前言

Samtec的工程師和技術支持人員一直會接到許多關于連接器的各類問題，涵蓋提升可制造性的方法、連接器測試流程、如何選擇合適的連接器、哪種鍍層選項最適合特定連接器，以及 電磁干擾 （EMI）屏蔽與連接器的搭配應用等。

我們整理了一份關于EMI屏蔽與連接器的常見問題清單。以下是四個關于 EMI屏蔽與連接器的問題 ，遠非全面且權威的完整清單，只希望可以拋磚引玉，引起大家的思考和討論。

接下來就讓我們一同逐一了解……

【Q1：屏蔽連接器和電纜組件是否有助于減少電子產(chǎn)品的輻射并提升其抗干擾能力？】

是的 ，它們能夠起到幫助作用， 在某些情況下甚至能帶來顯著改善 。

具有 周期性開關特性的信號 （例如時鐘線路信號）是典型的噪聲源。如果這類信號源產(chǎn)生的能量耦合到穿出屏蔽外殼的電纜上，該電纜就會像手機天線輻射信號那樣（盡管輻射效率較低）， 將耦合到的噪聲輻射出去 。

在電纜外部 加裝屏蔽層 （并對屏蔽層進行正確端接），可大幅降低輻射發(fā)射。對于外殼內(nèi)部的 板對板連接器 ，情況與此類似，不同之處在于 輻射發(fā)射發(fā)生在外殼內(nèi)部 ，因此在EMI測試過程中，這類輻射發(fā)射可能被觀察到，也可能無法顯現(xiàn)。

【Q2：使用板對板連接器時，減少EMI的最佳實踐有哪些？】

在回答這個問題之前，需要先明確幾個前提假設：

·

l 我們主要關注的是數(shù)據(jù)速率在kbps至Gbps范圍內(nèi)的數(shù)字應用場景，而非低頻模擬（音頻）應用場景。

l 我們討論的是Samtec SEAM/SEAF系列或QSE/QTE系列等 開放式針腳布局連接器 ，而 非用于板對板應用場景的同軸射頻（RF）連接器 。

l 這些連接器是整體互連系統(tǒng)的組成部分，該系統(tǒng)可能包含PCB。

了解板對板系統(tǒng)中的輻射機制或主要EMI輻射源至關重要。一個形象且有效的類比是： 將PCB接地平面視為微帶貼片天線的組成元件 。

連接器兩端產(chǎn)生的 任何縱向電壓差 ，都會作為電壓源 驅(qū)動PCB接地平面 ，這與饋電元件驅(qū)動微帶貼片天線的原理類似。這一模型是適用于 低頻（50兆赫茲至100兆赫茲以上） 場景的近似表述；在 更高頻率下 ，輻射系統(tǒng)會更為復雜，但相關的最佳實踐仍然適用。

要最大限度降低連接器兩端的縱向電壓差，需盡可能 減小信號返回路徑的自部分電感 。為確保我們對關鍵術語的理解一致，以下對幾個術語進行說明：

l 回路電感 ：是唯一“真實存在” 且可測量的電感。

l 自部分電感 ：是一種實用的數(shù)學概念，可通過計算得出，但無法直接測量。

l “自（Self）” ：指我們僅關注由回路中單根導體產(chǎn)生的磁通量。

l “部分（Partial）” ：指我們僅關注路徑中的某一段，具體而言，是指兩塊PCB之間的那一段路徑。

帶有可選屏蔽功能的Samtec Micro Rugged LSHM連接器

要最大限度降低連接器兩端的自部分電感 ，可遵循以下通用原則：

l 板對板堆疊 高度越小越好 。

l 通過在信號針腳區(qū)域中 集成接地針腳 （接地針腳與信號針腳比例為1:1），盡量 減小連接器的回路面積 。

l 采用寬而扁平的導體作為信號返回路徑；專用平面作為信號回流路徑的效果優(yōu)于引腳。

l 盡可能 降低信號與接地圖形的特性阻抗 。

若僅考慮EMI問題， 板對板連接器應具備極低的特性阻抗 （小于1歐姆）。信號電流與返回電流采用 平面分布方式 ，可使連接器兩端的自部分電感最小，同時實現(xiàn)最低的EMI水平。但這并非實用的指導原則，因為數(shù)據(jù)傳輸要求決定了 連接器的特性阻抗需與系統(tǒng)阻抗（通常為50歐姆）實現(xiàn)緊密匹配 。

適用于降低板對板連接器EMI的物理原理， 同樣也適用于PCB 。信號返回路徑出現(xiàn)中斷（例如接地平面存在分割），會導致返回路徑的自部分電感急劇增加，進而可能引發(fā)EMI問題。

電子產(chǎn)品的最佳EMI防控策略需綜合考慮多個方面， 包括PCB 設計（疊層結構與電路布局）、連接器選型、信號返回路徑管理（接地處理）、電源濾波（去耦/電源完整性（PI）設計），以及邏輯器件選型（重點關注擴頻時鐘技術與信號邊沿整形技術的應用） 。

【Q3：與Samtec Q系列（Q-Series?）產(chǎn)品相比，Samtec Q2?系列產(chǎn)品的屏蔽性能如何？】

首先，我們來解釋Q系列與Q2系列產(chǎn)品的區(qū)別：

l Q系列是一款高速連接器系統(tǒng)，自帶集成接地平面（該平面也可作為電源平面使用）；

l Q2系列產(chǎn)品是第二代連接器系統(tǒng)，與Q系列產(chǎn)品類似， 但采用了更堅固、耐用的設計 ；

l Q2系列產(chǎn)品 可選擇配備EMI屏蔽功能 。

帶有可選屏蔽功能的Samtec Rugged Q2 連接器系統(tǒng)

測試結果顯示，在1-4 GHz頻率范圍內(nèi)，Q2系列屏蔽連接器的性能比Q系列非屏蔽連接器 提升了10-20 dB ；在4-10 GHz頻率范圍內(nèi)，性能提升了 0-10 dB 。

Samtec EMI測試實驗室

這是一項對比測試，測試中將帶屏蔽功能的Q2系列連接器的輻射場與無屏蔽功能的Q系列連接器的輻射場進行了比較。要使測試結果具有參考價值，關鍵在于兩次測試的測試裝置和測試板上的所有變量都必須保持一致。全波仿真結果表明， 在1-10GHz頻率范圍內(nèi)，Q2系列屏蔽連接器的性能比Q系列非屏蔽連接器提升了約10 dB 。

【Q4：Samtec連接器是否符合美國聯(lián)邦通信委員會的B類EMI要求？

不符合。美國聯(lián)邦標準要求對計算機等有源電子系統(tǒng)進行EMI合規(guī)性測試（例如《FCC 47 CFR 第15部分》《EN55022標準》等）。

雖然無源元件會對整個系統(tǒng)級的EMI性能產(chǎn)生影響，但無法直接對連接器、電纜組件、電阻器或螺栓進行EMI合規(guī)性測試。

請聯(lián)系Samtec中國的技術團隊，我們將不遺余力提供解決方案的支持。