ZenShield® - 360度电磁干扰屏蔽
随着数据传输速率的提升与设备尺寸的小型化,高速信号的布局间距日趋紧密,信号发生干扰的概率也随之上升。高性能板对板连接器采用高效屏蔽设计的核心目的,一是最大限度削弱周边元件产生的无用信号对连接器内目标信号的干扰,二是将目标信号的绝大部分能量牢牢约束在连通的信道内,避免其向外辐射而影响邻近电路的正常运行。系统内电磁兼容性(Intra System EMC) 是另一类相关技术现象,该特性与集成电路内部时序电路及开关电路所产生的电磁干扰(EMI) 噪声密切相关。
系统内部电磁兼容性(EMC)是另一个相关现象,它与集成电路中定时和开关电路产生的EMI噪声有关。ZenShield® 技术是 NOVASTACK 系列板对板连接器搭载的一款360° 全方位电磁兼容(EMC)/ 电磁干扰(EMI)金属屏蔽罩。该屏蔽设计不仅能有效阻隔连接器公母座接触点的电磁噪声辐射,还可对信号端子的板载焊接区域(表面贴装SMT位置)形成防护。此外,当连接器完成配接且与电路板可靠接地后,公座与母座的屏蔽罩会通过多点接地方式实现有效互连,为连接器金属屏蔽罩内产生的电流提供充足的接地回流路径,从而抑制屏蔽罩自身的电磁噪声向外辐射。得益于 ZenShield® 技术,此类连接器可直接贴近高频发射器及天线进行布局。
Right: I-PEX connector with metal shell
图 1 对比了无金属屏蔽层的普通连接器与搭载 ZenShield® 技术的全屏蔽型 I-PEX 连接器的电磁干扰(EMI)场分布形态。在无屏蔽连接器的应用场景中,高速信号不仅会从连接器本体向外辐射,还会从柔性电路板(FPC)或板载走线处大量泄漏;而采用全屏蔽连接器,并配合屏蔽式 FPC 走线槽或共面波导(CPW)型电路板布局的方案,能够有效抑制这类辐射。无屏蔽连接器及 FPC 走线槽所辐射的信号,会对相邻信号通道产生干扰与耦合 —— 无论这些相邻通道是否带有屏蔽结构,其受干扰程度均显著高于全屏蔽连接器内传输的信号。显然,若相邻通道采用屏蔽型连接器及互连组件(如屏蔽式 FPC 走线槽、CPW 型板载走线等),其耦合产生的有害噪声强度将大幅降低。图 2 展示了10 GHz 频率下,屏蔽型与无屏蔽型连接器在对接状态下的电场和磁场分布对比结果。与无电磁屏蔽的连接器不同,全屏蔽连接器的嵌合的pin组间,电场与磁场的耦合效应极弱,从而大幅降低了信号传输过程中的噪声干扰。
像5G 手机这类新兴的多GHz频段应用设备,内部集成了 Wi-Fi,GPS,GSM 及蓝牙等多种通信天线,且所有天线的安装间距均十分紧凑。在此类设备中,对小型化、高集成、高屏蔽性能板对板连接器的需求尤为迫切 —— 设备内部的诸多子系统,要么通过柔性线路板与连接器实现互连,要么直接借助这类板对板连接器完成对接。
高速数据信号极易受到柔性线缆自身走线产生的串扰噪声影响。而NOVASTACK®系列连接器可兼容屏蔽型与非屏蔽型柔性印刷电路板(FPC)及扁平柔性线缆(FFC),能够为产品设计提供灵活多样的选择方案。电磁干扰(EMI)与串扰噪声会随信号频率的升高而加剧,因此在产品设计阶段就必须纳入 EMI 屏蔽考量,而非待问题出现后再进行补救。诸如微带线、带状线极细同轴线连接器,搭配线缆接地与布线管理的传统解决方案,虽在低数据速率场景下能够发挥效用,但面对高频信号与小型化设备形态时,已难以满足性能需求。NOVASTACK ®系列连接器凭借集成式 EMI 屏蔽设计,可提供超小型化、高性价比、高性能的互连解决方案,完美适配现代高速通信系统的应用需求。