【導讀】連接技術的發展對工業連接器提出了新的技術要求。 連接器需要傳輸更高的速度，更高的頻率和更小的尺寸，以及堅固性，可靠性和抗電磁干擾能力等。
連接技術的發展對工業連接器提出了新的技術要求。 連接器需要傳輸更高的速度，更高的頻率和更小的尺寸，以及堅固性，可靠性和抗電磁干擾能力等。
物聯網是指電子產品的無線互聯，從電器、設備、車輛到建筑控制系統等。嵌入式電子元件，包括傳感器，控制器，連接器和電纜等，能夠收集和交換數據，并被遠程監視和控制．。工業物聯網（IIOT）是一個專門致力于制造的物聯網，涉及物聯網、實時分析、機器學習和嵌入式系統的融合，包括無線傳感器網絡、控制系統和自動化技術等。相對標準IoT，IIoT 增加了分析和知情響應能力。 這些先進的能力使制造業效率、生產力和工業4．0固有的其他經濟效益得到提高，工業4．0是第四次工業革命的一部分，包括智能工廠和滅燈制造。
IIoT和工業4．0應用，如自動化生產線，需要高速連接組件，這些組件應滿足高可靠性，高抗電磁干擾（EMI），和占用空間小等性能。
關鍵 IoT 組件的挑戰
物聯網、IIOT和工業4．0技術的實施對這些聯網設備的互連組件提出了挑戰性的新技術要求。 包括更快速度和更高頻率，尺寸越來越小，魯棒性和可靠性提高，以及更強的抗電磁干擾能力（EM I）等。預計到2025年，物聯網設備的數量將激增至754．4億，10年時間將增長5倍。以此來支持全球5G移動通信網絡，為包括智能工廠和自主駕駛等新興行業和社會生活鋪平道路。
物聯網和IIOT應用中連接器的主要挑戰是不斷增長的數據速率和不同組件的密度。可靠處理更高數據速率需要新的連接器設計。 同樣，更高板級組件密度，使物聯網設備連接器的空間和組件定位距離都受到限制，這是減少干擾風險的關鍵設計元素之一。 另一個值得注意的挑戰是，IoT設備工作頻率更高。 頻率高達30G Hz的室外環境和90G Hz的室內應用直接影響設備的設計，需要針對抗干擾和輻射敏感實現電磁兼容（EMC）。
夾層連接器符合物聯網設計要求
夾層連接器在現代、分級和網絡化的系統架構中變得越來越重要，如同物聯網設備所使用的狀況一樣。越來越多的相關應用不得不面對巨大的空間限制，這是由于板級組件密度更高以及使用小組件產品的趨勢。 對這一趨勢的反應是使用堆疊板進行系統集成。 然而，這對連接器提出了更為特殊的要求，因為PCB的數字數據傳輸速度往往達到10GB／s或更高。 除了更快的數據速率和不斷增加的板復雜度外，板垛設計還需要增加連接密度。
目前，夾層連接器通常有數百個觸點，但相應的板直到最近才擴大。 這意味使用更大的連接器，這不利于許多現代電子設計所要求的組件小尺寸要求。將這些連接器分成幾個較小的連接器是有意義的，使組裝和連接更有優勢。 然而，這種方法可能會對傳統的單波束觸點造成公差問題，因此用戶很少在板上放置多個這樣節省空間的夾層連接器。相反，微型雙光束觸點的夾層連接器，如ERNI的微速系列，使多個連接器很容易放置在板上。 它們還可以為開發人員提供更大的路由靈活性和更少的板層，并提供高的承載電流能力和信號傳輸速度。
ERNI的微速連接器系統
ERNI的微速連接器系統，節省空間，抗干擾，支持高達25GB／s的數據速率，出色的信號完整性和良好的可靠性和魯棒性。 板到板連接器的腳位間距為1．0mm，可垂直配置兩行和三行。
物聯網應用中夾層連接器的關鍵特性
