Come Selezionare un Connettore Backplane ad Alta Velocità

Questi SSD dovranno connettersi a un backplane per fornire un trasferimento dati ad alta velocità. Ecco come selezionare connettori backplane ad alta velocità per la tua unità montata su rack.

Una volta che la mia azienda ha ricevuto il suo primo lavoro su backplane, ho dovuto immergermi nei datasheet per assicurarmi che i segnali non venissero degradati eccessivamente durante la trasmissione. I connettori backplane ad alta velocità compaiono in una varietà di apparecchiature, ma sono più prominenti nelle apparecchiature di rete costruite con moduli daughterboard. Scegliere i connettori giusti farà tutta la differenza nell'integrità del segnale quando il tuo sistema sarà dispiegato.

Se stai cercando connettori backplane ad alta velocità, troverai una varietà di fattori di forma, conteggi di connessione e grafici di integrità del segnale nei datasheet. Per interfacce di rete e di calcolo ad alta velocità, come Ethernet multi-gig e PCIe, la tua migliore scommessa è guardare ai dati di integrità del segnale che sono riportati nei datasheet. Ecco cosa cercare e come interpretare questi dati mentre selezioni i connettori backplane.

Selezionare Connettori Backplane ad Alta Velocità

I connettori backplane ad alta velocità sono tipicamente progettati per accoppiarsi tra un connettore on-board verticale e un connettore on-board ad angolo retto per la scheda figlia, con coppie differenziali instradate tra i connettori. Alcuni connettori backplane ad alta velocità sono progettati come connettori a bordo. Quando si lavora con interfacce ad alta velocità, i segnali sono spesso instradati come coppie differenziali con un'impedenza differenziale definita; i connettori backplane ad alta velocità sono progettati per accomodare questo valore.

• Perdita di inserzione e perdita di inserzione. I datasheet dei connettori backplane ad alta velocità spesso citano metriche di integrità del segnale usando la perdita di inserzione a una specifica frequenza. Potresti vedere anche un grafico della perdita di ritorno corrispondente. Idealmente, la perdita di inserzione dovrebbe essere solo di un paio di dB fino alla larghezza di banda nominale. Potrebbero essere disponibili anche VSWR o parametri S.

• Impedenza. I connettori backplane ad alta velocità sono progettati per fornire un adattamento a una specifica impedenza fino alla larghezza di banda nominale (normalmente la frequenza di Nyquist per il tasso di dati rilevante, a seconda del tuo standard di segnalazione). Molti prodotti sono specificamente commercializzati per particolari standard di segnalazione (ad es., Ethernet), piuttosto che essere agnostici rispetto allo standard.

• Rumore di diafonia differenziale indotto. Questo è normalmente citato come una certa percentuale del livello di tensione del segnale aggressore per un specifico tempo di salita. Tempi di salita più brevi produrranno più diafonia differenziale. La diafonia differenziale ricevuta su una coppia vittima può anche essere mostrata come uno spettro in alcuni datasheet.

• Stile di montaggio. Molti connettori backplane ad alta velocità utilizzano il montaggio attraverso foro, sebbene siano disponibili connettori per montaggio superficiale (ad es., connettori a bordo).

• Valutazione della durabilità. Questo si riferisce al numero di cicli di inserzione/rimozione che il connettore è valutato per resistere. Molti connettori backplane ad alta velocità sono valutati per 200 cicli.

• Disposizione dei pin. Questo riguarda più che semplicemente il pinout, che influisce su come instraderai i segnali nel connettore. I connettori per backplane ad alta velocità intercaleranno connessioni di terra tra coppie di segnali per sopprimere il diafonia differenziale durante il funzionamento. Nota che, se richiedi una schermatura extra tra coppie differenziali, potresti collegare a terra alcune coppie di pin secondo necessità.

