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連接器是我們電子工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的一種部件。它的作用非常單純：在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。連接器是電子設(shè)備中不可缺少的部件，順著電流流通的通路觀察，你總會(huì)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)或多個(gè)連接器。連接器形式和結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的，隨著應(yīng)用對(duì)象、頻率、功率、應(yīng)用環(huán)境等不同，有各種不同形式的連接器。例如，球場(chǎng)上點(diǎn)燈用的連接器和硬盤驅(qū)動(dòng)器的連接器，以及點(diǎn)燃火箭的連接器是大不相同的。但是無(wú)論什么樣的連接器，都要保證電流順暢連續(xù)和可靠地流通。 就泛指而言，連接器所接通的不僅僅限于電流，在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光纖系統(tǒng)中，傳遞信號(hào)的載體是光，玻璃和塑料代替了普通電路中的導(dǎo)線，但是光信號(hào)通路中也使用連接器，它們的作用與電路連接器相同。
連接器分類
連接器產(chǎn)品類型的劃分雖然有些混亂，但從技術(shù)上看，連接器產(chǎn)品類別只有兩種基本的劃連接器分辦法：①按外形結(jié)構(gòu)：圓形和矩形（橫截面），②按工作頻率：低頻和高頻（以3MHz為界）。
按照上述劃分，同軸連接器屬于圓形，印制電路連接器屬于矩形（從歷史上看，印制電路連接器確實(shí)是從矩形連接器中分離出來(lái)自成一類的），而流行的矩形連接器其截面為梯形，近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻與無(wú)線電波的頻率劃分也是基本一致的。
至于其它按用途、安裝方式、特殊結(jié)構(gòu)、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類型，并常常出現(xiàn)在刊物和制造商的宣傳品中，但一般只是為了突出某一特征和用途，基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則。
考慮到連接器的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際情況，從其通用性和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，連接器可劃分以下幾種類別（分門類）：①低頻圓形連接器；②矩形連接器；③印制電路連接器；④射頻連接器；⑤光纖連接器。
品牌特點(diǎn)
Tyco－－1998年收購(gòu)AMP成為連接器行業(yè)老大，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)分布較廣，在汽車、電腦及周邊、工業(yè)方面比較強(qiáng)；交期／質(zhì)量不能一概而論，總體來(lái)說(shuō)我個(gè)人認(rèn)為還可以。
Molex－－做端子，膠殼起家的，故現(xiàn)在在中國(guó)大陸賣得最多的還是端子膠殼，是消費(fèi)類電子連接器的世界老大，但對(duì)于大部分5XXXX（日本產(chǎn)）、9XXXX（歐洲產(chǎn)），7XXXX（美洲產(chǎn)），4XXXX（美洲產(chǎn)）這些系列的物料，交期非?？植馈Ｙ|(zhì)量當(dāng)然也比較可以。
Amphenol－－通過收購(gòu)合并等變成連接器世界老三，在軍工，航天／航空，通信方面非常有名，2005年更收購(gòu)了泰瑞達(dá)，增加了其在高速通信連接器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。但他沒有像TYCO，MOLEX的統(tǒng)一和網(wǎng)站，不同產(chǎn)品，不同分公司，有不同的網(wǎng)站，共有幾十個(gè)網(wǎng)站都是屬于AMPHENOL的。在產(chǎn)品檢索上非常頭痛，而價(jià)格也比較亂。不過，因?yàn)椴煌止疽欢ǔ潭壬鲜歉?jìng)爭(zhēng)對(duì)手，故交期個(gè)人認(rèn)為合理。但價(jià)格方面必須找到最適合的人，否則，報(bào)的價(jià)格還是嚇?biāo)廊?。呵?/p>
FCI－－連接器老四，又叫法馬通，去年被美國(guó)財(cái)團(tuán)收購(gòu)，在通信連接器及汽車連接器方面比較強(qiáng)。
Samtac－－最有名的是板對(duì)板產(chǎn)品（排針，排母等），對(duì)于交期及價(jià)格，有人說(shuō)好，有人說(shuō)不好，沒有實(shí)際接觸過，不好說(shuō)。
JAE－－日本航空電子，主要做電腦周邊，汽車連接器及通信連接器等，但在大陸，主要是FPC等精密連接器比較有名。
3M－－美國(guó)公司，在光纖HOT MELT方面，有很強(qiáng)的專利技術(shù)，另外MBR連接器等也不錯(cuò)。
Yazaki－－日本的，主要在汽車連接器，不熟，我有客戶代理他們的產(chǎn)品。
JST－－日本壓著端子，主要是做線到板的端子，膠殼及WAFER等，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多仿品?，F(xiàn)在亦有開發(fā)一些新產(chǎn)品。
