討論連接器的部落格

USB介面的發明對人類來說簡直就是一件意義重大的事情，它實現了統一介面，同時還免去了大部分此前需要載入各種不同的驅動程式的煩惱。現在我們能想到的各種數碼設備比如鍵盤、滑鼠、隨身碟、硬碟、音箱、手機等等等都要通過USB connector來實現功能。另外更多的娛樂功能例如氛圍燈、小風扇之類也都需要通過USB介面來實現。更有甚者，還有能夠冰單瓶可樂飲料等的USB小冰箱。所以會有人感歎，再多的USB也不夠用。

自上個世紀90年代英特爾、IBM等行業巨頭聯合提出USB後，歷經了1.0、2.0兩個時代。隨後經過10多年的發展和完善，USB已經在傳送速率上取得重大進步。在驅動和作業系統的相容性方面，也提供用戶了更多的便利。隨著晶片技術的不斷發展，主機板上支援的USB數量越來越多，傳輸速率也更快。USB的快速和大規模的發展，也給工業化注入了動力。當然在工業環境中使用USB connector也有特殊的要求。

 隨著移動通訊設備、消費電子、汽車電子、醫療電子及航空、軍用等領域的的快速發展，全球連接器行業進入了黃金時期，亞太地區作為此類產品的主要生產出口國對於連接器產品的需求一直居高不下，因此也吸引了無數有眼光的海內外投資人聚集於此，集中各方資源，共同推動連接器產業的快速發展。

連接器的定義：
連接器（Connectcor），又稱介面、接外掛程式、接頭和插座等，主要是指電器連接器，即各類型電子元器件之間的連接器件，如單晶片與電路板、電路板與電路板、電路板與箱體之間的電流與電子信號的連接與傳輸用單元。

連接器的用途：
目前市場上大約有一萬餘種連接器型式，具體型號由各生產商各自訂有所不同，基本可以滿足目前電子連接領域的各種應用需求，連接器的使用可以有效提高電腦、外設、通訊、手機、一起、電視、數碼相機、遊戲機、音箱、電話、汽車、醫療器械、航空航太、軍工等多領域的民用與軍用產品的品質與產量，同時更好的節約生產成本，尤其是後期的售後服務維修階段，可以節省很大一筆開銷，因此極受各大生產商青睞。

連接器的分類：
連接器的分類方法有很多，根據不同的需求可以分成很多類型，在這裡主要介紹比較通用的四種分類方式：

1.    按連接器的層級劃分： 
一級：元件與封裝之間的連接（DEVICE TO PACKING）：即為IC CHIP與引腳的連接。
二級：封裝與基板之間的連接（COMPONENT LEAD TO CIRCCUITRY）：即為COMPONENT與PC板之間的互連。
三級：板對板的連接（Board To Board）：即為PC板與PC板之間的互連。
四級：子系統與子系統之間的連接（SUBASSEMBLY TO SUBASSEMBLY）。
五級：子系統與I/O板之間的互連（SUBASSEMBLY TO I/O PORT）。
六級：系統與系統之間的互連（SYSTEM TO SYSTEM）。

2.    按連接器的形狀劃分：
圓形連接器：連接器外觀呈圓筒狀，在殼體（SHELL）上有絕緣體和一個或多個接點（CONTACT）；
角形連接器：連接器外觀呈角圓形，在角筒狀的連接器殼體上有一個或多個接點與絕緣體，部分連接器附帶電纜，部分有保護罩；
印刷配線用連接器：外形呈長方形，連接器元件與端子配線採用焊接方式、包封、通孔的製作工藝，主要應用於印刷電路板之間或印刷電路板與電子設備元件間的連接；
高頻同軸連接器：應用於高頻同軸電纜間或高頻同軸電纜與電子設備間互連的連接器。

3.    按連接器的構造劃分：
一般連接器：通常情況下使用的一般室內用連接器；
耐溫、防水型連接器：應用於室外、高溫、多雨天氣的特殊連接器；
耐環境型連接器：具有耐高溫、耐振動性能的連接器，多用於航太與軍事領域；
密封型連接器；
耐火型連接器；
耐水壓型連接器：多應用於水電行業及深海作業。

4.    按連接器的用途劃分：
通信用連接器；
資訊用連接器；
民生用連接器；
航空用連接器；
軍用連接器等。

資訊來源：http://www.wisconn.com.tw/Portfolio-detail.aspx?N_Id=269

我們知道在電路中有層級之分，而不同級別的電路不在同一條線路上，所以需要有絕緣和隔離防止網路的電源造成信號干擾。另外，信號在傳輸的過程中也會遇到高頻信號噪音的干擾。因此隔離作用是帶線圈RJ45連接器的另一重要作用。

理論上來講，在信號傳輸的電路中，如果沒有帶線圈RJ45連接器，而是直接連接RJ45連接器並非不行。但是這種情況一般只存在於理論狀態下。因為在電路中，實際上存在很多的能量衰減和損耗，甚至還會有其他的一些電磁干擾的情況。如果直接連接的話，前段信號的強度很不理想，那麼在應用中就會出現傳輸丟包或者是傳輸距離太短而導致傳輸中斷。如果不同的網口電平不同的話，更是會直接影響傳輸的品質。另外帶線圈的RJ45連接器的優勢是直接將線圈整合到連接器中，一來成本並不是很高，二來還可以節省主機板的面積。