Non tutti i connettori sono interscambiabili. I produttori di connettori hanno progettato i loro connettori per accoppiarsi con specifici connettori che vendono, il che ti dà una certa flessibilità nel modo in cui disponi le tue schede. Infatti, la giusta combinazione di connettori non ti costringerà a conformarti al tipico backplane planare con routing ortogonale; una serie di schede può essere interconnessa ortogonalmente quando utilizzi coppie di connettori ad angolo retto.

Disposizione tipica dei connettori per backplane ad alta velocità per schede ortogonali.

Per quanto riguarda la diafonia differenziale, dovrai prestare attenzione a come viene testata la diafonia e a come i dati vengono riportati nei datasheet. La diafonia differenziale tra pin su un connettore per backplane ad alta velocità è misurata con una coppia differenziale come aggressore e tutte le altre coppie in un gruppo come vittime. Il valore più alto per la diafonia differenziale tra qualsiasi coppia di due può essere citato come il valore che trovi nel riassunto del prodotto su un datasheet. Fai attenzione a questo poiché dovresti cercare di limitare la diafonia differenziale il più possibile, sia nel connettore che sulla scheda.

Opzioni di Connettori per Backplane ad Alta Velocità

Due delle tre opzioni di connettori per backplane mostrate di seguito sono progettate per Ethernet multi-gigabit poiché questa è una necessità comune nell'attrezzatura di rete montata in rack. Altri connettori per backplane per interfacce ad alta velocità (ad es., PCIe) utilizzeranno un'impedenza diversa; assicurati di controllare il tuo connettore rispetto agli standard di segnalazione previsti per garantire la compatibilità. Ecco alcuni esempi di connettori che puoi trovare presso i principali distributori.

Tyco Electronics, 1934326-1

Il connettore per backplane ad alta velocità 1934326-1 di Tyco Electronics è un connettore press-fit (montaggio attraverso foro) che consente Ethernet con una velocità di trasmissione dati fino a 10 Gbps. La perdita di inserzione con questi connettori è mantenuta al di sotto di -2 dB fino a 10 GHz con una valutazione dell'impedenza differenziale di 100 Ohm (10 colonne, 5 coppie per colonna). La disposizione dei pin in questo connettore include contatti di terra sequenziati tra le coppie, il che aiuta a sopprimere la diafonia differenziale durante il funzionamento. La temperatura massima di esercizio per questi connettori è di 90 °C con una corrente nominale di 500 mA.

Connettore per backplane ad alta velocità 1934326-1 di Tyco Electronics, dal datasheet 1934326-1.

TE Connectivity, 2180828-2

Il connettore per backplane ad alta velocità 2180828-2 di TE Connectivity supporta una trasmissione dati Ethernet fino a 56 Gbps con un'impedenza di 100 Ohm e terminazione press-fit (montaggio attraverso foro). Il layout dei pin prevede 4 coppie per colonna (8 colonne) con schermatura di terra tra le coppie (56 posizioni di terra). Questo garantisce una bassa perdita e meno dell'1% di diafonia differenziale indotta per segnali con tempo di salita di 20 ps. La perdita di inserzione è mantenuta al di sotto di -1 dB fino a 25 GHz ed è piatta in seguito. Questa coppia di connettori è molto robusta con una temperatura massima di 185 °C a una corrente nominale di 500 mA.

Connettore per backplane ad alta velocità 2180828-2 di TE Connectivity, dal datasheet 2180828-2.

TE Connectivity/AMP, 2298081-1

Il connettore 2298081-1 di TE Connectivity/AMP supporta una trasmissione dati fino a 56 Gbps con un'impedenza di 85 Ohm. Questo connettore di tipo press-fit (montaggio attraverso foro) offre 56 coppie per colonna e 36 posizioni di terra per la schermatura. La valutazione della tensione UL per questo connettore è di 80 V, e la temperatura massima è valutata a 105 °C a una corrente nominale di 400 mA. La sua alta tensione valutata UL e la temperatura massima lo rendono utile in prodotti rack-mount ad alta velocità per applicazioni industriali.

Fotografia e diagramma di montaggio del connettore per backplane ad alta velocità 2298081-1 di TE Connectivity/AMP, dal datasheet 2298081-1.

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