Hirose－－日本廣瀨，除了軍工、航天／航空沒有涉及外，其他行業(yè)都有做到了，但在大陸，主要是FPC等精密連接器比較有名。
Foxconn－－臺(tái)資，在電腦及周邊產(chǎn)業(yè)做連接器很厲害，其他方面不怎么樣。
ERNI－－德資公司，在深圳有OFFICE，主要做通信連接器及DIN41612等。
SUMITOMO－－住友，主要做汽車連接器。
ITT－－做的產(chǎn)品很雜，但產(chǎn)業(yè)分布比較均勻。
ELCO－－日本的，現(xiàn)在主要見到的是他在手機(jī)等移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品上的連接器。
HARTING－－德國(guó)哈丁，主要是工業(yè)連接器，如DIN41612， HARD METRIC等。
Molex智能手機(jī)連接器整體解決方案
消費(fèi)類電子連接器龍頭，美國(guó)Molex莫仕連接器為智能手機(jī)行業(yè)和客戶打造最全面的連接器解決方案，眾所周知，手機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)從功能機(jī)迅速轉(zhuǎn)移到 智能手機(jī)，從千元智能機(jī)到高端四核、雙核手機(jī)已經(jīng)推出到市場(chǎng)。而莫仕是現(xiàn)今唯一一家可以完整提供手機(jī)連接器方案的公司，提供的產(chǎn)品涵蓋：
1.板對(duì)板連接器，簡(jiǎn)稱BTB：
作為莫仕最優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品之一，莫仕板對(duì)板配合智能手機(jī)纖薄設(shè)計(jì)，從最低組合高度0.7mm到1.5mm均大量被國(guó)際、國(guó)內(nèi)各品牌采用；其中，熱銷B8系列板 對(duì)板，0.8mm組合高度、支持大角度插拔以提高生產(chǎn)效率并減少因插拔角度過大導(dǎo)致金屬端子、塑料壁損壞，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各大品牌，Motorola 7.1mm厚度刀鋒Razr為最經(jīng)典應(yīng)用。
另外，莫仕板對(duì)板具前瞻性考慮到智能手機(jī)高傳輸速度，將高速理念融入到設(shè)計(jì)，可以滿足各種高 速傳輸要求，也已經(jīng)推出帶屏蔽版，以配合客戶需要板對(duì)板EMI帶功能的要求，蘋果iPad/iPhone/iPod都在大量采用莫仕板對(duì)板；不僅傳輸速 度，世界領(lǐng)先0.35mm間距的板對(duì)板將在今年面市，會(huì)在某大品牌的新機(jī)型上亮相。
2. FPC連接器
莫仕微型產(chǎn)品家族之一，F(xiàn)PC連接器從最小0.2mm、0.25mm間距到通用型0.3mm、0.5mm間距，板上高度最低0.62mm到常用1.0以 下高度，同時(shí)前翻、后翻設(shè)計(jì)都是各大廠家所青睞，也有配合FPC線凹口、耳朵的設(shè)計(jì)；莫仕FPC連接器跟板對(duì)板一樣能滿足高速傳輸和EMI屏蔽版本。
3. Micro SD卡座
莫仕作為第一家和Scan Disk、Motorola一起設(shè)計(jì)Micro SD卡座的廠家，有Push-Push、Push-Pull、翻蓋等設(shè)計(jì)提供最可靠、最耐用的解決方案，也是在“摩諾三索”機(jī)型上大量的采用，均可通過各 種測(cè)試，如震動(dòng)、跌落等。其中Push-Push型，最低高度只有1.28mm，全系列都可以達(dá)到插拔10，000次的壽命。與此同時(shí)，莫仕已經(jīng)制作出下 一代記憶卡UHS-II的卡座配合UHS-II記憶卡，與Micro SD幾乎同樣的尺寸可以達(dá)到2TB容量，速度最低達(dá)到300MB/s，卡座已經(jīng)為UHS-II準(zhǔn)備好，預(yù)計(jì)在12年底或明年上市。
4. SIM卡座
為了智能手機(jī)元器件更省空間，讓電池、其他元器件擁有更多的位置，莫仕SIM卡座已經(jīng)推出最領(lǐng)先的Micro SIM卡座：帶托盤、不帶托盤、導(dǎo)向式；同時(shí)也有6pin、8pin SIM卡座配合不同需求。
5. 電池連接器
莫仕電池連接器擁有各種間距、高度，優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)使產(chǎn)品使用壽命更長(zhǎng)，電流接觸更可靠、穩(wěn)定；莫仕專門針對(duì)消費(fèi)類電子的線對(duì)板（78171、 78172）：1.20mm 間距，最大電壓支持50 Volts AC/DC；電流1.5 Amps，配合高度僅為1.55mm（2Pin 到5Pin），1.60mm（6Pin），已經(jīng)大量在智能手機(jī)電池、側(cè)按鍵、喇叭等方面應(yīng)用。
6. 攝像頭模組插座
莫仕攝像頭模組插座產(chǎn)品線十分廣泛，可以配合不同尺寸的攝像頭模組進(jìn)行裝配、拆卸；板上型、沉板型可以配合各種厚度智能手機(jī)的設(shè)計(jì)‘另外，莫仕也提供EMI屏蔽蓋供選擇配合使用。
7. 輸入輸出連接器，簡(jiǎn)稱I/O
莫仕的Micro USB和Micro HDMI均提供不同接板方式：SMT型、穿板型及SMT穿板混合型；還提供板上、板下及沉板來(lái)滿足不同設(shè)計(jì)的需求。耐插拔（10，000次）、抓板力足、供電和信號(hào)穩(wěn)定是莫仕I/O連接器的最大優(yōu)勢(shì)。
