(shù)來(lái)決定的，losstangent越小則介電損失就越少?？諝獾膌osstangent為0。10.衰減何謂介電損失（dielectricloss）所謂的介電損失常用塑膠材料的介電系數(shù)與損失因子種類(lèi)LCPPA6TPBTPA46PA9T編號(hào)VectraE130iC430NSHINITED202TE250F6G2330供應(yīng)商Ticona三井（Mistsui）新光DSMGenestar介電常數(shù)（1MHz）（DielectricConstant）3.843到443.7正切損耗或散失因子（1MHz）（Dielectricdissapation）0.0320.013？？？0.0160.01410.衰減常用塑膠材料的介電系數(shù)與損失因子種類(lèi)LCPPA6TPBTPA何謂輻射損失（radiationloss）

當(dāng)在頻率非常高時(shí)，具有一段長(zhǎng)度的傳輸導(dǎo)體就會(huì)像天線一樣，會(huì)輻射電磁的能量。輻射損失和介質(zhì)的幾何結(jié)構(gòu)，介質(zhì)的介電常數(shù)以及傳輸導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

10.衰減何謂輻射損失（radiationloss）10.衰減Summary高頻連接器設(shè)計(jì)重點(diǎn)：1.定數(shù)：接觸面的端子Pitch及寬度，Connector的高度。2.變數(shù)：端子寬度（非接觸區(qū)）、厚度、結(jié)構(gòu)，Housing的結(jié)構(gòu)及介電常數(shù)。3.交互影響：阻抗低→增加電感→增加端子長(zhǎng)度→阻抗提高端子長(zhǎng)度加長(zhǎng)→

