Como fazer o conector anti-interferência?

Entre as várias características do conector, a capacidade de resistir à interferência eletromagnética é particularmente importante.
Hoje, a frequência de clock dos sistemas eletrônicos é de várias centenas de megahertz, as bordas frontal e traseira dos pulsos usados estão na faixa de sub-nanossegundos, e circuitos de vídeo de alta qualidade também são usados para taxas de pixels de sub-nanossegundos. Essas velocidades de processamento mais altas indicam desafios de engenharia contínuos. Portanto, como prevenir e resolver o problema de interferência eletromagnética do conector merece nossa atenção. À medida que a taxa de oscilação (tempo de subida/descida) do circuito se torna mais rápida e a amplitude de tensão/corrente se torna maior, a resolução do problema de compatibilidade eletromagnética torna-se mais difícil.

Antes dos dois nós do circuito, a corrente de pulso que muda rapidamente representa a chamada fonte de ruído de modo diferencial. O campo eletromagnético ao redor do circuito pode ser acoplado a outros componentes e invadir as partes conectadas. Ruído acoplado através de acoplamento indutivo ou acoplamento capacitivo é interferência de modo comum. As correntes de interferência de RF são as mesmas entre si, e o sistema pode ser modelado como: consistindo de uma fonte de ruído, um “circuito vítima” ou “receptor” e um loop (geralmente um backplane). Existem vários fatores que podem ser usados para descrever a magnitude da interferência: a intensidade da fonte de ruído, o tamanho da área ao redor da corrente de interferência e a taxa de variação. O ruído é quase sempre modelado em conjunto. Ruído de modo comum decorre de design irracional. Algumas razões típicas são que o comprimento de um único fio em pares diferentes é diferente ou a distância do plano de força ou do chassi é diferente. Outro motivo são os defeitos de componentes, como bobinas de indução magnética e transformadores, capacitores e equipamentos ativos. Uma vez que o cabo é conectado entre o conector de entrada/saída (I/O) e o chassi ou plano de aterramento, certas tensões de RF aparecem, fazendo com que uma corrente de RF de alguns miliamperes exceda o nível de emissão permitido. Além disso, circuitos de desacoplamento incorretos muitas vezes se tornam fontes de interferência. Se o circuito requer uma corrente de pulso grande e não requer um capacitor pequeno ou resistência interna muito alta durante o desacoplamento local, a tensão gerada pelo loop da fonte de alimentação cairá. Isso é equivalente a oscilações ou mudanças rápidas na tensão entre os terminais. Devido à capacitância parasita do pacote, a interferência pode se acoplar a outros circuitos, causando problemas de modo comum.

Quando a corrente de modo comum contaminar o circuito de interface de E/S, este problema deve ser resolvido antes de passar pelo conector. Para diferentes aplicações, a Shenzhen Mocolink Electronics propôs diferentes métodos para resolver este problema. No circuito de vídeo, o sinal de E/S é single-ended e o mesmo loop é usado para resolvê-lo. Um pequeno filtro LC deve ser usado para filtrar o ruído. Em redes de interface em série de baixa frequência, alguma capacitância parasita é suficiente para desviar o ruído para o backplane. As interfaces acionadas diferencialmente (como Ethernet) geralmente são acopladas à área de E/S por meio de um transformador e fornecem acoplamento na derivação central em um ou ambos os lados do transformador. Esses taps centrais são conectados ao backplane por meio de capacitores de alta tensão para desviar o ruído de modo comum para o backplane para que o sinal não seja distorcido. Atualmente não existe um método geral para resolver todos os tipos de problemas de interface de E/S.

O principal objetivo do projetista é projetar cuidadosamente o circuito, e muitas vezes negligenciar alguns detalhes que são considerados simples. Algumas regras básicas podem minimizar o ruído antes de chegar ao conector, por exemplo, colocar capacitores de desacoplamento próximos à carga, manter dispositivos de alta corrente (isto é, drivers e ASICs) longe da porta de E/S e usar filtragem local.

Conectores blindados podem ser implementados adicionando molas ou arruelas. A parte sobreposta do conector preencherá o espaço vazio entre o conector e a caixa. Isso requer preenchimento. Em geral, desde que a superfície não esteja contaminada, desde que a mão não toque ou danifique a almofada de metal, a almofada de metal é melhor. Sob pressão suficiente, pode manter um bom contato de baixa impedância. Outro método é instalar a baioneta de montagem do conector no chassi. Neste momento, a superfície de contato máxima é ligeiramente menor e o tamanho e a elasticidade da junta devem ser estritamente controlados. Ao mesmo tempo, ao instalar o conector blindado, deve ser feito um furo na carcaça e a lateral do furo deve ser desengordurada e feita com cuidado. Se as tolerâncias não forem adequadas, o conector cairá muito na carcaça e quebrará a dobra. Cada engenheiro deve verificar o tempo durante a produção e o processamento e garantir que as folgas que não estejam apertadas ou dobradas não sejam instaladas em manchas de óleo em áreas críticas.

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