【導讀】本文首先闡述汽車連接器麵臨的電信號和物理應用與製造需求
，然後介紹 JAE Electronics defudonglianjieqi，shejirenyuankeyiyonglaimanzuzhexiexuqiu。wenzhongbaokuoguanyugaosutongxinbiaozhunjiheshidelianjieqixuanzeyuyingyongdeyixiejutineirong，bingjiuruhezhendui 10GBASE-T1 和 PCI Express 第 3 版 (PCIe 3.0) 等汽車高速通信協議選擇連接器給出了指導。

汽車係統設計人員需要仔細選擇和使用連接器，確保連接器在極端溫度和濕度
、汙染及振動環境中仍具有可靠的物理和電氣性能。隨著汽車變成強大的“裝上車輪的電腦”，滿(man)足(zu)和(he)維(wei)持(chi)汽(qi)車(che)性(xing)能(neng)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)要(yao)求(qiu)正(zheng)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)。連(lian)接(jie)器(qi)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)在(zai)更(geng)狹(xia)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)內(nei)處(chu)理(li)更(geng)多(duo)傳(chuan)輸(shu)線(xian)，通(tong)信(xin)速(su)度(du)達(da)每(mei)秒(miao)數(shu)千(qian)兆(zhao)
，以(yi)滿(man)足(zu) 10GBASE-T1 和 PCI Express 第 3 版 (PCIe 3.0) 等標準。

更(geng)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)是(shi)，汽(qi)車(che)公(gong)司(si)對(dui)產(chan)量(liang)的(de)需(xu)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao)，因(yin)此(ci)電(dian)子(zi)裝(zhuang)配(pei)公(gong)司(si)需(xu)要(yao)借(jie)助(zhu)高(gao)速(su)裝(zhuang)配(pei)機(ji)器(qi)才(cai)能(neng)跟(gen)上(shang)步(bu)伐(fa)。然(ran)而(er)
，要(yao)在(zai)保(bao)持(chi)高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)良(liang)率(lv)的(de)同(tong)時(shi)準(zhun)確(que)地(di)布(bu)置(zhi)連(lian)接(jie)器(qi)，以(yi)保(bao)證(zheng)日(ri)後(hou)的(de)配(pei)接(jie)中(zhong)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)
，實(shi)則(ze)很(hen)難(nan)。

浮動觸頭連接器的物理和電氣性能穩固，能夠吸收自動裝配過程中發生的位移或錯位
，可以借助這種連接器來應對這些挑戰。

本文首先闡述汽車連接器麵臨的電信號和物理應用與製造需求，然後介紹 JAE Electronics defudonglianjieqi，shejirenyuankeyiyonglaimanzuzhexiexuqiu。wenzhongbaokuoguanyugaosutongxinbiaozhunjiheshidelianjieqixuanzeyuyingyongdeyixiejutineirong，bingjiuruhezhendui 10GBASE-T1 和 PCI Express 第 3 版 (PCIe 3.0) 等汽車高速通信協議選擇連接器給出了指導。

高速通信協議簡述

10GBASE-T1 是萬兆以太網 (10 GbE) 係列標準之一，支持 10 Gbps 的以太網幀傳輸速率。10GBASE-T1 是一種“汽車以太網”解決方案，使用雙絞線電纜
，傳輸距離最長 15 m。10 Gbps 的數據吞吐率是目前最快的汽車通信標準，可以支持自動駕駛等應用。

PCIe 3.0 是另一種高速串行計算機擴展總線標準，傳輸速率高達 8 GTps。在一個高端“x16 通道”實現方案中

，8 GTps 相當於總數據傳輸速率 126 Gbps。

該(gai)技(ji)術(shu)一(yi)直(zhi)用(yong)作(zuo)個(ge)人(ren)計(ji)算(suan)機(ji)中(zhong)的(de)高(gao)速(su)總(zong)線(xian)，現(xian)在(zai)則(ze)瞄(miao)準(zhun)了(le)未(wei)來(lai)的(de)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)
，因(yin)為(wei)硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)保(bao)證(zheng)發(fa)送(song)的(de)數(shu)據(ju)包(bao)能(neng)夠(gou)到(dao)達(da)預(yu)定(ding)目(mu)標(biao)位(wei)置(zhi)。這(zhe)使(shi)得(de)適(shi)合(he)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)的(de)高(gao)度(du)可(ke)靠(kao)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi)。