PropagationDelay更嚴(yán)重Insertionloss更大11.SummarySummary11.SummaryThankYou!ThankYou!高頻連接器詳細(xì)介紹及設(shè)計(jì)重點(diǎn)Rev.A高頻連接器詳細(xì)介紹及設(shè)計(jì)重點(diǎn)Rev.ARevisionchangedescription:Rev.Changecause/descriptionNoteRev.AInitialreleaseLexAi2011.03.24Revisionchangedescription:R1前言------------------------------------------------2信號(hào)傳輸?shù)姆绞?--------------------------------3高頻連接器的條件------------------------------4高頻連接器的重點(diǎn)要求項(xiàng)目------------------5波動(dòng)和波導(dǎo)---------------------------------------6特性阻抗------------------------------------------7串音雜訊------------------------------------------8傳遞延遲------------------------------------------9偏移------------------------------------------------10衰減------------------------------------------------11Summary------------------------------------------Index1前言---------------------電子連接器（Electricalconnector）是泛指所有用在電子訊號(hào)與電源上的連接元件及附屬配件，廣義的連接器還包含插座、插頭及Cable組立等。從電子封裝的觀點(diǎn)上來(lái)看，連接器是互相連接（interconnection）部份可離合或是替換的元件，換言之是所有訊號(hào)間的橋梁，因此連接器的性質(zhì)將會(huì)牽動(dòng)整個(gè)電子系統(tǒng)的運(yùn)作品質(zhì)。電子連接器主要的功能為完整且正確的傳輸訊號(hào)，所以在整個(gè)電子系統(tǒng)中，電子連接器是一個(gè)典型的被動(dòng)元件，它的發(fā)展與演進(jìn)完全跟著電腦的CPU，近年來(lái)由于CPU的速度不斷提高，由早期的33MHz、66MHz到PentiumIII500MHz至最近的Pentium43.06GHz，連帶地提升主機(jī)板與電腦周邊的電子信號(hào)傳輸速度，因此擔(dān)任電子信號(hào)傳輸橋梁的電子連接器的高頻電氣特性，便成為電子連接器廠商一個(gè)重要的議題。1.前言電子連接器（Electricalconne信號(hào)的傳輸方式，可分為兩種：1.單端信號(hào)（single-ended）2.差動(dòng)信號(hào)（differentialmodesignal）2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞剿^的單端信號(hào)，既是在驅(qū)動(dòng)器和接收器中，一個(gè)信號(hào)的傳輸僅需要一個(gè)導(dǎo)體（端子pin）。差動(dòng)信號(hào)的傳輸則是在驅(qū)動(dòng)器和接收器中，需要兩個(gè)完全相同并且匹配的導(dǎo)體，在這兩個(gè)導(dǎo)體上所傳輸?shù)男盘?hào)為兩個(gè)互補(bǔ)的信號(hào)，也就是大小相同（振幅相同）并且極性相反（相位差180度）的兩個(gè)信號(hào)。信號(hào)的傳輸方式，可分為兩種：2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞剿^的單端信由于電子連接器為一被動(dòng)元件，它的主要功能為將信號(hào)完整的由IC傳至DEVICE及傳回IC，而所謂信號(hào)完整的定義為信號(hào)在電路中能以要求的時(shí)序和電壓做出響應(yīng)的能力，也就是判斷數(shù)位訊號(hào)是0或是1。當(dāng)電路中信號(hào)能以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間和電壓幅度到達(dá)IC，該電路就有很好的信號(hào)完整性：反之，就出現(xiàn)了信號(hào)完整性的問(wèn)題，IC就可能誤判或丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)。在基本的電路學(xué)理論，只是電磁理論馬克斯威爾方程式的近似，也就是在特殊的狀況下才合理，主要是因?yàn)樵陔娐穼W(xué)中，元件大小遠(yuǎn)小于信號(hào)的波長(zhǎng)，由于波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于元件尺寸時(shí)，信號(hào)通過(guò)元件后的電壓電流的相位差可以忽略不計(jì)，則此時(shí)的元件視為集總元件（Lumpedelement），換句話說(shuō)，當(dāng)工作頻率在微波頻段中時(shí)，元件的尺寸與波長(zhǎng)大小差不多，則信號(hào)通過(guò)元件后的電壓電流位差異很可能有大的差異，則此時(shí)的元件為散布元件（distributedelement）。2.信號(hào)傳輸?shù)姆绞接捎陔娮舆B接器為一被動(dòng)元件，它的主要功能為將信3.高頻連接器的條件何種電子連接器必須考慮高頻的影響，以下為一般的推論：由上可得若電子連接器長(zhǎng)度大于λ/12mm，則必須視為散布元件（distributedelement），在此狀況下就要考慮高頻效應(yīng)的影響。3.高頻連接器的條件何種電子連接器必須考慮高頻例：USB連接器長(zhǎng)度約為33mmUSB1.1中其最快傳輸速度為12Mbps，上升時(shí)間（risetime）為20ns所以由Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=25MHz再由λ=c/f中可求出λ=3×108/25×106M=12M=12000mmL/6=λ/12=12000/12(mm)=1000(mm)>>33(mm)所以在USB1.1中并不須去考慮高頻的效應(yīng)。反觀在USB2.0中，其最快傳輸速度為480Mbps，上升時(shí)間（risetime）為500ps，所以由Tr×f=0.5中可得出f=0.5/Tr=1GHz再由λ=c/f中可求出λ=3×108/1×109M=0.3M=300mmL/6=λ/12=300/12(mm)=25(mm)<33(mm)所以在USB2.0中就必須考慮高頻的效應(yīng)。（以上推論是在€=1的條件下）3.高頻連接器的條件例：USB連接器長(zhǎng)度約為33mm3.高頻連接器的條件特性阻抗（CharacteristicImpedance)串音雜訊（Crosstalk）傳遞延遲（PropagationDelay）偏移（Skew）介入損失（InsertionLoss）or衰減（Attenuation）4.高頻連接器的重點(diǎn)要求項(xiàng)目特性阻抗（CharacteristicImpedance)波動(dòng)的幾個(gè)重要物理概念：波速（wavevelocity）阻抗（impedance）反射（reflection）與穿射（transmission）

