选择适合差分信号应用的连接器
许多不同类型的连接器都可以在高速信号中使用。在差分信号和单端信号应用中,引脚片敞开型（open pin-field）连接器常常是成本最低的连接器,而且具有很大的灵活性。然而,当信号频率提高时,针对单端信号和差分信号应用进行了优化的连接器就更加合适了。
虽然高速信号的电气性能是非常关键的,但是,当选择用于差分信号的连接器时,还有一些其他决定因素,例如,是否易于实现、应用是否灵活、引脚密度,以及成本等。当系统设计者决定采用哪一种连接器才能最适合特殊应用要求时,就必须考虑影响连接器性能的许多方面。
引脚片敞开型连接器
通常,引脚片敞开型连接器有很多可以任意定义的引脚。这些连接器由成组的金属连接件构成,而且信号引脚和地引脚是可以任意定义的。系统设计者能够指定它们所希望的连接方式,以达到可接受的阻抗、串扰和引脚密度等。
单端信号电路需要一个信号路径和一个返回路径,或地路径。引脚片敞开型连接器可以用在这样的单端信号系统中,只需将一些引脚定义成信号引脚,另一些引脚定义成地引脚就可以了。
连接器中信号与地引脚的数量比例取决于对信号密度和电气性能的要求,地引脚越多电气性能越好;非电气性能方面的优点,例如,所需的电路板空间更小,来源于更高的信号与地引脚数量的比例。
引脚片敞开型连接器虽然是低成本的连接器,但是如果设计得当,也可以在高速系统中取得很好的性能。只是它的阻抗和串扰性能可能会随着信号与地引脚数量比例的变化而发生很大的改变。
引脚片敞开型连接器可以用于单端和差分信号系统中。对于差分信号,通常希望一对差分信号的两根导线之间的耦合最大,这就意味着要保持这一对导线尽可能接近。但是,作为差分对的两根导线之间的耦合可能会受到特定目标阻抗要求的限制。
为了减少不同差分信号对之间的串扰,来自信号对的每根导线与临近的其他导线之间的耦合必须最小。维持差分对信号的电气平衡是相当重要的,这可以通过确保差分对内信号线走线长度的相等以及差分对中每一根信号线与临近的其他信号线、屏蔽线和地之间的相互影响一致来达到。
谨慎的使用引脚片敞开型连接器就可以实现上述目标,也可以采用更复杂的连接器,它们所提供的高速性能会更好。这样的连接器常常包括提供信号之间隔离的完整的屏蔽和地线连接,并且也有助于控制阻抗。
对于极高速的性能要求,优化过的引脚片敞开型连接器可以用在任何差分和单端信号场合中。如果引脚片敞开型连接器的信号和地引脚排列方式被事先定义好并固定不变,那么它本身的灵活性就会大大降低。
用在差分信号中的单端连接器
在单端信号应用中的一些连接器在某种程度上可以认为其引脚排列是部分可定义的,系统设计者可选几种不同的方案来实现引脚的排列。这种连接器常常带有一个起到地作用的中心连接片,但却没有预先定义地引脚。
以中心连接片两侧各有20个引脚的连接器为例。在连接器引脚全部被定义为信号引脚的情况下,地中心连接片提供了唯一的地返回路径,在一个连接器组中可以实现40个单端信号。
当信号与地引脚数量比例为1:1时,每个组可以实现20个信号引脚（另外20个引脚用于地引脚）。这使有效引脚密度降低了一半,但却提供了更好的高速性能。同样,当信号与地引脚数量比例为3:1时,可以获得30个信号引脚（另外10个引脚用于地引脚）。
不同的信号与地引脚数量比例可以混合使用在一个连接器组中。例如,某些信号可能需要与其他信号有更多的隔离,因此不同的信号之间就可以采用不同的引脚比例。
当在差分信号应用中使用标准连接器时,有两种逻辑引脚排列方式：所有引脚全部定义为信号引脚,或在差分信号对中定义一个地引脚。全部定义信号引脚的情形可以在每个连接器组中获得20个差分信号对,而在差分信号对中定义了地信号的情形则只能获得14个差分信号对。
将地引脚插入到差分信号对之间主要是为了降低串扰。在非常高的频率下,将额外引脚接地在某种程度上可以降低差分对的阻抗。
