隨著數(shù)據(jù)傳輸率的提高，信號(hào)頻寬不斷增加，信號(hào)上升沿時(shí)間繼續(xù)減小。頻寬越寬，上升沿時(shí)間越短則信號(hào)完整性問題越突出，我們看看連接器面臨怎么樣的高速串聯(lián)信號(hào)的應(yīng)用挑戰(zhàn)。

由于網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，如在線視頻租賃的蓬勃興起（據(jù)統(tǒng)計(jì)在線視頻租賃占據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸量的50%），電子工業(yè)總存在提速的需求，每?jī)赡陻?shù)據(jù)傳輸量率就要翻一翻, 這不見體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的傳輸主線也反映在芯片的吞吐量。

為了適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸不斷提速的需求，每個(gè)高速串聯(lián)協(xié)議，如PCIe, SATA, SAS, Ethemet, USB,和Infiniband都采用每更新一代傳輸率增加一倍的技術(shù)路線。如果你去年應(yīng)對(duì)2.5Gb/s, 那你今年就要準(zhǔn)備好去挑戰(zhàn)5Gb/s.

理想的高速傳輸通道很難設(shè)計(jì)的原因之一是電磁波信號(hào)與導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)的互動(dòng)的這一根本屬性，換句話說(shuō)，是由于麥克斯韋方程所致。

隨著數(shù)據(jù)傳輸率的提高，信號(hào)頻寬不斷增加，信號(hào)上升沿時(shí)間繼續(xù)減小。信號(hào)完整性問題越突出，特別是對(duì)于連接器這種結(jié)構(gòu)的元件來(lái)說(shuō)---連接器的結(jié)構(gòu)注定無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳輸通道的連續(xù)性。

幸運(yùn)的是，連接器不長(zhǎng)，故電磁波在連接器體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱量的損耗不大，但是連接器引起的另外3大基本問題卻可能甚為嚴(yán)重，這些問題是由于不阻抗連續(xù)引起的回波損耗，來(lái)自別的通道的串?dāng)_和由于非對(duì)稱性產(chǎn)生的共模轉(zhuǎn)換.

我們用一個(gè)重要的參數(shù)來(lái)描述由于阻抗不連續(xù)引起多少信號(hào)被反射，這個(gè)參數(shù)被稱為反射系數(shù)或回波損耗，這是反射信號(hào)與入射信號(hào)的比例，常用dB表示，下圖是回波損耗及其他常見的連接器高速信號(hào)指標(biāo)的示例。

有圖可見，頻率增加回波損耗增大，那多大的回波損耗可接受呢？當(dāng)回波損耗大于大約-13dB時(shí)，反射信號(hào)開始影響被傳輸?shù)男盘?hào)，這是用于定義連接器頻寬的常用規(guī)格。

設(shè)計(jì)制造較高頻率的連接器，不僅僅要考慮連接器還要考慮與連接器連接的PCB導(dǎo)線及焊接連接器的焊盤。你不僅要優(yōu)化連接器的結(jié)構(gòu)還要考慮包括整個(gè)與連接器連接的引線部分。

串?dāng)_是關(guān)于使差分對(duì)的信號(hào)遠(yuǎn)離另一差分對(duì)的電磁場(chǎng)，不幸的是，連接的高密度化趨勢(shì)是串?dāng)_的問題更為嚴(yán)重。

方案之一是在信號(hào)pin的兩側(cè)增加地線的回路pin或地線板。近端串?dāng)_系數(shù)和遠(yuǎn)端串?dāng)_系數(shù)是描述通道間串?dāng)_的指標(biāo)。

在高速串聯(lián)應(yīng)用領(lǐng)域里最后一個(gè)要盡量避免的現(xiàn)象是共模轉(zhuǎn)換。當(dāng)我們?cè)诟哳l通道傳輸差分信號(hào)時(shí)，若差分信號(hào)對(duì)存在任何不對(duì)稱(現(xiàn)實(shí)中不可能完全對(duì)稱)的因素，這種不對(duì)稱的部分會(huì)轉(zhuǎn)換成共模信號(hào)。

結(jié)果是部分差分信號(hào)損失，損失的能量部分被輻射部分在信號(hào)通道游蕩成為接收端的雜音。

最常見的共模非對(duì)稱性是差分對(duì)間的時(shí)延差。例如，在28Gb/s的頻道，單位間隔是36皮秒。對(duì)整個(gè)通道來(lái)說(shuō)，差分對(duì)間的時(shí)延差不應(yīng)超過單位間隔的15%，即不應(yīng)超過5皮秒---這大致相當(dāng)于0.75mm的長(zhǎng)度，但能分配給連接器的只有很小一部分。

信號(hào)完整性僅僅是連接器設(shè)計(jì)要考慮的一方面，還有長(zhǎng)期穩(wěn)定性的要求，工藝性的要求，插拔力的要求，載流能力(承受電流大小)的要求，空間密度的要求，焊接爐溫的要求，甚至PCB焊盤的要求。摩爾定律的存在使連接器高頻方面的設(shè)計(jì)像打地鼠一樣，沒法做到一勞永逸，一個(gè)連接器的指標(biāo)改善好，可能另一個(gè)指標(biāo)的問題更嚴(yán)重！

鑒于高速連接器產(chǎn)業(yè)目前的狀況及發(fā)展趨勢(shì)，高速連接器的廠家不得不尋求優(yōu)越的信號(hào)完整性的工程技術(shù)力量或成立自己的高速信號(hào)團(tuán)隊(duì)。

在高端連接器產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，廠商要結(jié)合客戶的pcb來(lái)優(yōu)化高速連接器的性能。為了提升競(jìng)爭(zhēng)力，有不少連接器廠家大力強(qiáng)化信號(hào)完整性的工程力量來(lái)協(xié)助客戶解決高速傳輸?shù)膯栴}。

當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸率高于5Gb/s, 連接變得并不簡(jiǎn)單，要實(shí)現(xiàn)可接受的傳輸性能，在設(shè)計(jì)的開始要對(duì)信號(hào)完整性問題給予充分的重視.