傳統(tǒng)的軟板、金屬板天線已經(jīng)無(wú)法滿足智能手機(jī)對(duì)空間的要求，而LDS天線則是智能手機(jī)行業(yè)首選。莫仕是現(xiàn)今世界擁有最多臺(tái)LPKF公司鐳雕機(jī)器的天線制 造商，同時(shí)也擁有專業(yè)的射頻和測(cè)試工程團(tuán)隊(duì)，可以為智能手機(jī)打造出信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定的LDS天線，合作方式基本分以下三種：
1）莫仕負(fù)責(zé)射頻和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2）與客戶共同開發(fā)產(chǎn)品
3） 客戶提供射頻和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 莫仕按照客戶設(shè)計(jì)生產(chǎn)
莫仕也有配合射頻方面的連接器供智能手機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)選擇。
9. 手機(jī)配件類增值產(chǎn)品：
Micro USB線纜
Micro HDMI線纜
由莫仕仕東莞工廠制造的線纜，給智能手機(jī)提供高品質(zhì)的線纜
莫仕提供的高保真耳機(jī)是由S’Next日本公司設(shè)計(jì)及研發(fā)，可以為智能手機(jī)打造不同價(jià)位的產(chǎn)品：低端標(biāo)配、高端選配。
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Dock底座、轉(zhuǎn)換線纜
NXP 高效ESD保護(hù)的HDMI接口解決方案
恩智浦提供各種量身定做的HDMI產(chǎn)品組合，包括發(fā)射器、接口調(diào)節(jié)及保護(hù)裝置，可簡(jiǎn)化HDMI接口設(shè)計(jì)過程。該方案經(jīng)過優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)簡(jiǎn)單的布線，并且能提供最佳的ESD保護(hù)和HDMI信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)制，能輕松搭配C型和D型連接器。
方案概述
HDMI為“高清晰度多媒體接口”縮寫，是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)，是適合影像傳輸?shù)膶Ｓ眯蛿?shù)字化接口，其可同時(shí)傳送音頻和影音信號(hào)，最高數(shù)據(jù)傳 輸速度為5Gbps，同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在在手機(jī)、平板電腦、DV攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域中廣泛采用了這種接口技術(shù)。
阻抗匹配（100歐姆差分）TMDS線路是HDMI接口設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，具有最低的線路電容，允許差分信號(hào)和強(qiáng)大的系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)的最大眼開度。恩智浦積 極支持眼開模式測(cè)試，位于法國(guó)卡昂的授權(quán)測(cè)試中心提供HDMI符合性測(cè)量（包括TDR），同時(shí)提出多種高效便捷的HDMI接口方案，在信號(hào)調(diào)節(jié)和ESD保 護(hù)方面表現(xiàn)出色。
功能框架
低功耗HDMI發(fā)射器連接至一個(gè)3 x 8 DVI，支持CED和HDCP。該發(fā)射器反向兼容DVI 1.0，可連接至任意DVI 1.0或HDMI接收器。HMDI ESD保護(hù)機(jī)制在用HDMI電纜將源設(shè)備和接收設(shè)備，例如電視，移動(dòng)電話，多媒體盒和其他設(shè)備相連時(shí)，保護(hù)其不遭受ESD和瞬間放電。
該HDMI接口條件解決方案提供一個(gè)幾乎不需要任何分立元件的簡(jiǎn)潔直接的路由選擇。這些設(shè)備集成了多種功能，如：將電平轉(zhuǎn)換至HDMI接口規(guī)格所需的電壓水平，以及不再支持高電壓的移動(dòng)設(shè)備的sub-μ技術(shù)系統(tǒng)芯片。
方案特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
高系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)（IEC61000-4-2 4級(jí)）
——“零夾緊”概念可以防止ESD脈沖在系統(tǒng)芯片之間傳遞。
完全支持熱插拔檢測(cè)，DDC，CEC
——綜合水平轉(zhuǎn)移信號(hào)線路
——集成上拉電阻
——綜合CEC吸動(dòng)電流源
——當(dāng)芯片禁用時(shí)，集成電源管理節(jié)省97%。
兼容HDMI Type-C型和d型連接器
——完全符合NXP參考版的規(guī)格
——緊湊SOT1156包（2.1 x 2.5 x 0.4毫米）。
優(yōu)勢(shì)：
1、減少時(shí)間和設(shè)計(jì)空間
2、直接路由（即使在兩層板）
3、 延長(zhǎng)電池壽命由于Auto-Eco選項(xiàng)
4 、更少的組件
