印刷电路板(PCB)连接器有各种形状和尺寸，可用于多种应用。它们可以分为板对板连接器(支持背板和子卡架构)和板对电缆连接器(将布线连接到PCB)。PCB连接器在性别方面也有特点。公连接器或插头带有指定数量的引脚，而母连接器或插座包含与公连接器的引脚相匹配的插座。

PCB连接器供应商的任务通常是提供满足当今高速和高密度要求的连接器。在许多情况下，这些连接器还需要在恶劣条件下保持信号完整性。一家专注于满足所有这些需求的公司是IEH公司，它提供了广泛的PCB连接器解决方案。该公司的双曲面互连产品适用于航空航天、国防、商业和医疗用途。

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每通道224gb /s:选项和挑战

如果设计人员打算模拟现实生活中的性能，那么将连接器纳入设计需要一个良好的连接器仿真模型。这样的模型可以模拟连接器在其周围环境中的接口和性能¹．特别是，对于高带宽应用，具有精确的模型来模拟连接器和PCB是至关重要的。一个值得关注的特定领域是串扰，除非PCB和连接器一起模拟，否则可能无法正确预测。通常情况下，由于与这些连接器相关的大量引脚数导致了相当大的模拟需求，因此不会执行这些模拟。连接器设计的专有性质和复杂性带来了额外的挑战。

modelics 3D连接器模型

IEH与Modelithics®合作，为各种IEH双曲面连接器产品提供3D几何模型，如下所示图1．这些模型是为设计人员寻求执行基于pcb的设计的3D模拟。

在单端和差分模式下，对所有用于IEH连接器的modelelithics 3D模型进行了s参数模拟。该模型在20 GHz或40 GHz下进行了验证。对于每个模型，通过s参数数据的快速傅里叶变换生成时域数据。

这些模型还包括一个名为“动态区域选择”的新功能，它可以让用户隔离特定的行和列，以包括在模拟中²．有了这个特性，不包含在选择中的对象仍然是可见的，但是被赋予了“非模型”属性。这些“非模型”对象被排除在仿真之外，从而减少了总体仿真时间和资源需求。

单端和差分s参数仿真

现在可以显示各种模拟，以演示连接器模型的功能。请注意，这里给出的模拟结果与IEH记录的预期连接器性能相对应。您可以联系IEH了解有关连接器性能的更多信息。

如前所述，所有三维模型的s参数均采用单端和差分两种模式进行模拟。为了演示,图2给出了Ansys HFSS中用于进行单端s参数仿真的配置。本仿真项目包括HMK200MDA3A97E5C公连接器连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器。pcb连接到两个连接器的另一侧。这里用于pcb的基板是15-mil的罗杰斯ro450b(微带配置)，位于同一基板的单层之上，设置为134 mil的任意厚度。图3模拟的插入损耗和回波损耗高达5 GHz。结果表明，在5ghz频段内，插入损耗保持在2db以内。图4显示PCB近距离显示用于模拟的参考平面的位置。

图3。模拟了单端仿真的回波损耗和插入损耗，其中包括HMK200MDA3A97E5C公连接器连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器。

图4。在模拟中，端口被去嵌入到红线所示的位置。请注意，带有黑点的引脚(以及未连接到PCB的引脚)使用“动态区域选择”功能被分配为“非模型”属性。因此，尽管这些引脚在视觉上出现，但它们被排除在模拟之外。

图5给出了单端结构的模拟时域反射(TDR)。对于这个模拟，使用一个具有25ps上升时间的阶跃输入。红色走线代表连接到HMK200MDA3A97E5C公连接器的PCB反射，而蓝色走线对应连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器的PCB反射。

图5。模拟热带病研究和培训特别规划。红色走线表示从连接到HMK200MDA3A97E5C公连接器的PCB反射。蓝色走线表示连接到HMK200FDA3A98E5C2母头连接器的PCB反射。

图6显示了用于执行微分s参数仿真的HFSS配置。该仿真项目包括在前面的单端s参数仿真中使用的相同连接器。与之前的模拟一样，用于pcb的基板是15-mil的Rogers ro450b(微带配置)，位于同一基板的单层上，设置为134 mil。图7模拟回波损耗和插入损耗达到5ghz。同样，插入损耗保持在2db到5ghz。图8显示用于模拟的参考平面的位置。

图6。HFSS配置用于执行微分s参数仿真。同样，HMK200MDA3A97E5C公连接器连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器。注意PCB上的差分走线。

图7。差分模拟的回波损耗和插入损耗，包括HMK200MDA3A97E5C公连接器连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器。

图8。端口被移除到红线所示的位置。同样，带有黑点的引脚(以及未连接到PCB的引脚)使用“动态区域选择”功能被分配为“非模型”属性。
图9给出了差分结构的模拟TDR。同样，使用具有25 ps上升时间的阶跃输入。红色走线代表连接到HMK200MDA3A97E5C公连接器的PCB反射，而蓝色走线对应连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器的PCB反射。

图9。模拟差动配置的TDR。同样，红色走线表示连接到HMK200MDA3A97E5C公连接器的PCB反射。蓝色走线表示连接到HMK200FDA3A98E5C2母头连接器的PCB反射。

为进一步参考，图10详细介绍了用于差分s参数仿真的PCB配置。如前所述，这里使用的基板是15-mil的罗杰斯ro450b，位于ro450b基板内层上，设置为134 mil。请注意，15米的罗杰斯ro450b层实际上显示在底部图10．

图10。下面是对用于差分s参数仿真的PCB配置的详细介绍。

在实践中，内层通常由各种层组成，包括数字层、模拟层、带状线层、电源层、接地层等。这里使用设置为任意厚度134密耳的单个内层，因为它可以表示无限数量的层结构。由于这个厚的内层没有内地平面层或镀过孔，因此调整这一层的尺寸，使其边缘靠近模拟的镀过孔，可以防止杂散接地电流引起共振。

图11显示模拟中使用的连接器的详细信息。请注意，只有阴影引脚(总共12个引脚)被包含在模拟中，而其余的则使用“动态区域选择”特性分配为“非模型”属性。引脚的外圈足以承载接地电流。总引脚选择表示准带状线或准同轴截面。

图11。这些是模拟中使用的连接器。请注意，由于“动态区域选择”功能，模拟仅包括12个阴影引脚。

模拟相声

前面提到的串扰是一个可能无法正确预测的参数，除非PCB和连接器一起模拟。Modelithics用于IEH连接器的3D模型使模拟串扰成为可能。图12显示了用于执行单端串扰仿真的HFSS配置。同样，这个仿真项目包括HMK200MDA3A97E5C公连接器连接到HMK200FDA3A98E5C2母连接器。pcb再次连接到两个连接器的另一侧。底物堆积和以前一样。图13显示了模拟的远端串音(ext)和近端串音(NEXT)。