超強固連接器展現技術一路的發展

最近一次搬家時，我看到拆遷工人將 HDMI 連接器從我的機上盒 (STB) 背面拔除。由於沒發現連接器有用螺絲固定，因此這些搬家「專家」，反覆拉扯，直到纜線和連接器最終讓步。我不確定哪個最了不起：儘管我抗議，他們還是一直拉扯著顯然不該移位的東西；還是連接器可承受多少折磨，最終才放棄掙扎。

雖然無線技術在現代化社會中有關鍵作用，但這世界很多情況還是有線的。無線頻寬持續加大，但在大多數情況下，還是無法追上金屬導線的頻寬。儘管無線連線多年來已顯著改進，但在設置上有時扔很棘手，而且操作上並不穩定。相較之下，電線堅固、容易安裝且非常可靠。

有電線的地方就有連接器：這個沒有無線晶片、微控制器或高速儲存裝置等華麗配備的元件，單純使用先進的製造技術和材料打造，卻發揮著同樣重要的作用，且需具備競爭力價格。連接器是維持現代電子裝置運作的無名英雄。

連接器的重要性日益增加

當我對那些笨手笨腳的拆遷專家的不滿消退後，我想了一下連接器在這些年來如何默默、冷酷地演進。在我逐步成為設計工程師的這些年裡，連接器一直是相對簡易的裝置。RS232 曾被視為先進技術、USB 則是徹頭徹尾的異國設計，而 HDMI 在連接器設計人員眼中甚至不值得一提。USB-A 連接器，如 Samtec 的 USBR-A-S-F-O-VU，則已經通過時間的考驗 (圖 1)。

圖 1：古老的 USB-A 連接器，例如 USBR-A-S-F-O-VU，是一種相對簡單的裝置，已經服務將近 30 年了。(圖片來源：Samtec)

連接器通常是設計中最後才會挑選的元件之一，幾乎是事後才會想到，很少會深入研究有哪些選擇。然而，當設備出現問題時，我們卻先責怪連接器。纜線重新插拔有時可以修復出錯的示波器，但壓接錯誤和引腳斷裂非常普遍，通常會導致連接器完全故障。但至少可以撬開，然後塗上一團焊料，就可達到令人滿意的修復效果。

但現在已經不是這樣。現代 HDMI 和其他高速連接器必須跟上快速演進的通訊標準，每一次迭代就要提供更多引腳、更精細的間距、更高的訊號完整性和更大的頻寬。消費者自行維修幾乎不成選項，但幸好，這並不需要，因為在品質標準的確保下，即使是最簡易的連接器也能在最嚴峻的操作條件下繼續運作，並在多年內重複插拔而不會遺失任何訊號。

連接器展現出先進技術

Samtec 最近推出的一些產品正好就是連接器技術發展的良好範例。顧名思義，URSA I/O 超強固纜線系統是以高可靠性和高插拔次數的超強固型應用為目標市場。例如，B1SDT-10-28-H-10.0-1 是一款纜線安裝式 20 腳位的矩形插槽對插槽連接器。此連接器採用鍍金鈹銅觸點，在253 VAC 下，每個引腳的額定電流為 3.8 A (圖 2)。

圖 2：Samtec 的 B1SDT-10-28-H-10.0-1 是一款矩形插槽對插槽連接器，適用於超強固型應用。(圖片來源：Samtec)

此連接器系統的核心是 CC508-01-H-M URSA I/O 壓接觸點 (圖 3)。具有雙曲面觸點，可提供四個連接點，以確保具有較低且穩定的電阻、降低插入和拔出力道、在振動和衝擊下維持一致的效能，以及具有高插拔次數。

圖 3：Samtec 的雙曲面觸點提供四個連接點，可確保較低且穩定的電阻。(圖片來源：Samtec)

URSA 系列線對線和線對板解決方案以小尺寸提供可靠的連接，進而達到高密度連接。電磁干擾 (EMI) 屏蔽有助於限制訊號衰減，達到穩健的效能。這些連接器針對眾多應用而設計，包括 5G 網路、工業、醫療和廣播，採用雙排、節省空間的設計，間距為 1.00 mm。甚至具有足夠的堅固性，可用於太空航行。

P1PDT-10-28-H-10.0-B1 是此連接器的面板安裝版本。此類型可達到高密度連接，可在 1RU 面板上 (29 根纜線 x 50 個 I/O) 提供多達 1,450 個 I/O (圖 4)。

圖 4：URSA 面板安裝式 插槽可達到高密度連接，可在 1RU 面板上提供多達 1,450 個 I/O。(圖片來源：Samtec)

結論

連接器早就不是訊號路徑中的致命傷。如今各大製造商的連接器，例如 Samtec 的產品，都採用先進的材料和機電技術，即使在最艱困的條件下，皆可確保發揮穩健的效能、可靠性和訊號完整性，甚至在嚴峻的太空環境也沒問題。當然，這是假設使用者對機械有一點同理心。否則一切還是有極限的。