沒有必要在系統(tǒng)微控制器GPIO上為IP4791芯片提供一個(gè)專用的電源管理引腳，并且該方案也不支持這個(gè)功能。將ACTIVE引腳接到連接器的HOTPLUG引腳即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)芯片使能。
IP4791芯片連接圖
Molex醫(yī)療設(shè)備連接器解決方案
目前，Molex推動(dòng)醫(yī)療設(shè)備OEM廠商為客戶提供先進(jìn)產(chǎn)品的完整的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品組合包括定制互連產(chǎn)品、微小型解決方案、光纖和毛細(xì)管，以及電磁干擾 （EMI）吸收技術(shù)。
Molex戰(zhàn)略醫(yī)療市場(chǎng)經(jīng)理Anthony Kalaijakis評(píng)論道：“業(yè)界希望創(chuàng)新的新型醫(yī)療設(shè)備達(dá)到最佳性能，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工程師認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)的電子互連及相關(guān)技術(shù)的重要性。由于我們一直努 力為客戶提供能夠輕易集成的互連產(chǎn)品，Molex解決方案具有難以置信的效能和效率。而且，我們參與設(shè)計(jì)的時(shí)間越早，客戶、最終用戶及病患所獲得的益處越 大?！?/p>
1. HOZOX? 電磁干擾（EMI）吸收帶和薄板
Molex醫(yī)療產(chǎn)品組 合的最新成員是HOZOX? 電磁干擾 （EMI） 吸收帶和薄板。HOZOX 吸引技術(shù)采用獨(dú)特的雙層設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)EMI噪聲抑制性能最大化，特別適合高頻醫(yī)療設(shè)備制造商。磁層的復(fù)合粉末可以吸收較低頻率電磁能量，而導(dǎo)電層的粉末和高 損耗介電樹脂則吸收高頻電磁能量。這些產(chǎn)品具有極薄的外形尺寸，并且提供兩種不同的帶規(guī)格，以及A4薄板規(guī)格，所有這些產(chǎn)品均可以根據(jù)特定的規(guī)格方便地沖 切。
2. Affinity Medical?
Affinity Medical 最近推出 MediSpec? Silicone Cable解決方案，硅包覆成型產(chǎn)品不僅具有耐用性和彈性，而且可以保護(hù)電纜芯線避免使用和消毒過程中遇到的嚴(yán)苛環(huán)境的影響。其它產(chǎn)品包括用于電生理學(xué)、 ECG、牙科、動(dòng)態(tài)心電圖及動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)、心室輔助設(shè)備、一次性和可重復(fù)使用的導(dǎo)管電纜，以及采用單一通道、多通道分叉（雙通道）和三分叉（三通道）微 創(chuàng)血壓電纜的定制電纜，Affinity還提供定制隔板插座和定制設(shè)備對(duì)設(shè)備接口電纜。
3. Temp-Flex? 專用電線
Temp-Flex，提供Temp-Flex? 專用電線，該公司是專用微小型電線、電纜、帶子和連續(xù)式線圈的精密制造商，使用生物相容涂層和醫(yī)療等級(jí)基礎(chǔ)金屬。其產(chǎn)品適合通常出現(xiàn)極端條件和嚴(yán)苛環(huán)境的 可移植微創(chuàng)應(yīng)用。公司能夠在電線上擠制0.3 mil （0.0003”）壁厚無(wú)孔洞生物醫(yī)學(xué)涂層，比人的頭發(fā)還細(xì)，而且，其功能包括切割、剝除、彎曲和浸錫及微同軸電纜準(zhǔn)備。
4. Polymicro Technologies – 專用光纖和毛細(xì)管
Molex 子公司Polymicro Technologies提供用于多種醫(yī)療應(yīng)用的產(chǎn)品，該公司是世界領(lǐng)先的石英毛細(xì)管和特種光纖、光纖與毛細(xì)管組件、分立微型組件和石英光纖套管供應(yīng)商。 Polymicro Technologies的微創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備獲得FDA注冊(cè)，并且符合CGMP要求。
5. MediSpec? 混合圓形MT電纜和插座系統(tǒng)
MediSpec? 混合圓形MT電纜和插座系統(tǒng)是集成式光學(xué)和電氣解決方案，可以減少醫(yī)療設(shè)備和儀器中所需的連接器數(shù)目。
6. MediSpec? 模塑互連器件/激光直接成型（MID/LDS）能力
MediSpec? 模塑互連器件/激光直接成型（MID/LDS）能力結(jié)合了雙注塑工藝的多功能性和LDS能力的高速度和高精度，幫助醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)人員將復(fù)雜的電氣和機(jī)械特性集成在高度緊湊的應(yīng)用中。
7. Molex 印刷電路組件
低側(cè)高的Molex 印刷電路組件提供觸覺硅樹脂隔膜圖形覆蓋、銅線或聚酰亞胺電路和微電路板組件，在浮窗下嵌入LED，擴(kuò)大視角、增加視覺亮度、減少光擴(kuò)散（light bleed）、改進(jìn)組件，并且簡(jiǎn)化彎曲表面的使用。
8. 微型產(chǎn)品
