高速數位訊號及數據通信中的射頻互連(上篇)

英飛暢 發佈 2020-08-28T07:38:35+00:00

但凡涉及高速數位訊號的應用,信號傳輸質量必然是關鍵要素,而此類應用所使用的眾多電子產品均採用高速射頻互連技術。



但凡涉及高速數位訊號的應用,信號傳輸質量必然是關鍵要素,而此類應用所使用的眾多電子產品均採用高速射頻互連技術。射頻互連可作為設備之間相互連接的完整路徑,射頻互連結構包括同軸線纜組件、微帶傳輸線,以及配備射頻連接器、轉接頭及衰減器的波導。眾多的無線通信系統需要使用大量的射頻互連路徑,以實現諸如敏感傳感器模塊的連接、射頻模塊與天線的連接,以及聯網設備之間的連接。隨著射頻硬體的數字化程度越來越高,越來越多的應用需要在射頻硬體之間的數據傳輸中使用高速數位訊號。除此之外,最新的高速數位技術也需要在連接器接口、布線和晶片扇出結構中使用射頻同軸傳輸線和微帶(帶狀)傳輸線。

對於射頻通信系統及高速數字數據傳輸系統而言,要想發揮其最大性能,必須對互連技術、電路間互連以及電路設計多加重視。射頻互連件的工作頻率可高達數百吉赫(千兆位每秒),多用於通信設備、高性能計算及傳感器等各種高速數字應用。高速數位訊號所使用的射頻互連件種類繁多,例如BNC、CX/MMCX、SMT/SSMT、SMA/SSMA、SMB/SSMB、SMC/SSMC、TNC連接器,以及射頻轉接頭等。

時序即所有

信號時序與信號質量是高速數字設計中的重要概念。數字通信系統設計中關注的主要問題包括:其一,如何隔離更易影響其他信號、且同時更易受其他信號影響的高速信號;其二,如何通過保持信號完整性來確保信號能夠到達其目的地。在通信系統中,數位訊號需要經各種互連件從晶片傳輸至封裝體,再從封裝體傳輸至射頻電路板跡線,之後從跡線傳輸至高速連接器。在這當中,一旦傳輸路徑的源頭端或接收端發生任何電氣斷連,便會對信號時序和質量造成影響。

高速數字應用中的射頻互連還需要進行適當隔離,且需要具備防護電磁干擾的能力。因此,屏蔽和連接器質量的重要性不言而喻。此外,許多高速數字應用的互連密度較高,間距較小,因此經常使用推挽式連接器以及由多種射頻連接器組成的連接器套件,這類套件中的連接器常見有彈簧針式連接器和卡合式連接器。還需要注意的重要一點是,要想減小不同並行數位訊號之間的延遲,相應傳輸線的長度必須高度匹配。然而,鑒於高密度數位訊號路徑的複雜性,這一設計在實際應用中並不易實現。

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