Прямоугольные разъемы переходят от механических к электрическим
Раньше выбор разъёмов был в основном обязанностью инженеров-механиков, поскольку им необходимо было учитывать компоновку всей печатной платы или подсистемы, а выбор разъёмов в большей степени зависел от размера и пространства. Электрические характеристики обычно учитывают только номинальный ток разъёма. При проектировании необходимо определить количество разъёмов, используемых для передачи сигналов, размер и форму корпуса разъёма, а также его прочность, особенно в военных проектах. В авионике или портативных системах размер каждого устройства имеет решающее значение, что представляет собой серьёзную проблему при выборе разъёма.
Современная конструкция разъёма полностью изменилась. Её выбор должен осуществляться специализированным инженером по интеграции сигналов. Новая конструкция разъёма также должна соответствовать требованиям к электрическим характеристикам, а не измеряться после завершения проектирования всего разъёма, как это было раньше. Особенно для высокоскоростных сигналов выше 10 ГГц электрические характеристики имеют решающее значение. При проектировании высокопроизводительных разъёмов, будь то дорогой разъём для объединительной платы или стандартный разъём для ПК, первым делом необходимо учитывать требования к электрическим характеристикам. Выбор разъёмов также перешёл от инженеров-конструкторов к инженерам-электрикам, которые проектируют схемы.
Сверхпрочный соединитель
Прямоугольные промышленные вилки увеличивают скорость передачи данных
При увеличении скорости передачи данных влияние емкости и импеданса становится более очевидным. Сигнал на одном выводе будет наводиться на соседний вывод и влиять на его целостность сигнала. Кроме того, емкость заземления снижает импеданс высокоскоростных сигналов и ослабляет сигнал. Новый последовательный стандарт PCI PCI Express имеет максимальную скорость передачи данных 500 МБ в каждом направлении при 2,5 Гбит/с, что значительно увеличивает скорость сигнала, которую может передавать один разъем. Раньше высокоскоростные сигналы обычно контролировались коаксиальными кабелями и коаксиальными разъемами для управления импедансом пути сигнала. Похожая концепция принята в PCI Express, и каждый терминал передачи сигнала отделен друг от друга. Дифференциальные пары сигналов могут хорошо достичь этой цели, поскольку на одной стороне каждой дифференциальной пары сигналов имеются заземляющие контакты для уменьшения перекрестных помех.
Высокоскоростная передача данных наиболее широко используется в разъёмах объединительной платы, а разъёмы со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с используют очень сложную технологию проектирования. Обычно первый слой представляет собой открытую область контактов для разделения соседних заземляющих выводов. Следующий уровень — заземляющий экран, установленный между рядами. Верхний слой включает металлическую заземляющую структуру вокруг каждого сигнального вывода (или дифференциальной сигнальной пары, как показано на рисунке 1). Такой металлический экран типа C обеспечивает наилучшее сочетание скорости передачи данных и целостности сигнала и является идеальным разъёмом для высокоскоростных приложений.