5.波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)的幾個(gè)重要物理概念：5.波動(dòng)和波導(dǎo)波動(dòng)和波導(dǎo)6.特性阻抗連接器的自容和自感會(huì)影響其特性阻抗(impedance)電磁波在傳輸線中傳遞時(shí)，會(huì)因?yàn)閭鬏斁€中特性阻抗的不連續(xù)或不匹配，而造成電磁波的反射，因此連接器的特性阻抗必須與前后的傳輸線相近。若是連接器和系統(tǒng)發(fā)生阻抗不匹配(impedancemismatch)的現(xiàn)象，如此一來(lái)此高頻參數(shù)（特性阻抗）將扮演信號(hào)傳輸時(shí)衰減量的來(lái)源之一。為什么談特性阻抗6.特性阻抗連接器的自容和自感會(huì)影響其特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)自容和自感值的影響電氣參數(shù)高度變化自容值Cself（pF)自感值Lself（nH)4.5mm0.7134751.867996.5mm0.8115672.7201112mm1.07445.0986414mm1.164625.93517發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容和自感值有上升的趨勢(shì)6.特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)自容和自感值的影響模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)特性阻抗的影響發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容和自感值有上升的趨勢(shì)。6.特性阻抗模擬訊號(hào)線長(zhǎng)度變化對(duì)特性阻抗的影響發(fā)現(xiàn)隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)自容模擬介電常數(shù)變化對(duì)自容和自感值的影響隨著介電常數(shù)的增加，其自容值也會(huì)隨之增加，然而軟體中，改變介電常數(shù)只會(huì)影響電容值的計(jì)算，然而不會(huì)改變電感值的計(jì)算。6.特性阻抗模擬介電常數(shù)變化對(duì)自容和自感值的影響隨著介電常數(shù)的增加，其自模擬介電常數(shù)變化對(duì)特性阻抗的影響隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻抗值會(huì)隨之減少。6.特性阻抗模擬介電常數(shù)變化對(duì)特性阻抗的影響隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻Pointtoremember隨著訊號(hào)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)其特性阻抗會(huì)有上升的趨勢(shì)。隨著介電常數(shù)的增加，其特性阻抗值會(huì)隨之減少。6.特性阻抗Pointtoremember6.特性阻抗什么是串音雜訊（Crosstalk）串音雜訊是由于動(dòng)態(tài)信號(hào)（或時(shí)變電壓、電流），因電磁感應(yīng)定律所引起的電磁波，對(duì)鄰近的信號(hào)線造成的干擾，在高頻的時(shí)候此種現(xiàn)象將會(huì)更加嚴(yán)重。在兩導(dǎo)體間的串音雜訊是依據(jù)其間的互容與互感。串音雜訊又分為近端雜訊(backward)和遠(yuǎn)端雜訊(forward)7.串音雜訊什么是串音雜訊（Crosstalk）串音雜訊是由于動(dòng)態(tài)信號(hào)為什么要談串音雜訊控制串音雜訊的原因，首先是串音雜訊會(huì)使得信號(hào)線上的信號(hào)衰減，極度的衰減會(huì)使得無(wú)法觸發(fā)想驅(qū)動(dòng)的元件。再者若被害端作為信號(hào)線時(shí)，則串音雜訊會(huì)使得被害端的信號(hào)失真，進(jìn)而使得被害端無(wú)法稱(chēng)為觸發(fā)元件。串音雜訊會(huì)產(chǎn)生假信號(hào)。7.串音雜訊為什么要談串音雜訊7.串音雜訊模擬串音雜訊和頻率的關(guān)系上升時(shí)間愈短表示愈高頻，由上圖得知當(dāng)上升時(shí)間愈短。時(shí)其近端和遠(yuǎn)端串音雜訊會(huì)愈大。Tr*f=0.57.串音雜訊模擬串音雜訊和頻率的關(guān)系上升時(shí)間愈短表示愈高頻，由上圖得知當(dāng)由上圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩信號(hào)線間的距離愈靠近時(shí)，串音雜訊的峰值會(huì)愈大，也就是產(chǎn)生的串音雜訊愈嚴(yán)重。模擬串音雜訊和信號(hào)線間距的關(guān)系7.串音雜訊由上圖可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩信號(hào)線間的距離愈靠近時(shí)，串音雜訊的峰值會(huì)愈模擬串音雜訊和介電常數(shù)的關(guān)系在遠(yuǎn)端時(shí)互容造成的電容性電流和互感造成的電感性電流的極性相反，當(dāng)互容值隨著介電參數(shù)的增加而增加，加上互感值不變，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)介電常數(shù)增加時(shí)，對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端串音雜訊將會(huì)變小。在近端時(shí)，因?yàn)殡娙菪噪娏骱碗姼行噪娏鞯臉O性是相同的，所以具有相加性，所以近端串音雜訊將隨著介電常數(shù)的增加而增加。7.串音雜訊模擬串音雜訊和介電常數(shù)的關(guān)系在遠(yuǎn)端時(shí)互容造成的電容性電流和互模擬不同高度對(duì)串音雜訊的影響由上圖得知，當(dāng)連接器高度愈高時(shí)（即端子長(zhǎng)度愈長(zhǎng)），其近端和遠(yuǎn)端串音雜訊會(huì)愈大。7.串音雜訊模擬不同高度對(duì)串音雜訊的影響由上圖得知，當(dāng)連接器高度愈高時(shí)（Pointtoremember串音雜訊的產(chǎn)生是由于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體的周?chē)姶艌?chǎng)耦合到鄰近的導(dǎo)體。串音雜訊的強(qiáng)度主要是由兩導(dǎo)體分開(kāi)的距離和入侵與被害端的橫截面幾何來(lái)決定。減少串音雜訊的方法：