Molex不僅注重減小互連產(chǎn)品，還通過微型產(chǎn)品提供更高的性能、可靠性和耐用性水平，其微小型堆疊板對(duì)板連接器適用于最薄的手持式設(shè)備，并且為OEM廠商提供了一系列高速選項(xiàng)，具有滿足醫(yī)療應(yīng)用中嚴(yán)苛封裝需求的靈活性。
9. FCT Electronics Group
專注于設(shè)計(jì)和制造定制混合布局連接器和電纜組件，F(xiàn)CT Electronics Group幫助Molex建立了為更廣泛客戶提供定制解決方案的能力。
基于雙通道光電耦合離軸旋轉(zhuǎn)連接器設(shè)計(jì)方案
1.引言
在一些設(shè)備或裝置中需要在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的部件之間進(jìn)行相互通信，傳輸如視頻信號(hào)、音頻信號(hào)、控制信號(hào)、傳感信號(hào)等?，F(xiàn)今使用的旋轉(zhuǎn)連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法主要有：
1）采用光纖旋轉(zhuǎn)連接器，但是該器件必須安裝于旋轉(zhuǎn)軸中心或允許偏離中心很小的距離，在一些旋轉(zhuǎn)軸中需要進(jìn)行液壓、氣壓傳動(dòng)以及需要布設(shè)其他線路的場(chǎng)合則不適用，且機(jī)械加工精度要求也較高；
2）采用集電環(huán)，但是隨著信號(hào)傳輸路數(shù)的增加需要相應(yīng)增加集電環(huán)數(shù)，使信號(hào)傳輸可靠性降低，且容易受到環(huán)境電磁干擾；
3）采用光電耦合進(jìn)行非接觸信號(hào)傳輸，目前文獻(xiàn)中存在一些利用紅外耦合實(shí)現(xiàn)在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的部件之間的通信的方案，但是紅外發(fā)射與接收電路及信號(hào)變換電路集于光電耦合板中且光信號(hào)軸向發(fā)射，使旋轉(zhuǎn)連接件體積較大在一些空間受到限制的場(chǎng)合難以應(yīng)用。
為了解決上述旋轉(zhuǎn)連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法中的一些不足，本文提出一種基于光電耦合技術(shù)的旋轉(zhuǎn)信號(hào)傳輸裝置。該旋轉(zhuǎn)信號(hào)傳輸裝置在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的部件之間以光為信號(hào) 載體進(jìn)行非接觸信號(hào)傳輸，使用發(fā)光二極管（LED）和光電二極管作為光發(fā)射器件與光接收器件，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械加工精度要求低，易于組裝和安裝， 且成本低。
2.裝置組成及原理
本裝置由信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅰ、信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅱ、光電耦合旋轉(zhuǎn)連接部件三部分組成，如圖1所示。
2.1 光電耦合旋轉(zhuǎn)連接部件
如圖2所示，光電耦合旋轉(zhuǎn)連接部件套在設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，旋轉(zhuǎn)套管固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，固定套管通過法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)備的固定平臺(tái)連接?？紤]到在光 電傳輸?shù)倪^程中，外界光輻射以及發(fā)光LED在套管內(nèi)壁的反射光也會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸可靠性造成影響，對(duì)因此在固定套管內(nèi)壁涂有吸光涂層以吸收外界光輻射和反射 光。
2.1.1 工作原理
旋轉(zhuǎn)套管隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)套管和固定套管上的LED和光電二極管發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其空腔內(nèi)形成360度覆蓋的復(fù)合光場(chǎng)，使光電二極管轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)都能接收到來(lái)自相對(duì)的LED發(fā)光管的光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)中傳遞信號(hào)。
信號(hào)收發(fā)電路模塊
信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅰ位于設(shè)備的轉(zhuǎn)臺(tái)或轉(zhuǎn)軸上，信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅱ位于設(shè)備的固定部分，信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅰ、Ⅱ功能相同，有兩個(gè)作用：
1）將設(shè)備轉(zhuǎn)軸上或固定平臺(tái)上的發(fā)來(lái)的電信號(hào)變換為能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電信號(hào)；
