Los conectores multipin ofrecen una disposición flexible para apoyar una alta integridad de señal

Somos plenamente conscientes de que las tasas de datos aumentan con cada iteración de las arquitecturas de sistemas electrónicos, con técnicas de reloj más rápidas y modulación de varios bits por reloj que operan junto a los buses de alimentación en densidades cada vez mayores. Gestionar las interconexiones de circuitos en este entorno requiere que trabajemos duro para mantener la integridad de la señal, minimizar las pérdidas de transmisión, reducir la susceptibilidad al ruido, las reflexiones y la diafonía, y cumplir con los requisitos de tasa de error de bits (BER) de los buses de datos modernos.

Un área crítica de preocupación para muchos son los conectores multipin, que son el foco de mejoras en la integridad de la señal. Los altos conteos de pines que combinan señales diferenciales, de extremo único y de potencia requieren una disposición cuidadosa y una flexibilidad considerable. Además, los contactos del conector deben diseñarse para garantizar la compatibilidad con altas tasas de datos y una larga vida útil del contacto.

Samtec, fabricante de una amplia gama de soluciones de interconexión electrónica, ha ampliado su gama de productos de conectores de arreglo de alta densidad AcceleRate HD (Figura 1) para ayudar a abordar estos numerosos desafíos.

Figura 1: Se muestra un par macho/hembra de conectores AcceleRate HD de campo abierto de pines diseñados para aplicaciones de alta velocidad y alto ciclo. (Fuente de la imagen: Samtec)

Esta familia de conectores es ultradensa, de varias filas y presenta un paso compacto de solo 0.635 milímetros (mm) (0.025 pulgadas)) y un ancho de 5 mm (0.197 pulgadas). Utiliza un diseño de campo de pines abiertos para máxima flexibilidad de disposición, mientras que los contactos Edge Rate de los conectores proporcionan alta integridad de señal con baja pérdida de inserción para velocidades de bus de 64 a 112 gigabits por segundo (Gbits/s) y una vida útil de los conectores de alto ciclo.

Los arreglos AcceleRate HD están disponibles con conteos de contactos que van de 10 a 100, en incrementos de 10 por fila. Con hasta cuatro filas, el recuento total de contactos varía entre 40 y 400.

Un ejemplo de conjunto de acoplamiento de 400 matrices de posiciones es el conector macho ADM6-100-08.5-L-4-0-A-TR y el conector hembra ADF6-100-07.5-L-4-0-A-TR . Estos conectores están destinados a su montaje superficial en placas de circuito impreso (placas de CI). Las aplicaciones de entresuelo, donde una placa secundaria se acopla sobre la placa CI, se acomodan con estilos de conductor que soportan alturas acopladas de 5, 7, 9, 10, 11, 12, 14 y 16 mm (0.197, 0.276, 0.354, 0.394, 0.433, 0.472, 0.551, 0.630 pulgadas) para igualar las alturas requeridas.

Los beneficios de un campo de pines abiertos

Las capacidades de los contactos de un conector solo están parcialmente determinadas por su diseño. La disposición física de los contactos, así como su posición respecto a otros contactos, son factores que contribuyen. Un ejemplo de este tipo de interacción es el uso de grandes pines de sección transversal destinados a transportar potencia; Las corrientes altas requieren diámetros mayores, lo que reduce el espacio entre contactos y limita el voltaje máximo que se puede utilizar. Una alternativa es usar un campo de pines abiertos, donde cada posición de pin está disponible y no tiene función predefinida (Figura 2). El diseño de campo de pines abiertos proporciona la máxima flexibilidad de puesta a tierra y enrutamiento al permitir el uso de pares diferenciales, señales de extremo único y alimentación a través del mismo interconector.

Figura 2: Las posiciones de los pines en un conector de campo abierto son todas independientes y pueden asignarse según sea necesario durante el proceso de diseño. (Fuente de la imagen: Samtec)

La asignación de los pines puede variar; las señales diferenciales pueden usar pines adyacentes para conexiones emparejadas, dejando los pines intermedios abiertos para proporcionar aislamiento entre conductores, como se muestra en verde. Los cables de un solo extremo pueden asignarse a pines separados, con o sin pines de aislamiento intermedios, como se muestra en azul. Las conexiones de alimentación que requieren un diámetro conductor mayor pueden crearse conectando varios pines en paralelo, como se muestra en rojo.

Diseño de contactos con tasa de borde

Los conectores Samtec AcceleRate HD, incluyendo el ADM6-100-08.5-L-4-0-A-TR y el ADF6-100-07.5-L-4-0-A-TR no solo ofrecen alta densidad de señal y flexibilidad mecánica, sino que también cuentan con una integridad de señal mejorada que soporta velocidades de datos de hasta 64 Gbit/s de señalización PAM4 (PCIe® 6.0/CXL® 3.2). PAM4 es una señal desafiante porque utiliza cuatro niveles de voltaje en lugar de los dos usados en la señalización antigua de no retorno a cero (NRZ). Esto reduce los cambios de amplitud de la señal en un tercio, lo que convierte la relación señal-ruido (SNR) en una preocupación significativa.

Samtec aborda este desafío proporcionando una alta integridad de señal mediante su avanzado sistema de contacto Edge Rate (Figura 3). Este sistema cuenta con superficies de contacto fresadas, lo que resulta en un acoplamiento suave, menor desgaste y mayor tenacidad para aplicaciones de alto ciclo.

Figura 3: Las superficies de acoplamiento de los pines de contacto Edge Rate están fresadas para reducir el desgaste y asegurar conexiones de baja resistencia. (Fuente de la imagen: Samtec, anotado por el autor)

Los conectores AcceleRate HD están disponibles con chapado en oro sobre níquel sobre base de cobre. La geometría de contacto Edge Rate está diseñada para coincidir con interconexiones de 50 y 100 ohmios (Ω). El acoplamiento lateral y la diafonía se minimizan alineando los bordes cortados finos de los contactos para que se miren entre sí.

Conclusión

Mientras trabajamos para afrontar los desafíos de la alimentación y la señalización de alta velocidad en formatos compactos, los conectores AcceleRate HD de Samtec ofrecen un soporte sólido. Están diseñados y fabricados para manejar cientos de E/S en un espacio compacto sin sacrificar la integridad de la señal.