汽車高速通信用連接器

gaosutongxinxieyixuyaogaozhiliangdelianjieqi，bujinbixutigongwengukekaodelianjie，yiquebaochusedexinhaowanzhengxing，erqiezaiduoniandeshiyongguochengzhonghaibixunenggouxiangduirongyididuankaihezhongxinlianjie。lianjieqihaibixunenggouzaijiaoxiaojianjuneirongnaxuduoyinjiaohechazuo，yiquebaotijixiaoqiaoqiezhichiduotongdaolianjie。

例如，JAE Electronics 的 MA01 係列
，就是支持 10GBASE-T1 和 PCIe 3.0 等高速通信協議的現代連接器。該係列連接器具有軋製表麵觸頭和兩點接觸結構等特點，即使在汽車應用中常見的振動
、衝擊和極端溫度條件下也能確保機械和電氣連接牢固（圖 1）。

圖 1：MA01 係列連接器為兩點接觸連接器
，有助於在衝擊和振動期間保持電氣連續性。（圖片來源：JAE Electronics）

MA01 係列連接器的堆疊高度為 8 至 30 mm 不等（圖 2），支持 10 GBASE-T1 和 PCIe 3.0 所要求的 8 Gbps 傳chuan輸shu速su度du，是shi汽qi車che板ban對dui板ban數shu字zi控kong製zhi單dan元yuan等deng應ying用yong的de理li想xiang選xuan擇ze。該gai係xi列lie連lian接jie器qi具ju有you低di插cha入ru力li和he拔ba出chu力li的de特te點dian，並bing且qie包bao括kuo防fang誤wu接jie插cha鍵jian。該gai係xi列lie連lian接jie器qi具ju有you -40 至 125°C 的寬工作溫度範圍。

圖 2：MA01 係列連接器的堆疊高度為 8 至 30 mm。（圖片來源：JAE Electronics）

該係列中的一個示例是 MA01F030VABBR300。此款連接器是一種汽車級、高速傳輸
、板對板連接器。它有 30 個針位，間距為 0.635 mm，主體尺寸為 20.925 x 8.8 x 12.3 mm。觸頭由銅合金製成，包覆 0.1 µm（最小值）的鍍金層。此款連接器的電氣規格為：額定電流 0.5 A，額定電壓 50 VAC。其設計可承受多達 100 次配接。

MA01F030VABBR300 設計與 MA01R030VABBR600 配接，形成高速汽車應用的板對板連接（圖 3）。

圖 3：MA01F030VABBR300（底部）有 30 個針位，與 MA01R030VABBR600 配接，實現穩固可靠的高速板對板連接。（圖片來源：JAE Electronics）

克服裝配挑戰

大(da)批(pi)量(liang)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)製(zhi)造(zao)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)裝(zhuang)配(pei)技(ji)術(shu)。然(ran)而(er)，用(yong)於(yu)這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)的(de)自(zi)動(dong)貼(tie)裝(zhuang)機(ji)存(cun)在(zai)機(ji)械(xie)方(fang)麵(mian)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)。這(zhe)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)元(yuan)器(qi)件(jian)定(ding)位(wei)出(chu)現(xian)公(gong)差(cha)。雖(sui)然(ran)輕(qing)微(wei)的(de)位(wei)置(zhi)誤(wu)差(cha)很(hen)常(chang)見(jian)，對(dui)有(you)源(yuan)和(he)無(wu)源(yuan)元(yuan)器(qi)件(jian)而(er)言(yan)都(dou)不(bu)是(shi)問(wen)題(ti)，但(dan)在(zai)配(pei)接(jie)多(duo)針(zhen)位(wei)、細xi間jian距ju的de連lian接jie器qi時shi，這zhe種zhong誤wu差cha可ke能neng會hui造zao成cheng問wen題ti。另ling外wai
，典dian型xing的de連lian接jie器qi並bing沒mei有you一yi個ge平ping坦tan表biao麵mian供gong貼tie裝zhuang機ji真zhen空kong吸xi嘴zui精jing準zhun貼tie合he
，這zhe使shi得de上shang述shu問wen題ti變bian得de更geng加jia複fu雜za。

引腳與引腳之間的典型間距不到 1 mm，因此，在配接連接器時
，不需要太多的錯位就能導致觸頭損壞。

為了克服這個問題，JAE 的 MA01F030VABBR300 采用浮動觸頭技術，允許在 X 和 Y 方向上移動 ±0.5 mm。這zhe種zhong浮fu動dong可ke以yi糾jiu正zheng自zi動dong化hua機ji器qi在zai安an裝zhuang過guo程cheng中zhong造zao成cheng的de位wei移yi或huo錯cuo位wei。這zhe些xie連lian接jie器qi帶dai有you可ke拆chai卸xie端duan蓋gai
，可ke使shi貼tie裝zhuang機ji真zhen空kong吸xi嘴zui牢lao固gu貼tie合he。在zai連lian接jie器qi安an裝zhuang之zhi前qian，端duan蓋gai還hai能neng防fang止zhi較jiao大da碎sui屑xie進jin入ru配pei接jie區qu（圖 4 和圖 5）。

