濾波連接器為通信技術(shù)提供高性價(jià)比互連方案

濾波連接器為通信技術(shù)
提供高性價(jià)比的互連解決方案



圖1 濾波連接器可設(shè)計(jì)成不同的外形，
包括圓形和方形



圖 2  設(shè)計(jì)工程師通常給出的濾波器參數(shù)表

圖3  由連接器工程師提供的符合參數(shù)要求
的適當(dāng)濾波器網(wǎng)絡(luò)

目前軍事/航天通信、航空、GPS(全球定位系統(tǒng))以及生產(chǎn)設(shè)施的不斷計(jì)算機(jī)化推動(dòng)了技術(shù)的快速發(fā)展和變化，從而也創(chuàng)造出對(duì)帶保護(hù)功能的連接器以及濾波連接器的需求。敏感電路和器件需要保護(hù)，必須以某種方式將它們與可能影響其性能的瞬變信號(hào)隔離或屏蔽開(kāi)來(lái)。
濾波連接器是具有信號(hào)選擇能力的器件，其目的是調(diào)節(jié)可變頻率信號(hào)并濾除可能對(duì)系統(tǒng)有危險(xiǎn)的那些信號(hào)。濾波連接器將交變電流整流為穩(wěn)定的直流電流，阻止射頻噪聲的傳輸是濾波連接器的一項(xiàng)主要功能。
軍事通信系統(tǒng)，如美國(guó)軍方SINGARS無(wú)線系統(tǒng)、JTRS(聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng))或者英國(guó)的弓箭手(Bowman)無(wú)線通信系統(tǒng)，都采用濾波連接器來(lái)攔截并消除會(huì)影響信號(hào)接收的電子噪聲、串?dāng)_或背景干擾。此外，此類互連器件提供的濾波能力還可抑制內(nèi)部EMI(電磁干擾)，從而防止其輻射或傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)中。
在生產(chǎn)環(huán)境中，通常利用計(jì)算機(jī)來(lái)指揮多任務(wù)機(jī)器人來(lái)完成一系列精確以及困難的操作。RFI/EMI干擾可能會(huì)擾亂設(shè)備的正常運(yùn)行。這可導(dǎo)致昂貴的修理成本，如必須修理?yè)p壞的工具和系統(tǒng)。有些情況下，這還可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的人員帶來(lái)安全危險(xiǎn)。由此引起的故障還可能導(dǎo)致與生產(chǎn)損失和停工相關(guān)的成本，而這是永遠(yuǎn)也無(wú)法挽回的。
連接器濾波功能可保證此類系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，幾種類型的連接器通常都可完成這一點(diǎn)。濾波器的外形可為圓形或方形。定制連接器也可提供濾波功能，從而為滿足特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求提供了所需要的靈活性。由于只需要在連接器的一側(cè)提供濾波功能就夠了，因此通常是在連接器的插針組件中提供濾波功能，當(dāng)然也可以在插座一側(cè)提供，但通常在插針一側(cè)實(shí)現(xiàn)成本更低一些。
濾波連接器設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的濾波器類型有貫通型濾波器和多層電容型濾波器。貫通型濾波器又可進(jìn)一步分為兩類：p型套管結(jié)構(gòu)濾波器和熔敷分布式濾波器。
p型濾波器由兩個(gè)套管型部件組成：一個(gè)采用電熱沉積方法制作的外層電容式套管，在輸入和輸出處提供特定的電容值；第二個(gè)內(nèi)層套管則做為電感性部件，通常采用鐵氧體材料。
熔敷分布式濾波器則由鍍有介質(zhì)膜的鐵氧體套管構(gòu)成。與p型濾波器相比，這種類型的濾波器由于壁的厚度更大，因此提供了更大的強(qiáng)度。
平面陣列型濾波器則屬于多層電容型濾波器，利用鈦酸鋇和貴金屬層交替排列構(gòu)成該類型濾波器。
具體采用哪種濾波器類型主要根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的要求來(lái)決定。連接器設(shè)計(jì)工程師將考慮這些要求，然后設(shè)計(jì)出提供最大程度保護(hù)能力所需要的濾波器網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載電流、采用的電壓以及工作溫度都會(huì)影響濾波器件的電氣特性。設(shè)計(jì)合理的濾波器可在濾波器和接地之間提供一條低阻抗路徑，大多數(shù)情況下，接地都指的是金屬連接器外殼，這種系統(tǒng)將提供最大的噪聲保護(hù)。也可在信號(hào)和反向回路間提供接地，這一技術(shù)需要一個(gè)地線引腳，此時(shí)，可以采用塑料連接器外殼。
采用濾波連接器就不再需要采用板上保護(hù)器件，從而可節(jié)約電路板空間給其它器件用。由于濾波功能在連接器內(nèi)完成，因此大多數(shù)情況下，連接器外形可保持不變。然而，有時(shí)可能需要增加連接器插入面板內(nèi)的深度，但新的設(shè)計(jì)允許連接器外殼向外延展來(lái)適應(yīng)濾波器的空間要求。
將濾波器設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)移給連接器供應(yīng)商有助于設(shè)計(jì)工程師集中于手頭的任務(wù)。一旦確定了所需要的保護(hù)水平，設(shè)計(jì)工程師就可將信息交給其它人員，從而專注于完成設(shè)計(jì)的功能部分。同時(shí)，一名濾波連接器工程師可優(yōu)化濾波器網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足要求，這有助于項(xiàng)目按時(shí)完成并可縮短整個(gè)設(shè)計(jì)周期時(shí)間。雖然具有濾波功能的連接器成本有所增加，但由于電路簡(jiǎn)化和PCB尺寸縮小，最終仍可能節(jié)約大量成本。將濾波器設(shè)計(jì)工作分流出去也可降低項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)成本。
對(duì)于一個(gè)成功的濾波連接器應(yīng)用，設(shè)計(jì)工程師完全明確設(shè)計(jì)要求是非常重要的。根據(jù)這一明確的技術(shù)要求，連接器工程師才能提供合適的濾波網(wǎng)絡(luò)。圖2 給出了設(shè)計(jì)工程師通常給出的濾波器參數(shù)表。圖3 給出了由連接器工程師提供的符合這些參數(shù)要求的適當(dāng)濾波器網(wǎng)絡(luò)。
總的來(lái)講，在關(guān)鍵應(yīng)用中采用濾波連接器，可使系統(tǒng)更方便自由地接收清晰信號(hào)，而且能提供保護(hù)層，確保系統(tǒng)最佳的性能。采用濾波連接器還可有其它明顯優(yōu)勢(shì)，如減少設(shè)計(jì)周期時(shí)間和成本，工作人員的安全保護(hù)也可繼續(xù)得以保證，另外還將精密工具設(shè)備的損失和生產(chǎn)時(shí)間最小化。■