曹喬喬 姚俊飛

摘要：設計了一款彎式四同軸1394接觸件，其外殼自身具備接地功能，具有傳輸速率高、強化電磁屏蔽的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：電連接器;彎式四同軸;仿真

0? ? 引言

在連接器軍用領(lǐng)域中，隨著信號傳輸向著高密度、微型化、集成化方向發(fā)展[1]，對1394信號傳輸?shù)慕佑|件性能結(jié)構(gòu)要求也越來越高。由于信號干擾和阻抗匹配設計難度較大，故目前四同軸式1394接觸件多為直式。隨著線路板布線多樣化，對90°彎式四同軸1394混裝連接器的研發(fā)勢在必行。

1? ? 主要研究內(nèi)容

本文主要研究在給定技術(shù)參數(shù)下彎式1394接觸件的結(jié)構(gòu)設計。彎式1394接觸件如圖1所示，包括蓋板、外導體、插孔基座合件、插針基座合件。

1.1? ? 彎式1394接觸件的結(jié)構(gòu)設計

圖2和圖3分別為插孔內(nèi)導體和插針內(nèi)導體的結(jié)構(gòu)圖，其中圖2插孔內(nèi)導體需插入PCB板使用，圖3插針內(nèi)導體需壓接線纜使用。

1.2? ? 阻抗設計

特性阻抗為（110±6）Ω，一個四同軸差分接觸件可傳輸兩對差分信號，選用對角線方向的兩個信號針傳輸差分信號。

將Z0=110 Ω，s=81/2 mm，εr=2.12代入式（1），得出r=0.696 3 mm。計算值為近似值，具體信號線半徑需要進行仿真分析。

1.3? ? 材料選擇

插孔內(nèi)導體對接端采用斜開槽結(jié)構(gòu)，選擇鈹青銅鍍金，其彈性、耐磨性較高，可滿足多次插拔需求。插針內(nèi)導體結(jié)構(gòu)細長，選擇錫青銅鍍金，其彈性較好，可防止對接端受力折斷。

1.4? ? 懸臂梁計算

插孔內(nèi)導體斜開槽等效于懸臂梁，對原始插孔分離力進行計算，如圖5所示。

插孔內(nèi)導體和插針內(nèi)導體的對接端尺寸如圖6所示，單根接觸件的分離力要求為0.28～1 N，可計算得出插拔深度L為1.8 mm時，單根接觸件的分離力能夠滿足要求。

2? ? 仿真分析

2.1? ? 信號完整性仿真分析

采用仿真軟件對接觸件進行仿真，仿真示意圖和仿真結(jié)果如圖7、圖8、圖9所示。

從仿真結(jié)果可知，在3.125 Gbps的傳輸速率下，連接器的差分特征阻抗為106.2～111.7 Ω;近端串擾為-66.68 dB（max）@DC～5 GHz;遠端串擾為-76.89 dB（max）@DC～5 GHz。因此，高速傳輸性能滿足設計指標的要求。

2.2? ? 分離力仿真

采用仿真軟件對懸臂梁結(jié)構(gòu)進行仿真，結(jié)果如圖10、圖11、圖12所示。

邊界條件設定如圖10所示，先收口后插拔。

收口后插孔位移分布如圖11所示，口部最大垂直向位移為0.13 mm。

插拔力曲線如圖12所示，最大插入力1.4 N，分離力0.53 N。

單根接觸件的分離力：0.28～1 N，從仿真結(jié)果可知，單根接觸件的分離力符合要求，根據(jù)《電連接器接觸件總規(guī)范》（GJB 1216—1991）“表9 接觸件的插入力和分離力”可知，最大插入力也符合要求。因此，該設計滿足設計指標的要求。

3? ? 結(jié)語

本文介紹了在給定的尺寸和技術(shù)參數(shù)下，如何設計1394接觸件，供后續(xù)設計人員參考。

[參考文獻]

[1] 金延中，盧永吉，楊林.軍機LRM及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J].飛機設計，2009，29（3）：33-36.

收稿日期：2021-01-07

作者簡介：曹喬喬（1990—），女，陜西咸陽人，工程師，研究方向：連接器設計。