圖 4：MA01F030VABBR300 是此 MA01 連接的下半部分，采用浮動觸頭技術，允許在 X 和 Y 方向上移動 ±0.5 mm。這有助於糾正裝配過程中的位移或錯位。（圖片來源：JAE Electronics）

圖 5：MA01 係列帶有可拆卸端蓋，使貼裝機真空吸嘴能夠牢固貼合。（圖片來源：JAE Electronics）

板對板連接器的母頭側，即 MA01R030VABBR600
，是一款固定式連接器，因為隻有連接的一側需要浮動以適應貼裝位置公差。

MA01 係xi列lie連lian接jie器qi的de另ling一yi個ge特te點dian是shi可ke以yi清qing楚chu地di看kan到dao連lian接jie器qi與yu印yin刷shua電dian路lu板ban相xiang接jie處chu的de焊han點dian，使shi得de裝zhuang配pei過guo程cheng更geng輕qing鬆song。傳chuan統tong連lian接jie器qi通tong常chang會hui隱yin藏zang這zhe些xie焊han點dian，使shi檢jian查zha變bian得de困kun難nan，並bing帶dai來lai使shi用yong中zhong發fa生sheng故gu障zhang的de風feng險xian（圖 6）。

圖 6：MA01 係列中的一款側裝式連接器表明，該設計可以輕鬆檢查連接器與印刷電路板相連的焊點質量。（圖片來源：JAE Electronics）

確保無故障配接

MA01 係列的浮動連接器技術在補償貼裝位置誤差時很有用，但手動將連接器夾在一起時
，可能出現更大的錯位。在“盲目”地di將jiang分fen別bie包bao含han兩liang半ban連lian接jie器qi的de頂ding部bu和he底di部bu印yin刷shua電dian路lu板ban放fang在zai一yi起qi時shi，通tong常chang會hui出chu現xian這zhe種zhong錯cuo位wei，脆cui弱ruo的de觸chu頭tou很hen容rong易yi因yin此ci而er錯cuo位wei。更geng糟zao糕gao的de是shi，即ji使shi在zai此ci過guo程cheng中zhong觸chu頭tou損sun壞huai，仍reng可ke能neng感gan覺jiao連lian接jie器qi已yi正zheng確que完wan成cheng配pei接jie。這zhe種zhong錯cuo位wei在zai X 和 Y 水平方向上都可能發生。

JAE 連接器含有防止誤接的導柱，即使在配接過程中連接器 X 和 Y 兩個方向或其中一個方向發生明顯錯位，導柱也能予以糾正。導柱模塑至連接器主體中
，引導連接器的兩半進入正確的接合位置（圖 7
、圖 8 和圖 9）。

圖 7：當在 X 方向錯位時，JAE Electronics MA01 係列的導柱將連接器的上半部分引導至垂直方向。（圖片來源：JAE Electronics）

圖 8：在 Y 方向

，導柱防止錯位過大，避免損壞觸頭。（圖片來源：JAE Electronics）

圖 9：當兩片電路板放在一起進行連接器盲插時
，導柱可以補償多達 1 mm 的水平錯位。（圖片來源：JAE Electronics）

完成配接後
，連接器的浮動觸頭功能使其能夠吸收汽車應用中常見的衝擊和振動，杜絕損壞觸頭的風險。

高速連接器選型

shejigaosutongxinxitongxiangdangjishou。shenzhizaishejirenyuankaishikaolvtedinglianjieqidexinhaowanzhengxingzhiqian，xiangguandeyinshuadianlubanbujujiubixukaolvmubiaozukanghegaosuchafenxinhaotongdaodebuxiandengyinsu，yixianzhichuanraohesunhao。danshi，jiarushejirenyuanyijingkaolvdaolezhexieheqitaguanjiandeshejiyinsu，namelianjieqijiukeyizaixitongdezuizhongdaikuan
、原始數據吞吐率和信號完整性方麵發揮重要作用。