1.增加兩導(dǎo)體之間的距離。

2.減少導(dǎo)體的橫截面。

3.導(dǎo)體長(zhǎng)度愈短愈好。

4.改變膠芯的介電常數(shù)。7.串音雜訊Pointtoremember7.串音雜訊把人比喻成訊號(hào)人跑步比喻成訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂饺藦钠鹋苎刂纷詈蟮竭_(dá)目的地所花費(fèi)的時(shí)間稱(chēng)為總共的傳遞時(shí)間延遲何謂傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延遲把人比喻成訊號(hào)何謂傳遞延遲（PropagationDela何謂傳遞延遲（PropagationDelay）根據(jù)ANSI/EIA364-103規(guī)范所定義，傳遞時(shí)間乃是訊號(hào)通過(guò)待測(cè)物所需要的時(shí)間。所謂的傳遞時(shí)間乃是電磁波在每單位長(zhǎng)度傳輸線中，傳遞所需要的時(shí)間，因此傳遞時(shí)間也就是波傳速度的倒數(shù)。對(duì)連接器而言，有時(shí)傳遞時(shí)間是指電磁波通過(guò)整個(gè)連接器所需要的時(shí)間。8.傳遞延遲何謂傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延傳遞速度（PropagationVelocity）電子信號(hào)的傳遞速度是依據(jù)其周遭的環(huán)境所決定，在傳輸線中的傳遞速度為：無(wú)損耗傳輸線的傳遞速度可以表示為：8.傳遞延遲傳遞速度（PropagationVelocity）8.傳遞傳遞延遲（PropagationDelay）的決定根據(jù)ANSI/EIA364-103規(guī)范所定義，量測(cè)傳遞延遲是以輸入信號(hào)和輸出信號(hào)在振幅10%和50%之間的時(shí)間差。8.傳遞延遲傳遞延遲（PropagationDelay）的決定8.傳遞Pointtoremember降低單位長(zhǎng)度的電容或降低單位長(zhǎng)度的電感，可降低傳遞延遲（PropagationDelay）增加介質(zhì)的介電系數(shù)，可降低傳遞延遲（PropagationDelay）8.傳遞延遲Pointtoremember8.傳遞延遲許多的人比喻成許多的訊號(hào)許多人跑步比喻成許多的訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂矫總€(gè)人從起跑沿著路最后到達(dá)目的地所花費(fèi)的時(shí)間差異稱(chēng)為Skew何謂偏移（Skew）9.偏移許多的人比喻成許多的訊號(hào)何謂偏移（Skew）9.偏移何謂偏移（Skew）偏移（skew）也就是信號(hào)傳遞的時(shí)間差，時(shí)間偏移又有分成兩種，分別是intra-pairskew和inter-pairskew。intra-pairskew是信號(hào)在相同信號(hào)對(duì)（samedatapair）中傳遞的時(shí)間差。inter-pairskew是信號(hào)在不同信號(hào)對(duì)（differentialdatapair）中傳遞的時(shí)間差。9.偏移何謂偏移（Skew）9.偏移偏移（Skew）的影響規(guī)范中定義的Intra-pairskew是為了確保同一對(duì)差動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)連接器一對(duì)端子后，還可以保持能接受的差動(dòng)不平衡，才能使得差動(dòng)信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)。若此兩互補(bǔ)的差動(dòng)信號(hào)的Intra-pairskew不相同，則會(huì)影響邏輯轉(zhuǎn)換的時(shí)間，嚴(yán)重則會(huì)造成不觸發(fā)。Inter-pairskew若是差異太大，則會(huì)造成不觸發(fā)或是不同步觸發(fā)。9.偏移偏移（Skew）的影響9.偏移Pointtoremember偏移為傳輸路徑的設(shè)計(jì)、尤其是傳輸路徑的長(zhǎng)度和絕緣介電值的一個(gè)函數(shù)。Intra-pairskew的考量中，在同一對(duì)信號(hào)中的兩個(gè)導(dǎo)體其傳輸路徑的長(zhǎng)度必須相同，傳輸環(huán)境必須相同，也就是導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和材料以及周?chē)慕^緣介電質(zhì)（介電常數(shù)）必須相同。而Inter-pairskew的考量和Intra-pairskew的考量是相同的，不過(guò)要不同對(duì)的傳輸路徑。傳遞信號(hào)的導(dǎo)體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其造成的intra-pairskew會(huì)越大。9.偏移Pointtoremember9.偏移把人比喻成訊號(hào)人跑步比喻成訊號(hào)傳輸跑步經(jīng)過(guò)的路比喻成訊號(hào)傳輸?shù)穆窂饺藦钠鹋苎刂纷詈蟮竭_(dá)目的地所消耗的能量稱(chēng)為總共的衰減量何謂衰減10.衰減把人比喻成訊號(hào)何謂衰減10.衰減何謂衰減（Attenuation）或介入損失（Insertionloss）平均