濾波連接器為通信技術(shù)提供高性價比互連方案

濾波連接器為通信技術(shù)
提供高性價比的互連解決方案



圖1 濾波連接器可設(shè)計成不同的外形，
包括圓形和方形



圖 2  設(shè)計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)施的不斷計算機(jī)化推動了技術(shù)的快速發(fā)展和變化，從而也創(chuàng)造出對帶保護(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隔離或屏蔽開來。
濾波連接器是具有信號選擇能力的器件，其目的是調(diào)節(jié)可變頻率信號并濾除可能對系統(tǒng)有危險的那些信號。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主要功能。
軍事通信系統(tǒng)，如美國軍方SINGARS無線系統(tǒng)、JTRS(聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng))或者英國的弓箭手(Bowman)無線通信系統(tǒng)，都采用濾波連接器來攔截并消除會影響信號接收的電子噪聲、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，通常利用計算機(jī)來指揮多任務(wù)機(jī)器人來完成一系列精確以及困難的操作。RFI/EMI干擾可能會擾亂設(shè)備的正常運行。這可導(dǎo)致昂貴的修理成本，如必須修理損壞的工具和系統(tǒng)。有些情況下，這還可能會對生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的人員帶來安全危險。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)也無法挽回的。
連接器濾波功能可保證此類系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，幾種類型的連接器通常都可完成這一點。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)實現(xiàn)成本更低一些。
濾波連接器設(shè)計中比較常見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型濾波器由兩個套管型部件組成：一個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)每個系統(tǒng)的要求來決定。連接器設(shè)計工程師將考慮這些要求，然后設(shè)計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影響濾波器件的電氣特性。設(shè)計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)。也可在信號和反向回路間提供接地，這一技術(shù)需要一個地線引腳，此時，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，有時可能需要增加連接器插入面板內(nèi)的深度，但新的設(shè)計允許連接器外殼向外延展來適應(yīng)濾波器的空間要求。
將濾波器設(shè)計工作轉(zhuǎn)移給連接器供應(yīng)商有助于設(shè)計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)計工程師就可將信息交給其它人員，從而專注于完成設(shè)計的功能部分。同時，一名濾波連接器工程師可優(yōu)化濾波器網(wǎng)絡(luò)來滿足要求，這有助于項目按時完成并可縮短整個設(shè)計周期時間。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)計工作分流出去也可降低項目的總設(shè)計成本。
對于一個成功的濾波連接器應(yīng)用，設(shè)計工程師完全明確設(shè)計要求是非常重要的。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，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，如減少設(shè)計周期時間和成本，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)時間最小化。■