前言

Samtec的工程師和技術(shù)支持人員一直會接到許多關(guān)于連接器的各類問題，涵蓋提升可制造性的方法、連接器測試流程、如何選擇合適的連接器、哪種鍍層選項最適合特定連接器，以及 電磁干擾 （EMI）屏蔽與連接器的搭配應(yīng)用等。

我們整理了一份關(guān)于EMI屏蔽與連接器的常見問題清單。以下是四個關(guān)于 EMI屏蔽與連接器的問題 ，遠非全面且權(quán)威的完整清單，只希望可以拋磚引玉，引起大家的思考和討論。

接下來就讓我們一同逐一了解……

【Q1：屏蔽連接器和電纜組件是否有助于減少電子產(chǎn)品的輻射并提升其抗干擾能力？】

是的 ，它們能夠起到幫助作用， 在某些情況下甚至能帶來顯著改善 。

具有 周期性開關(guān)特性的信號 （例如時鐘線路信號）是典型的噪聲源。如果這類信號源產(chǎn)生的能量耦合到穿出屏蔽外殼的電纜上，該電纜就會像手機天線輻射信號那樣（盡管輻射效率較低）， 將耦合到的噪聲輻射出去 。

在電纜外部 加裝屏蔽層 （并對屏蔽層進行正確端接），可大幅降低輻射發(fā)射。對于外殼內(nèi)部的 板對板連接器 ，情況與此類似，不同之處在于 輻射發(fā)射發(fā)生在外殼內(nèi)部 ，因此在EMI測試過程中，這類輻射發(fā)射可能被觀察到，也可能無法顯現(xiàn)。

【Q2：使用板對板連接器時，減少EMI的最佳實踐有哪些？】

在回答這個問題之前，需要先明確幾個前提假設(shè)：

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l 我們主要關(guān)注的是數(shù)據(jù)速率在kbps至Gbps范圍內(nèi)的數(shù)字應(yīng)用場景，而非低頻模擬（音頻）應(yīng)用場景。

l 我們討論的是Samtec SEAM/SEAF系列或QSE/QTE系列等 開放式針腳布局連接器 ，而 非用于板對板應(yīng)用場景的同軸射頻（RF）連接器 。

l 這些連接器是整體互連系統(tǒng)的組成部分，該系統(tǒng)可能包含PCB。

了解板對板系統(tǒng)中的輻射機制或主要EMI輻射源至關(guān)重要。一個形象且有效的類比是： 將PCB接地平面視為微帶貼片天線的組成元件 。

連接器兩端產(chǎn)生的 任何縱向電壓差 ，都會作為電壓源 驅(qū)動PCB接地平面 ，這與饋電元件驅(qū)動微帶貼片天線的原理類似。這一模型是適用于 低頻（50兆赫茲至100兆赫茲以上） 場景的近似表述；在 更高頻率下 ，輻射系統(tǒng)會更為復(fù)雜，但相關(guān)的最佳實踐仍然適用。

要最大限度降低連接器兩端的縱向電壓差，需盡可能 減小信號返回路徑的自部分電感 。為確保我們對關(guān)鍵術(shù)語的理解一致，以下對幾個術(shù)語進行說明：

l 回路電感 ：是唯一“真實存在” 且可測量的電感。

l 自部分電感 ：是一種實用的數(shù)學(xué)概念，可通過計算得出，但無法直接測量。

l “自（Self）” ：指我們僅關(guān)注由回路中單根導(dǎo)體產(chǎn)生的磁通量。

l “部分（Partial）” ：指我們僅關(guān)注路徑中的某一段，具體而言，是指兩塊PCB之間的那一段路徑。

帶有可選屏蔽功能的Samtec Micro Rugged LSHM連接器

要最大限度降低連接器兩端的自部分電感 ，可遵循以下通用原則：

l 板對板堆疊 高度越小越好 。

l 通過在信號針腳區(qū)域中 集成接地針腳 （接地針腳與信號針腳比例為1:1），盡量 減小連接器的回路面積 。

l 采用寬而扁平的導(dǎo)體作為信號返回路徑；專用平面作為信號回流路徑的效果優(yōu)于引腳。

l 盡可能 降低信號與接地圖形的特性阻抗 。

若僅考慮EMI問題， 板對板連接器應(yīng)具備極低的特性阻抗 （小于1歐姆）。信號電流與返回電流采用 平面分布方式 ，可使連接器兩端的自部分電感最小，同時實現(xiàn)最低的EMI水平。但這并非實用的指導(dǎo)原則，因為數(shù)據(jù)傳輸要求決定了 連接器的特性阻抗需與系統(tǒng)阻抗（通常為50歐姆）實現(xiàn)緊密匹配 。

適用于降低板對板連接器EMI的物理原理， 同樣也適用于PCB 。信號返回路徑出現(xiàn)中斷（例如接地平面存在分割），會導(dǎo)致返回路徑的自部分電感急劇增加，進而可能引發(fā)EMI問題。

電子產(chǎn)品的最佳EMI防控策略需綜合考慮多個方面， 包括PCB 設(shè)計（疊層結(jié)構(gòu)與電路布局）、連接器選型、信號返回路徑管理（接地處理）、電源濾波（去耦/電源完整性（PI）設(shè)計），以及邏輯器件選型（重點關(guān)注擴頻時鐘技術(shù)與信號邊沿整形技術(shù)的應(yīng)用） 。

【Q3：與Samtec Q系列（Q-Series?）產(chǎn)品相比，Samtec Q2?系列產(chǎn)品的屏蔽性能如何？】

首先，我們來解釋Q系列與Q2系列產(chǎn)品的區(qū)別：

l Q系列是一款高速連接器系統(tǒng)，自帶集成接地平面（該平面也可作為電源平面使用）；

l Q2系列產(chǎn)品是第二代連接器系統(tǒng)，與Q系列產(chǎn)品類似， 但采用了更堅固、耐用的設(shè)計 ；

l Q2系列產(chǎn)品 可選擇配備EMI屏蔽功能 。

帶有可選屏蔽功能的Samtec Rugged Q2 連接器系統(tǒng)

測試結(jié)果顯示，在1-4 GHz頻率范圍內(nèi)，Q2系列屏蔽連接器的性能比Q系列非屏蔽連接器 提升了10-20 dB ；在4-10 GHz頻率范圍內(nèi)，性能提升了 0-10 dB 。

Samtec EMI測試實驗室

這是一項對比測試，測試中將帶屏蔽功能的Q2系列連接器的輻射場與無屏蔽功能的Q系列連接器的輻射場進行了比較。要使測試結(jié)果具有參考價值，關(guān)鍵在于兩次測試的測試裝置和測試板上的所有變量都必須保持一致。全波仿真結(jié)果表明， 在1-10GHz頻率范圍內(nèi)，Q2系列屏蔽連接器的性能比Q系列非屏蔽連接器提升了約10 dB 。

【Q4：Samtec連接器是否符合美國聯(lián)邦通信委員會的B類EMI要求？

不符合。美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)要求對計算機等有源電子系統(tǒng)進行EMI合規(guī)性測試（例如《FCC 47 CFR 第15部分》《EN55022標(biāo)準(zhǔn)》等）。

雖然無源元件會對整個系統(tǒng)級的EMI性能產(chǎn)生影響，但無法直接對連接器、電纜組件、電阻器或螺栓進行EMI合規(guī)性測試。

請聯(lián)系Samtec中國的技術(shù)團隊，我們將不遺余力提供解決方案的支持。