2）將光電檢測(cè)信號(hào)放大并經(jīng)過波形的整形穩(wěn)幅后發(fā)送給設(shè)備轉(zhuǎn)軸上或固定平臺(tái)上的控制系統(tǒng)。
信號(hào)收發(fā)電路模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。由于發(fā)光LED與相應(yīng)的接收光電二級(jí)管處于相對(duì)旋轉(zhuǎn)之中，光電二極管接收到的有效光功率并不穩(wěn)定，而是處于波動(dòng)狀態(tài)， 因此得到的光電檢測(cè)信號(hào)也是波動(dòng)的。一般由于光電檢測(cè)信號(hào)較弱，在輸入信號(hào)收發(fā)電路模塊后首先要通過放大電路對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)波形上升和 下降速度變慢，波形穩(wěn)定部分也會(huì)有一定的波動(dòng)。因此信號(hào)波形還要經(jīng)過整形穩(wěn)幅電路處理以提升其上升和下降速度同時(shí)使波形平穩(wěn)。
3.實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
由于在旋轉(zhuǎn)連接部件中光信號(hào)發(fā)射與接收是在相對(duì)旋轉(zhuǎn)中進(jìn)行的，光場(chǎng)的分布會(huì)對(duì)信號(hào)的傳輸質(zhì)量造成影響。實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理，為此測(cè)試了雙通道 光電耦合離軸旋轉(zhuǎn)連接器對(duì)物理層中位信號(hào)的傳輸性能，包括誤碼率的大小、輸入連接器的信號(hào)與輸出連接器的信號(hào)波形比較。實(shí)驗(yàn)的電路原理圖如圖5所示。
3.1 器件選擇
光發(fā)射器件可以選用紅外LED、白光LED、激光二極管等，光接收器件可以選用PIN光電二極管，光電三極管等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紅外發(fā)射與接收器件目前已廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)和短距通信等領(lǐng)域。
在本設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中選用市售具有較高響應(yīng)速度的紅外發(fā)光二極管和光電二極管作為連接器中的光通信器件。選用單片機(jī)作為轉(zhuǎn)臺(tái)上的信號(hào)發(fā)送與接收控制器，用微 機(jī)作為上位機(jī)，兩者通過RS232串口和旋轉(zhuǎn)連接器連接通信。為降低線路復(fù)雜性，轉(zhuǎn)臺(tái)上的電路使用9v層疊電池穩(wěn)壓為5v做電源。
3.2 信號(hào)收發(fā)電路模塊Ⅰ、Ⅱ的電路
光電二極管一般有兩種工作模式：光伏模式和光導(dǎo)模式。在光伏模式時(shí)，光電二極管可以非常精確地線性工作；在光導(dǎo)模式下，光電二級(jí)的切換速度較高，但具有 明顯的非線性，同時(shí)即使在無(wú)光條件下也會(huì)產(chǎn)生暗電流引入噪聲。光電二級(jí)管暗電流大小與溫度有關(guān)，在溫度變化較大的場(chǎng)合噪聲較強(qiáng)，會(huì)使信號(hào)傳輸誤碼率大大增 加，需要加入溫度補(bǔ)償電路。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)較理想的條件下進(jìn)行，環(huán)境溫度不大，光電二極管工作在光導(dǎo)模式。圖6為光電檢測(cè)信號(hào)的兩級(jí)放大與整形穩(wěn)幅電路，圖7 為L(zhǎng)ED發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路。各元件具體參數(shù)値根據(jù)實(shí)際選擇調(diào)整。
4.結(jié)論
本文針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法中的不足，設(shè)計(jì)了一種易于實(shí)現(xiàn)的雙通道光電耦合離軸旋轉(zhuǎn)連接裝置的方案，對(duì)其原理進(jìn)行了分析并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)該設(shè)計(jì)方法的 實(shí)際可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方案能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)之間的非接觸通信，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械加工精度要求低，成本低，某些場(chǎng)合下可以代替光 纖連接器實(shí)現(xiàn)多路多通道數(shù)據(jù)傳輸，也可應(yīng)用于一些總線通信中。
原文詳情：基于雙通道光電耦合離軸旋轉(zhuǎn)連接器設(shè)計(jì)方案
基于模擬音頻連接器的全雙工數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)方案
