35、PCB连接器：原理、测试与优化

PCB连接器：原理、测试与优化

1. 连接器串扰问题解析

在大型系统尤其是包含多个电路板的系统中，宽且快的总线结构需在多处穿过连接器。当总线信号通过连接器时，驱动信号（干扰源）会将部分能量耦合到其他信号（受害信号）上，这就是串扰问题。

在一个良好的连接器中，即使相邻引脚之间的串扰也很小，并且随着受害引脚远离干扰源，串扰会迅速减小。我们可以通过以下简单测试来直接观察这种效果：
1. 关闭系统或将其置于复位状态。
2. 用脉冲发生器替代其中一个总线驱动器。
3. 调整上升时间和电压摆幅以模拟实际驱动器。
4. 在连接器的另一侧，施加一个经过校准的负载，使其吸取的电流与实际电路负载相同。

为了像实际系统一样接收串扰电压，测试设置还需：
1. 切断连接器两侧的每个受害走线。
2. 在连接器的一侧，将所有受害引脚短路到地，模拟低阻抗总线驱动器将每个受害信号保持在低电平的状态。
3. 测量连接器另一侧接收到的串扰。

这种方法可以精确找出连接器内部产生的串扰，消除PCB上走线间的串扰。

串扰产生的原因在于干扰源电流总是以环路形式流动。它通过连接器上的信号引脚流向另一块电路板，然后通过最近的电源/接地引脚返回源端。总线上每条线路的电流都以这种环路形式流动。当多条总线线路被迫共享电源/接地引脚时，它们的电流环路会重叠，形成一个具有多个输入和输出的单匝、松散耦合变压器，任何一个环路上的信号都会像在变压器中一样耦合到其他环路上。

例如，在开放式引脚场连接器（即使用普通信号引脚作为电源和接地的连接器）中，当在测试设置中交换驱动器及其负载，从而反转干扰源信号引脚的信号流向时，原