SAS硬盤連接器的信號完整性分析與研究.pdf

1、無論是便攜的消費(fèi)電子級產(chǎn)品、大型的企業(yè)級的服務(wù)器、還是極其貴重的航天飛機(jī)，在它們的電路系統(tǒng)中，都需要電連接器來實現(xiàn)組件或系統(tǒng)間的電力和數(shù)據(jù)的傳輸功能。但是隨著網(wǎng)絡(luò)速度的提升和存儲技術(shù)的發(fā)展，人們在單位時間內(nèi)需要處理的數(shù)據(jù)量越來越龐大，連接器上傳遞的信號速率越來越高。而高速信號陡峭的上升沿中所含有的大量高頻諧波成分對連接器結(jié)構(gòu)引起的各種寄生參數(shù)非常敏感，連接器傳輸線的阻抗不連續(xù)、串?dāng)_、噪聲、時間延遲、損耗等因素相互影響最終可能導(dǎo)致信號不能

2、正確通過連接器傳輸?shù)浇邮斩?。在高速連接器的設(shè)計過程中，已經(jīng)不能僅僅滿足實現(xiàn)電路的邏輯和機(jī)械連接功能，更需對電連接器的信號完整性進(jìn)行深入研究，需從傳輸線及電磁波的角度理解高速信號在電連接器上的傳播過程，通過連接器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，減少傳輸線的阻抗突變，減小寄生參數(shù)的影響，使得信號能夠正常不失真地完成在連接器上的傳輸過程。
　　本文以一款常用于企業(yè)服務(wù)器的SAS（Serial Attached SCSI）硬盤連接器為研究對象，通過計算機(jī)輔助

3、仿真，研究電連接器結(jié)構(gòu)對其信號完整性的影響。本文在建模軟件Pro/e中合理去除和電磁仿真無關(guān)的冗余結(jié)構(gòu)，建立了SAS硬盤連接器的仿真模型并將其導(dǎo)入電磁仿真軟件HFSS(High Frequency Structure Simulator）中進(jìn)行連接器的電磁仿真。通過仿真數(shù)據(jù)曲線，找到了幾處影響連接器信號完整性的結(jié)構(gòu)：a）連接器插頭和插座相接觸部分，該部分存在的寄生電容使SAS硬盤連接器的阻抗降低；b）連接器插頭第二信號端口Pin針尾部彎

4、折位置使得該端口Pin針的阻抗升高。本文針對這兩點(diǎn)對連接器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以實現(xiàn)連接器的阻抗匹配：優(yōu)化插頭和插座連接處Pin針末端結(jié)構(gòu)尺寸，減小插頭信號Pin針的長度，除去插座信號Pin針末端多余部分，適當(dāng)除去信號Pin針周圍的介質(zhì)，消除寄生容抗，使該點(diǎn)阻抗提升；優(yōu)化連接器插頭第二信號端口尾部彎折處殼體結(jié)構(gòu)，在不影響連接器正常的焊接情況下，降低該點(diǎn)阻抗值。兩處優(yōu)化使得連接器中差分對的阻抗更穩(wěn)定，信號完整性性能得以提升。本文為得到SAS硬盤連