Omnetics Connector Corporation 的 Metal Nano-D 系列连接器销量实现了指数级增长。该系列连接器符合军用标准 32139,专为实现坚固、紧凑、高密度互连而设计。与尺寸是其两倍的旧款 Micro-D 连接器不同,Nano-D 连接器的针脚间距仅为 0.635 毫米。.
总体而言,连接器市场在六个方面呈增长趋势,这六个方面统称为 FESTER,分别代表“更快”、“EMI屏蔽”、“更小”、“更坚固”、“易于锁定”和“快速设计和交付”。Nano-D 连接器满足所有这些要求,并且可以快速修改以满足任何客户或应用的设计标准。.
推动Nano-D需求增长的应用领域之一是可穿戴电子设备,其应用范围涵盖登山到地面部队等众多领域。安装在士兵头盔和防弹背心上的电子设备有助于军队与战场指挥中心保持持续联系,并接收地图、图像和其他关键信息。.
Nano-D连接器的另一大应用领域是无人机(UAV),这主要是由于其对坚固性和轻量化的需求。出于同样的原因,机器人制造商也在采用Nano-D连接器。值得注意的是,这种连接器尺寸足够大,必要时每个引脚可提供3A的电流,同时还能处理高速差分信号处理数据,例如高达5Gbps的USB信号。.
展望未来:
Omnetics 最重要的发展领域之一是高速数字信号处理的稳健小型化。这一领域被视为优先事项,因为高度便携的以太网系统、单板计算机、能够采集海量数据的便携式监控系统以及专注于以越来越高的速度处理数据的新兴芯片技术都可能在未来陆续问世。
新产品包括比现有标准型连接器更小巧、更坚固的HDMI和USB-C连接器。通常情况下,铜缆一端需要标准USB连接器,另一端则需要高密度连接器。鉴于此,Omnetics正与多家线缆设计公司紧密合作,致力于打造超越现有商用产品的创新性能。.
设计工程师们往往渴望了解混合连接器和电缆的特殊功能,这并非没有道理。混合连接器和电缆可以减少系统中的电缆数量,缩小连接器与模块连接处的空间占用,最终帮助客户节省成本。在 Omnetics,混合连接器专注于快速定制配置,将各种信号技术集成到单个连接器和电缆中。.
特殊设计:
尽管 Omnetics 提供多种标准混合连接器,但从设计到产品上市的周期越来越短,这意味着该公司越来越多地与那些力求满足特定要求的设计师合作。例如,一个常见的需求是将电源、信号和速度集成到同一个连接器中。
收到需求后,欧姆尼提公司即可与设计工程师紧密合作,确定每种信号类型的强度以及优化连接器性能和功能所需的功率,以适应各种应用场景。该流程通常从设计标准的微型或纳米级连接器开始,然后再对绝缘层、引脚和插座进行修改。实体建模软件用于加速项目的这一阶段,设计完成后,将直接发送给客户。客户审核后,使用快速成型工具在绝缘层上加工出合适的孔,使引脚能够与选定的插座完美匹配。.
在这些项目的各个阶段,都必须有精通主要技术方面的专家参与。例如,当速度和功率要求兼顾时,电缆设计就成为关键要素。高速差分信号线对必须先通过缠绕工艺绞合在一起,以提高传输速度,然后再添加接地线。这三根线随后用金属箔屏蔽,以防止相邻电缆之间的噪声干扰。众所周知,电源信号会在电缆和连接器中产生嗡嗡声、噪声或抖动。因此,混合元件需要与低压信号电缆隔离或单独放置。.
紧凑的尺寸、轻巧的重量、坚固耐用的特性以及更高的信号传输速度是 Omnetics 混合连接器的主要特点。因此,人们对混合连接器的兴趣显著增长,尤其是在可以根据客户的特定需求开发定制原型的情况下。有了这些连接器,工程师们不再需要在尺寸和功能之间做出取舍。.
芯片技术:
未来,芯片技术有望成为线缆和连接器发展的主要驱动力。值得注意的是,CMOS(互补金属氧化物半导体)技术已实现更高的速度,市场上也提供了更多GaAs(砷化镓)和GaN(氮化镓)器件,尤其是在低电压和低电流应用方面。随着速度和电压要求的提高,对更小尺寸的线缆和连接器的需求也将日益增长。
混合互连和连接器的微型化无疑带来了一些挑战。使用混合线缆和连接器时,印刷电路板的设计必须能够适应来自附近不同信号源的信号。电源信号通常从电路板背面输入,而高速信号则从正面输入。尽管设计工程师希望利用信号和电源的混合传输,但他们也必须管理进出电路板的信号。此外,高速差分信号通过一对导线传输,因此对于处理器而言,两条信号线的长度必须相同。信号到达时间的任何差异都会导致信号偏差,最终导致像素化或信号丢失。
小型化趋势
混合连接器的微型化提高了对连接器和插座之间小型但坚固的固定或锁定硬件的需求。显然,节省空间并避免使用工具至关重要,因此 Omnetics 的新型固定连接器经过开发和测试,其抗冲击和抗振动性能超过了传统的螺丝固定式连接器。.
这一切引出了下一个问题:小型化何时会达到极限?要回答这个问题,必须牢记信号完整性管理一直是连接器技术的关键要素。Omnetics 测试了连接器能够承受的插拔次数,这是判断潜在故障的关键指标。Omnetics 生产的连接器能够承受超过 10,000 次的插拔循环而不会发生故障,而一些竞争对手的小型化连接器设计在远低于此的次数下就会失效。.
最后,随着连接器尺寸的不断缩小,物理保持力和连接性仍将对行业构成挑战。此外,由于内部连接线尺寸和电缆直径的减小,电缆的坚固性和可靠性也可能对某些设计造成限制。从长远来看,基于近距离感应耦合的技术可能会变得越来越普遍,类似于许多手机通过将靠近电源充电的方式。.
作者:鲍勃·斯坦顿,Omnetics Connector Corporation首席技术官