目前，手機(jī)廠商正將主動(dòng)降噪技術(shù)作為其產(chǎn)品的一大差異化優(yōu)勢(shì)，在通話和媒介消費(fèi)上提供卓越的音頻體驗(yàn)。最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且便捷的降噪方法就是在手機(jī)中內(nèi)置降噪電路。但是噪聲拾取必須在耳機(jī)上實(shí)現(xiàn)而不是在手機(jī)上，因?yàn)槭謾C(jī)可能會(huì)放在用戶的口袋里從而可能會(huì)阻斷噪音源。
這就帶來(lái)了很大的困難：如何通過標(biāo)準(zhǔn)的3.5毫米音頻接口將左、右兩個(gè)通道的噪聲信號(hào)從耳機(jī)傳送到手機(jī)，同時(shí)將降噪信號(hào)從手機(jī)回傳到耳機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)的模擬音 頻接口一般有四個(gè)通道。兩個(gè)通道被用于左、右聲道的喇叭，一個(gè)麥克風(fēng)通道和地線。麥克風(fēng)通道同時(shí)用來(lái)給麥克風(fēng)供電。在打電話時(shí)，麥克風(fēng)將語(yǔ)音信號(hào)傳送到手 機(jī)。
當(dāng)3.5毫米音頻接口被用于傳統(tǒng)模擬模式時(shí)，就無(wú)法將左、右兩個(gè)通道的噪聲信號(hào)從耳機(jī)傳送到手機(jī)上進(jìn)行處理。奧地利微電子已開發(fā)出 全新的數(shù)字多路復(fù)用技術(shù)，實(shí)際上，它可在麥克風(fēng)通道中創(chuàng)造額外的通道。這些通道能夠用于降噪應(yīng)用，可將耳機(jī)中兩個(gè)或四個(gè)額外的左、右聲道的麥克風(fēng)的采樣噪 聲傳送到手機(jī)中。
在其他應(yīng)用中，額外通道可用來(lái)與音頻配件進(jìn)行中、低數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)通信，比如給配件增加顯示功能、傳送傳感器數(shù)據(jù)或其他 額外功能。當(dāng)然，音頻接口的傳統(tǒng)工作模式也會(huì)得到保留，因此不支持增強(qiáng)特性的標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)仍可以使用。本文介紹了如何通過3.5毫米音頻接口來(lái)實(shí)現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù) 通信。
同時(shí)采用電壓和電流調(diào)制
如今數(shù)字麥克風(fēng)作為基于過采樣時(shí)鐘的串行 ∑-Δ調(diào)制比特率流被廣泛用來(lái)提供音頻信號(hào)。這使得采用多路復(fù)用信號(hào)數(shù)字技術(shù)提供全雙共通信成為可能。挑戰(zhàn)是在同一線路上避免上行和下行信號(hào)之間的干擾， 同時(shí)提供一個(gè)足夠高的比特率來(lái)滿足消費(fèi)者對(duì)高音質(zhì)的需求。一種可行的技術(shù)是在麥克風(fēng)通道上同時(shí)采用電壓和電流調(diào)制技術(shù)：一個(gè)提供上行信號(hào)，另一個(gè)則提供下 行信號(hào)。
為了驗(yàn)證此項(xiàng)技術(shù)的有效性，奧地利微電子開發(fā)了一個(gè)完整的演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括降噪功能，能夠用3.5毫米音頻接口與手機(jī)或MP3播放器相連。它提供了約2Mbit/s的上行信號(hào)和12Mbit/s的下行信號(hào)。
該演示系統(tǒng)由主電路和外圍電路組成（見圖1、2）。（在實(shí)際的終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，主電路會(huì)嵌入到移動(dòng)設(shè)備中，而外圍電路則是在耳機(jī)的控制部件上。）
圖1：數(shù)字多路復(fù)用演示系統(tǒng)方框圖。
圖2：奧地利微電子的演示系統(tǒng)展示了主電路板（底部），帶有音量放大、模式和音量減小鍵的外圍電路板（上），以及頭戴式耳機(jī)。
電池與主電路板相連，以提供獨(dú)立的電源。主電路板通過3.5mm麥克風(fēng)接口的麥克風(fēng)通道給從電路板供電，同時(shí)傳送調(diào)制的麥克風(fēng)信號(hào)。主電路板會(huì)生成一個(gè)同步時(shí)鐘，外圍電路板時(shí)鐘與其同步。
圖3是功能框圖。主電路和外圍電路都由兩塊板組成。主電路板A提供電源、通過鎖相環(huán)生成的時(shí)鐘，用于數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的數(shù)字電路，鎖定檢測(cè)和合并的數(shù)據(jù)調(diào)制器/解調(diào)器核心模塊。該板包含了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的主要功能。
圖3：顯示主電路（終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)的手機(jī)）和外圍電路（終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)的耳機(jī)控制器）間功能分區(qū)的框圖。
主電路板B包括應(yīng)用電路：將數(shù)字麥克風(fēng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、音頻放大器、AS3430降噪芯片、濾波器，一個(gè)微控制器和一個(gè)液晶顯示器。