選(xuan)擇(ze)高(gao)速(su)連(lian)接(jie)器(qi)時(shi)，首(shou)先(xian)要(yao)明(ming)確(que)所(suo)需(xu)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)的(de)最(zui)大(da)帶(dai)寬(kuan)。如(ru)果(guo)連(lian)接(jie)器(qi)不(bu)能(neng)處(chu)理(li)協(xie)議(yi)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)
，那(na)麼(me)設(she)計(ji)高(gao)速(su)運(yun)行(xing)的(de)係(xi)統(tong)並(bing)無(wu)意(yi)義(yi)。一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)挑(tiao)選(xuan)符(fu)合(he)相(xiang)關(guan)協(xie)議(yi)標(biao)準(zhun)的(de)認(ren)證(zheng)連(lian)接(jie)器(qi)。這(zhe)樣(yang)
，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)就(jiu)可(ke)以(yi)確(que)信(xin)連(lian)接(jie)器(qi)經(jing)過(guo)專(zhuan)門(men)設(she)計(ji)，可(ke)保(bao)證(zheng)最(zui)大(da)吞(tun)吐(tu)率(lv)和(he)帶(dai)寬(kuan)。

符合標準的連接器也會具有相關高速協議的目標阻抗（通常為 50 Ω）。其他選型考慮因素（如連接器的製作材料、電路板安裝方式和尺寸等）也很重要，但對信號完整性的影響較小。

雖sui然ran經jing過guo合he規gui認ren證zheng的de連lian接jie器qi能neng夠gou獲huo得de設she計ji人ren員yuan的de信xin任ren，但dan需xu要yao在zai與yu生sheng產chan項xiang目mu布bu局ju類lei似si或huo相xiang同tong的de測ce試shi印yin刷shua電dian路lu板ban上shang對dui入ru圍wei的de連lian接jie器qi進jin行xing測ce試shi，這zhe一yi點dian很hen重zhong要yao。單dan純chun地di提ti供gong規gui格ge書shu或huo閉bi門men測ce試shi連lian接jie器qi都dou不bu能neng發fa現xian實shi際ji使shi用yong中zhong可ke能neng出chu現xian的de信xin號hao完wan整zheng性xing問wen題ti。在zai原yuan型xing組zu件jian上shang進jin行xing測ce試shi
，能neng夠gou清qing楚chu地di映ying射she信xin號hao反fan射she和he/或失真問題。

確定連接器信號完整性的關鍵指標是 S 參數和眼圖。S 參can數shu表biao示shi頻pin域yu中zhong的de信xin號hao回hui波bo和he插cha入ru損sun耗hao。測ce量liang這zhe些xie參can數shu時shi
，應ying將jiang工gong作zuo電dian路lu中zhong設she有you連lian接jie器qi與yu移yi除chu連lian接jie器qi後hou的de結jie果guo進jin行xing比bi較jiao
，以yi評ping估gu其qi對dui信xin號hao完wan整zheng性xing的de影ying響xiang。

示波器生成的眼圖展示了數字域中的電路性能。它是直觀展示損耗、串擾、碼間幹擾 (ISI) 和誤碼率的標準方法。同樣，應在設有和移除連接器後的兩種情況下進行測試，以確定其對信號完整性的影響。

總結

對(dui)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)而(er)言(yan)，一(yi)方(fang)麵(mian)要(yao)滿(man)足(zu)汽(qi)車(che)板(ban)對(dui)板(ban)連(lian)接(jie)器(qi)嚴(yan)苛(ke)的(de)物(wu)理(li)和(he)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)

，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)要(yao)避(bi)免(mian)連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)高(gao)速(su)自(zi)動(dong)裝(zhuang)配(pei)過(guo)程(cheng)中(zhong)由(you)於(yu)定(ding)位(wei)不(bu)精(jing)準(zhun)和(he)錯(cuo)位(wei)公(gong)差(cha)而(er)損(sun)壞(huai)

，因(yin)而(er)麵(mian)臨(lin)極(ji)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu) JAE Electronics 的 MA01 係列連接器來克服這些挑戰。

如前所述，MA01 連lian接jie器qi符fu合he多duo千qian兆zhao位wei通tong信xin協xie議yi

，並bing且qie插cha入ru和he斷duan開kai阻zu力li小xiao，是shi一yi種zhong穩wen固gu可ke靠kao的de解jie決jue方fang案an。此ci外wai，該gai連lian接jie器qi的de設she計ji也ye兼jian顧gu到dao了le快kuai速su裝zhuang配pei。可ke拆chai卸xie端duan蓋gai、浮動連接器和導柱等特性容許電路板安裝和板對板盲接有更大的公差，消除了錯位和損壞觸頭的風險。

(來源：作者：Steven Keeping)

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