本文經(jīng)蘇公雨老師授權(quán)發(fā)布,轉(zhuǎn)載自公眾號電路設(shè)計技能(id:cirmall),如需轉(zhuǎn)載,請聯(lián)系上述公眾號獲取授權(quán)。以下為正文:
如果你工作的地方只有一個飯館,吃飯是件很自然的事情,去吃就好了。當(dāng)你的周圍有幾十家飯館的時候,你每天最困擾的就變成了“我今天要吃什么呢?”
原因?選擇性太多,可能性太多。
在我們的設(shè)計中也是如此,如果是一個所有的需求都定下來的項目,按照項目的需求去做是件非常直接的事情,但往往最折騰人的是什么呢?板子上的那些需要靈活性的地方。工程師要設(shè)計一款新的板卡,尤其是設(shè)計一款開發(fā)板的時候,最費時但又感覺沒有多少技術(shù)含量、選不好還會讓自己非常郁悶的環(huán)節(jié)是什么? - 確定自己的板子上用什么連接器!
比如當(dāng)初我們?yōu)樾∧_丫FPGA模塊就傷盡了腦筋:
要讓40個管腳的小腳丫FPGA核心板能夠像孫猴子一樣神通廣大,那就得擴(kuò)展啊,不僅要支持目前市場上主流的FPGA開發(fā)板能夠支持的所有功能,支持所有高校的數(shù)字電路、微機(jī)原理與接口技術(shù)的試驗,作為一款號稱開源硬件的平臺,那一定要接入當(dāng)今市場上主流的開源平臺生態(tài)系統(tǒng) - Arduino、樹莓派、PMOD,因為這些系統(tǒng)的配件、外設(shè)最容易買,這還不夠 - 我們的理念是讓初學(xué)者通過自己動手在PCB設(shè)計的成就感中迅速掌握全面的硬件設(shè)計技能,那還要方便地讓工程師在我們的平臺上擴(kuò)展他自己的設(shè)計,且成本盡可能的低,能夠支持的速度盡可能地高。
小腳丫FPGA通過合理的連接器要支持的生態(tài)系統(tǒng)
為此,我們的團(tuán)隊耗盡了無數(shù)的腦細(xì)胞,畫了不下50遍的草稿,終于確定了小腳丫FPGA上的36個信號線、兩個擴(kuò)展板以及學(xué)習(xí)主板上的功能和相關(guān)的連接方式。
基于小腳丫fpga的擴(kuò)展學(xué)習(xí)主板,支持所有的數(shù)字電路、微機(jī)原理教學(xué)試驗
能夠支持Arduino生態(tài)系統(tǒng)的小腳丫FPGA適配板
朋友們是否有過類似的體驗?
再來看看這幾年全球最火的開源平臺樹莓派:
樹莓派3B的連接
你能想象這個團(tuán)隊為了這個系統(tǒng)支持哪些外設(shè)、保留哪些連接器、如何安放這些連接器廢了多大勁么?
再看看下面的這款FPGA開發(fā)板 - 電源、調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)、RF、板板之間的連接,選哪些?放幾個?放在哪里?如何放?
這種看起來沒有多少技術(shù)含量(貌似我們的理論體系里都不學(xué)這些)的事情最需要綜合性的系統(tǒng)設(shè)計能力。
我們先到貿(mào)澤的網(wǎng)站上看看有多少種不同的連接器吧:
是不是已經(jīng)被這么多的分類,每個分類下這么多的型號給震驚了?要知道Mouser官網(wǎng)上列出來的只是Mouser被授權(quán)銷售的供應(yīng)商的部分產(chǎn)品而已。當(dāng)然這些供應(yīng)商應(yīng)該也是我們電子行業(yè)主流的,參考這些廠商的產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足我們的設(shè)計需求了。順便說一下,多去這些供應(yīng)商的網(wǎng)站上去轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),可以豐富自己對連接器的全面認(rèn)識,就像你搬到一個新的地方去工作,最好先了解周圍都有哪些飯館,每個飯館里都有哪些口味可供你選擇。
Mouser官網(wǎng)上可以看到全球主流連接器的供應(yīng)商,屏幕上的只是其中的一小部分
我們再來講講選用連接器的一些最基本的要點:
首先,日常對連接器認(rèn)知的積累很重要(要見過大世面):
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平時多參加一些連接器廠商參與的一些技術(shù)研討會、展會,收集整理一些這些供應(yīng)商提供的精美的產(chǎn)品手冊,有空的時候翻一翻,對他們的這些產(chǎn)品有一個大致的印象;
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多瀏覽一些連接器供應(yīng)商的網(wǎng)站,這些供應(yīng)商的名字可以從分銷商的網(wǎng)站上獲取,并根據(jù)分銷商網(wǎng)站上的價格、庫存信息等收藏關(guān)注一些跟自己項目相關(guān)的連接器的技術(shù)信息;
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各種場合會遇到一些設(shè)計得非常精致的板卡,拍一下圖片,尤其是其用的連接器,如果你對上面的連接器有興趣,可以通過查找其原理圖、設(shè)計文檔、BOM清單等查找到該連接器的型號及相應(yīng)的技術(shù)信息;在觀察的時候尤其要注意該板卡跟其它板卡之間的連接方式;
在設(shè)計板子的時候選擇連接器需要注意以下的原則:
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滿足功能的要求 - 根據(jù)你要連接的對象、根據(jù)系統(tǒng)需要的信號線的多少和性質(zhì);
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連接器注定是要成對的:一定要找到跟它匹配的另一半(插頭配插座、插座配插頭)或者連接電纜,如果你選中了一款插座,結(jié)果在加工以后找不到相應(yīng)的插頭或連接電纜,那這個插座也是沒用的;
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滿足空間的要求 - 連接器的大小要能夠在板子的有限空間上放置,能方便同其它板卡或電纜進(jìn)行連接,每個管腳之間的間距要根據(jù)空間以及安裝的便捷性來選擇,連接器的高度也有不同,比如小腳丫FPGA的擴(kuò)展卡用的MiniPCIe的連接器就有多種不同的高度,這就要根據(jù)擴(kuò)展板上的器件以及安裝的需要選擇最合適的一種;
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功率連接器要能滿足能夠承載最大電流的要求;
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滿足速度的要求 - 對于高速的數(shù)據(jù)需要高速的連接器,尤其是需要差分走線的場合;
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安裝便捷 - 視覺上能夠識別并可以快速組裝,不需要工具或者僅需要簡單的工具就能夠搞定;
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長期使用可靠,尤其是要放置“微動”這種最常見的故障,是否需要鎖定機(jī)關(guān)?很多朋友遇到過USB插座沒用幾次就給插掉的情形吧?
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特殊的應(yīng)用場景還要考慮到引腳之間的絕緣、堅固性、抗震性、耐水性等;
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價格 - 在考慮完以上的因素后就要看價格了,就像你下館子,首先要找一個你能吃、喜歡吃、健康、干凈的餐館,滿足這些情況的前提下,再考慮哪家相對便宜。
最后推薦幾家我常關(guān)注的連接器廠商(排名不分先后):
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TE Connectivity - www.te.com
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Amphenol - www.amphenol.com
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Molex - www.molex.com
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Samtec - www.samtec.com
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Molex - www.molex.com
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Hirose - www.hirose.com
捷多邦PCB - 一個有趣的線路板廠公眾號
用夢想Layout,為Idea制板,以行動焊接
從靈感到實物,捷多邦助您快人一步