外圍電路板A包括電源穩(wěn)壓器、同步和數(shù)據(jù)提取器、數(shù)據(jù)調(diào)制器、控制按鈕和主麥克風(fēng)（用于拾取用戶的聲音）。外圍電路板B包含鎖相環(huán)和數(shù)據(jù)操作的控制邏輯。將耳機(jī)中兩個(gè)用來(lái)拾取降噪信號(hào)的麥克風(fēng)與外圍電路板相連。
主電路板上生成的主時(shí)鐘頻率是2MHz。這用來(lái)在給外圍電路板供電的麥克風(fēng)通道上調(diào)制一個(gè)電壓在3V左右的鋸齒波。外圍電路板會(huì)產(chǎn)生一個(gè)2.2V供電電 壓；鋸齒波電壓的下降邊緣被外圍電路板用來(lái)恢復(fù)2MHz的時(shí)鐘。為了保證數(shù)字組件在2.2V低電壓下正常運(yùn)行，外圍電路板上的晶體管門電路需采用 LV/LVC系列。鋸齒電壓頻率控制生成外圍電路板工作頻率的鎖相環(huán)的運(yùn)行。由于主電路板上采用了相同的鎖相環(huán)電路，因此兩個(gè)電路板可同步運(yùn)行，這能夠避 免傳輸數(shù)據(jù)的采樣問題。
從主電路板向外圍電路板傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，鋸齒波幅度大小可滿足對(duì)編碼的要求（見圖4）。兩個(gè)幅度可定義“高”和“低”信號(hào)；第三個(gè)幅度可用于實(shí)現(xiàn)同步。采用所選的時(shí)鐘頻率可實(shí)現(xiàn)2Mbits/s的上行數(shù)據(jù)率。
圖4：電壓調(diào)制的時(shí)序框圖。
上行傳輸是通過電壓調(diào)制實(shí)現(xiàn)，但從外圍電路板到主電路板的下行數(shù)據(jù)的傳輸是利用電流調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。盡管使用相同的麥克風(fēng)通道，如果電路經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，上行 和下行數(shù)據(jù)流不會(huì)互相影響。首先，在主電路板上將鋸齒狀波紋注入直流電壓的電路必須是低阻抗的，確保電流調(diào)制不干擾電壓信號(hào)。第二，主電路板上的電流解調(diào) 器對(duì)麥克風(fēng)通道上的電壓變化不敏感。另外，外圍電路板的電流消耗必須盡量保持不變（至少一個(gè)數(shù)據(jù)幀范圍內(nèi)），因?yàn)辂溈孙L(fēng)通道在提供下行信息的電流編碼的同 時(shí)必須給外圍電路板供電。
在一個(gè)數(shù)據(jù)幀中，在2MHz主時(shí)鐘的兩個(gè)脈沖中間會(huì)有8位數(shù)據(jù)從從設(shè)備傳送到主電路板（見圖5）。這能支持降噪應(yīng)用在這個(gè)演示系統(tǒng)中的部署：
圖5：電流調(diào)制的時(shí)序框圖。
* 前三位表示外圍電路上的哪些控制按鈕被按下了。
* 接下來(lái)的三位代表三個(gè)數(shù)字麥克風(fēng)（通話麥克風(fēng)和兩個(gè)噪音拾取麥克風(fēng)）。
* 最后兩位總是“0”和“1”。這對(duì)主電路板自動(dòng)調(diào)節(jié)解調(diào)水平是必要的。 同時(shí)這兩位被用于鎖定跟蹤，來(lái)證明數(shù)據(jù)傳輸是穩(wěn)定的。
下行數(shù)據(jù)率是6×2Mbit/s=12Mbit/s。
對(duì)于電流調(diào)制而言，無(wú)需充電寄生電容，寄生電感也相當(dāng)?shù)?，所以可以輕松實(shí)現(xiàn)高頻率的數(shù)據(jù)脈沖。圖6表示主電路板上電流解調(diào)器輸出（藍(lán)綠色）和重新構(gòu)建的 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)脈沖（品紅色）。黃色信號(hào)表示 2MHz的下行數(shù)據(jù)幀。測(cè)量表明整個(gè)系統(tǒng)的傳輸延遲（從外圍電路板的數(shù)字麥克風(fēng)輸入開始，然后是傳輸、接收、解調(diào)到重建，直到到達(dá)接收器的輸出）大概是 530ns。這種短暫的延遲表明系統(tǒng)是適合降噪應(yīng)用的。在降噪應(yīng)用中延遲必須盡可能的小，為的是確保降噪信號(hào)和環(huán)境噪音緊密同步。
圖6：解調(diào)（模擬）下行信號(hào)。
數(shù)字麥克風(fēng)多路復(fù)用：不只是演示系統(tǒng)
該文章描述的演示系統(tǒng)證明了能夠在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)3.5音頻接口上實(shí)現(xiàn)數(shù)字多路復(fù)用系統(tǒng)。短期內(nèi)，這項(xiàng)新技術(shù)能讓手機(jī)制造商更好地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪技術(shù)。奧地利微 電子現(xiàn)正在開發(fā)的產(chǎn)品包括兩部分：一部分與耳機(jī)中的麥克風(fēng)和按鍵結(jié)合在一起，另一部分與移動(dòng)設(shè)備和降噪器件結(jié)合在一起。未來(lái)，通過3.5毫米音頻接口也能 在不同的配件中實(shí)現(xiàn)中、低數(shù)據(jù)率的數(shù)據(jù)通信。
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