用于物聯網、IIOT和工業4．0應用的關鍵夾層連接器特性主要有：尺寸最小和接觸密度盡可能大，可靠傳輸信號高達20GB／s，較高EMC，以及差分和單端信號處理能力。 滿足這些要求需要特殊的接觸設計和配置。
單束（Single－Beam） 與雙束（Dual－Beam）比較：單束接觸的連接器在應用配合時偶爾會導致公差問題。用于物聯網的夾層連接器應采用雙光束、彈簧接觸設計，表面寬且均勻光滑，同時鍍金提高電導率，有效摩擦長度在1．5mm之內，需潤滑防止微動腐蝕。腳位間距小到1．0mm，接觸電阻低。
連接終斷：表面貼裝技術（SMT）信號連接在高速夾層應用中是最有益的，提供壓入式連接器更好的信號完整性。壓入連接器所需的電鍍通孔對噪聲行為和反射有負面影響。根據應用不同，用戶可以選擇SMT或通孔（THR）進行屏蔽板觸點的外部布置的。屏蔽板接觸在THR形式中機械穩定性進一步提高，并允許連接器模塊布置，空間浪費最小。
ERNI的微速連接器
ERNI的微速連接器，具有優化的觸點設計和極有效的屏蔽，滿足工業自動化、數據通信和電信應用所需的高速、高信號完整性等性能要求。
電磁兼容性（EMC）：連接腳位間距和整體屏蔽在確定連接器的阻抗方面起著關鍵作用，對于單端信號，通常是50Ω的（信號到地面），對于差分應用，一般是100Ω（信號到信號）。 為了控制阻抗，減少串擾，改善差分信號對之間的耦合，高速夾層連接器應配置特殊的屏蔽結構。
標準屏蔽結構，如EMC手指，可以提供優異的抗發射電磁干擾（EMI）和抗靜電放電（E SD）能力。 特殊的屏蔽設計，如EMC標簽，通過減少電感耦合，進一步提高EMC性能。 將這兩種機制結合起來，為物聯網、IIOT和工業4．0應用提供最佳的屏蔽效果，這些應用需要高信號完整性和安全的數據傳輸。一些夾層連接器還用于電源屏蔽，使電流達到10A。
易用性和耐用性：具有盲配特性的夾層連接器，包括配合面的獨特極，捕獲連接器的導向，以及自對齊功能等。為了確保安全、可靠性和耐久性等，工業環境中使用的夾層連接器還應使用強度大、耐高溫材料，尤其是小尺寸的外殼，更是如此。這樣才能保護觸點不受損壞，并支持系統冷卻。精心制作的夾層連接器配合周期可以達到500次。
ERNI的微速連接器
ERNI的微速連接器系統有一個盲配設計，集成度高，可應用于惡劣環境，連接器高度種類多，支持靈活布板
柔性設計：用于各種物聯網的夾層連接器支持單端和差分信令，需要盡可能接地和靈活布線。各種公端和母座連接器的高度范圍也比較寬，具有不同的堆棧高度和板距離，給開發人員在板端設計更多選擇。
除了原來的兩排布置，一些連接器供應商還提供三排版本，這樣可以實現更大的接觸密度。 在這些設計中，第三（中心）行可以布置接地，減少兩個信號行之間的行對行串擾。
設計支持：信號完整性分析在數據傳輸應用中變得越來越重要，特別是在工作頻率較高的應用中，如許多物聯網、IIOT和工業4．0應用。 因此，夾層連接器供應商除了需要設計支持外，還應提供匹配的Spice模型和PCB設計套件等。
結論：
隨著復雜的IoT、IIOT和工業4．0的不斷發展，需要更高性能的連接器，并增加數據傳輸速率和密度。連接器設計必須盡量減少由數據速率和密度增加引起的負面影響，包括EMI和串擾。 堅固的夾層連接器使設計師能夠實現這些應用要求，而不損害工業設計所需堅固的機械性能。夾層連接器解決方案結合了堅固性、耐久性、小尺寸等特點，是物聯網應用的理想選擇。
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