在連接器上增加EMI屏蔽,可以有效避免電磁噪聲引發的問題。
通過在連接器上實施屏蔽措施,可以顯著提升其電磁兼容性,從而有效應對電磁噪聲的干擾。
隨著從智能手機、醫療設備到汽車等設備處理的數據量越來越大,各類電子設備的信號速度也越來越快。
電磁干擾(EMI)是一種由內部或外部來源在電網中產生的不需要的噪聲。設備自身內部數字定時信號或電子元件產生的 EMI 可能會導致同一系統內的其他元件發生故障。這就是系統內部電磁兼容(EMC)問題。
在設計高性能電子設備時,設計工程師常面臨電磁干擾(EMI)的挑戰,尤其是在那些安裝了高密度電子元件的設備中。當這些設備使用互連(或連接器)時,通常需要對這些連接器進行EMI屏蔽,以防止電磁噪聲造成問題。
連接器不會產生任何電磁干擾(EMI),從而避免了對外界造成電氣噪聲。
EMI通常通過兩種路徑傳播
1.輻射干擾:
它發生在高頻信號在導電表面(或導線、印刷電路板(PCB)軌跡)上傳輸時產生的時變電磁場。這個電磁場會向外輻射,并能在距離該表面一定距離的地方被探測到。輻射源與相鄰表面(或導線、PCB軌跡)之間的距離越短,能夠探測到的耦合場就越大。由于靠近的表面是導電的,電壓和電流將會由電磁場感應產生。解決這個問題通常需要屏蔽外殼、電纜和連接器。如果系統的任何部分沒有屏蔽,那么它將成為一個輻射EMI泄漏的源頭。
2.傳導干擾:
發生在電路中故意或非故意的信號通過導體(例如導線或印刷電路板(PCB)軌跡)直接從一個地方傳輸到另一個地方,從而干擾目標電路或設備的正常運行。輸入電源線就是傳導干擾的一個例子。在這種情況下,采用線路濾波器、電容器網絡以及類似方法來將預期的電壓信號與干擾電壓分離(或調節)。
采用EMI減緩技術通過納入適當的接地結構和覆蓋層來消除連接器中的電磁噪聲。這包括信號接觸尾部的安裝位置以及金屬屏蔽。在配備無線通信功能(如Wi-Fi、GPS和LTE)的高性能電子設備中,廣泛使用帶有屏蔽的微型同軸、微型射頻、板對板以及FFC/FPC連接器來防止EMI。
該圖顯示了有信號干擾和無信號干擾時連接器和電纜的距離。I-PEX 的 ZenShield 通過適當的接地結構和蓋子消除了來自連接器的電磁噪音。
360°屏蔽設計不僅阻止了源自插頭和插座接觸點的電磁噪聲輻射,也防止了信號端子的板安裝部分(SMT位置)的輻射。此外,當連接器配對并正確接地時,插頭和插座的屏蔽層在多個點連接。這確保了為連接器金屬屏蔽層中產生的電流提供了充足的接地返回路徑,并有助于抑制屏蔽層電磁噪聲的發射。
三種連接器設計特點可有效緩解電磁干擾
整個連接器,包括插頭和插座、板安裝部分(SMT位置)以及信號端子的接觸部分,都應采用360°全方位屏蔽覆蓋。
插頭與插座之間的屏蔽接口應在多個點上有效地連接。
連接器屏蔽層與電路板之間的接口應在電路板上的多個點妥善接地,以改善接地返回路徑。
有了這些設計特性,連接器本身就能顯著降低電磁干擾。連接器屏蔽技術允許連接器靠近敏感子系統(如無線通信的發射/接收天線),從而為設計工程師的電路板設計提供了更大的靈活性。
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