上文我們講到了到線圈的RJ45連接器的濾波功能。本文討論的是在部分特殊的應用系統中，需要通過使用帶線圈RJ45連接器實現阻抗變換的功能，從而實現系統阻抗匹配傳輸線路的阻抗。

“阻抗”二字非常簡單，就是電阻和電抗，其對應的典型原件就是電容和電感。因為電抗值是隨著頻率的變化而變化的，所以負載可能是電抗也可能是電阻。因此連接器的阻抗變換的目標就是實現電阻和電抗的匹配從而實現負載有最大的傳輸功率，網路兩端的接收和發射原件都可以提供效率和靈敏度。在實現這個功能上，帶線圈RJ45連接器的使用必不可少。

RJ45連接器是網路元件中應用量非常大的一個部件，我們常見的RJ45連接器往往都會帶有線圈。這些帶線圈RJ45連接器有很多作用，本文將來介紹它的常用功能之一濾波。

信號可以被當作是正弦波的組合，這些波形裡面有通訊所需要的，也有干擾和抑制的成分，因此要通過一定的手段讓需要的訊號正常通過，不需要的部分阻止通過。早期是通過一個電路來實現濾波功能的，因此叫做濾波電路。而隨後發展出了通過模擬電子電路來選擇訊號的成分而實現濾波。在網路通訊中，大量的信號通過通訊線纜傳輸，因而濾波就成了一道在剛看一開始就要考慮的問題，而組成切換式網路的重要部件的一個就是帶線圈RJ45連接器。

在上篇文章中我們談到了隔離變壓器+CMC和在此基礎上增加自耦變壓器連接Bob Smith線路的兩種帶線圈RJ45線路模式。在這篇文章中將繼續做出討論。

  帶線圈RJ45中隔離變壓器用於抑制電路中的電壓突波，CMC實現EMI抑制，而自耦變壓器接入特殊線路。在這基礎上，還可以在隔離變壓器+CMC上，在隔離變壓器的一側加入3線電感（3 wire choke）。這樣的線路模式一來可以通過3線電感來實現CMC功能，同時還可以增強自耦變壓器的功能。在放大電路的過程中差模訊號的電壓增益和共模訊號的增益比的絕對值上，共模訊號的抑制比更高，從而實現更好的共模抑制作用。而Bob Smith 線路的原理也頗為簡單，就是在類比訊號傳輸的時候，在傳輸線上加入一個75歐姆的電阻。通過電阻來消耗掉多餘的訊號，又可以接的到傳輸線產生EMI的問題。由於任何訊號都會產生三種回路，所以在不同速率的情況下所使用的傳輸線的陣列也會有所不同。千兆速率通常是4組線，而百兆只需要2組線。

我們平時常用的LAN接頭，通過安裝元件成為帶線圈RJ45後能發揮到LAN Filter的效能。將會有4種線路模式，發揮到兩種作用：一種是通過共模電感CMC起到抑制EMI噪音的作用，另外是通過3線電感匹配Bob Smith線路來實現抑制共模信號的作用。

  在電子設備中，只要使用了交流電作為供電電源，就難免會遇到各種各樣的EMI噪音。EMI會對電子設備的正常工作造成不好的影響。在通訊系統中，通常會在電源線和連接電纜上出現干擾。換個角度看，電子設備自身在運轉的時候也會相應的產生不同的EMI噪音干擾其他的電子設備。因此帶線圈的RJ45就應運而生了。帶線圈RJ45的思路就是透過隔離變壓器來防止電路中的高壓突波對晶片造成損壞，從而發揮保護作用。另一方面則是通過CMC抑制EMI噪音。在消除EMI上面，總體上遵循“接地、濾波和遮罩”三個原則。金屬外殼的RJ45往往發揮的是頻閉的作用，而帶線圈的EMI則是透過濾波的方式降低干擾。在設計的時候，有時候工程師會犯信號線接地，但是遮罩層不接地的錯誤。因此不能發揮正常的效能。

USB Connector自1996年誕生以來，以其強大的功能和超高的效率逐漸取代了串列和平行匯流排；甚至取代了蘋果桌面匯流排等。最終成為標準化的電腦週邊連接器，也實踐了其設計的初衷。現在，我們所能想到的外設設備，幾乎都離不開USB。就連一向在業內特例獨行的Apple和Sony都使用這種連接方式。

  除了提供資料連接，USB Connector同時還能夠發揮供電的作用，因此也逐漸取代了獨立的電源線，大大提升了移動產品的便攜性。

  常常會有朋友提出這樣的疑問，現在電腦或者電子設備小型化趨勢越來越明顯。在設計的時候往往發現，電腦已經可以設計到和一個標準USB介面一樣薄了，而龐大臃腫的USB介面是否還能有著繼續存在的價值和意義？今天我們就來簡要的回顧一下USB的發展史，並對這個問題做個解釋和展望。

  首先需要澄清的是，現在手機上最常使用的micro USB介面和逐漸成為主流的USB Type-C的尺寸相對來說都不算大。比起Thunderbolt等等專用介面來說，小型化的USB介面已經是相當優秀的了。那麼認為USB介面比較大的，應該是集中在最早期的Type A接頭上。因為到後期的Type B來說，介面已經比電纜線粗不了多少。