在連接器上增加EMI屏蔽,可以有效避免電磁噪聲引發(fā)的問題。
通過在連接器上實(shí)施屏蔽措施,可以顯著提升其電磁兼容性,從而有效應(yīng)對電磁噪聲的干擾。
隨著從智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備到汽車等設(shè)備處理的數(shù)據(jù)量越來越大,各類電子設(shè)備的信號速度也越來越快。
電磁干擾(EMI)是一種由內(nèi)部或外部來源在電網(wǎng)中產(chǎn)生的不需要的噪聲。設(shè)備自身內(nèi)部數(shù)字定時信號或電子元件產(chǎn)生的 EMI 可能會導(dǎo)致同一系統(tǒng)內(nèi)的其他元件發(fā)生故障。這就是系統(tǒng)內(nèi)部電磁兼容(EMC)問題。
在設(shè)計高性能電子設(shè)備時,設(shè)計工程師常面臨電磁干擾(EMI)的挑戰(zhàn),尤其是在那些安裝了高密度電子元件的設(shè)備中。當(dāng)這些設(shè)備使用互連(或連接器)時,通常需要對這些連接器進(jìn)行EMI屏蔽,以防止電磁噪聲造成問題。
連接器不會產(chǎn)生任何電磁干擾(EMI),從而避免了對外界造成電氣噪聲。
EMI通常通過兩種路徑傳播
1.輻射干擾:
它發(fā)生在高頻信號在導(dǎo)電表面(或?qū)Ь€、印刷電路板(PCB)軌跡)上傳輸時產(chǎn)生的時變電磁場。這個電磁場會向外輻射,并能在距離該表面一定距離的地方被探測到。輻射源與相鄰表面(或?qū)Ь€、PCB軌跡)之間的距離越短,能夠探測到的耦合場就越大。由于靠近的表面是導(dǎo)電的,電壓和電流將會由電磁場感應(yīng)產(chǎn)生。解決這個問題通常需要屏蔽外殼、電纜和連接器。如果系統(tǒng)的任何部分沒有屏蔽,那么它將成為一個輻射EMI泄漏的源頭。
2.傳導(dǎo)干擾:
發(fā)生在電路中故意或非故意的信號通過導(dǎo)體(例如導(dǎo)線或印刷電路板(PCB)軌跡)直接從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方,從而干擾目標(biāo)電路或設(shè)備的正常運(yùn)行。輸入電源線就是傳導(dǎo)干擾的一個例子。在這種情況下,采用線路濾波器、電容器網(wǎng)絡(luò)以及類似方法來將預(yù)期的電壓信號與干擾電壓分離(或調(diào)節(jié))。
采用EMI減緩技術(shù)通過納入適當(dāng)?shù)慕拥亟Y(jié)構(gòu)和覆蓋層來消除連接器中的電磁噪聲。這包括信號接觸尾部的安裝位置以及金屬屏蔽。在配備無線通信功能(如Wi-Fi、GPS和LTE)的高性能電子設(shè)備中,廣泛使用帶有屏蔽的微型同軸、微型射頻、板對板以及FFC/FPC連接器來防止EMI。
該圖顯示了有信號干擾和無信號干擾時連接器和電纜的距離。I-PEX 的 ZenShield 通過適當(dāng)?shù)慕拥亟Y(jié)構(gòu)和蓋子消除了來自連接器的電磁噪音。
360°屏蔽設(shè)計不僅阻止了源自插頭和插座接觸點(diǎn)的電磁噪聲輻射,也防止了信號端子的板安裝部分(SMT位置)的輻射。此外,當(dāng)連接器配對并正確接地時,插頭和插座的屏蔽層在多個點(diǎn)連接。這確保了為連接器金屬屏蔽層中產(chǎn)生的電流提供了充足的接地返回路徑,并有助于抑制屏蔽層電磁噪聲的發(fā)射。
三種連接器設(shè)計特點(diǎn)可有效緩解電磁干擾
整個連接器,包括插頭和插座、板安裝部分(SMT位置)以及信號端子的接觸部分,都應(yīng)采用360°全方位屏蔽覆蓋。
插頭與插座之間的屏蔽接口應(yīng)在多個點(diǎn)上有效地連接。
連接器屏蔽層與電路板之間的接口應(yīng)在電路板上的多個點(diǎn)妥善接地,以改善接地返回路徑。
有了這些設(shè)計特性,連接器本身就能顯著降低電磁干擾。連接器屏蔽技術(shù)允許連接器靠近敏感子系統(tǒng)(如無線通信的發(fā)射/接收天線),從而為設(shè)計工程師的電路板設(shè)計提供了更大的靈活性。
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