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連接器的接觸電阻和電磁干擾

2020-02-24

  連接器接觸對是指連接器的陽性接觸件和陰性接觸件相互接觸實現電連接的金屬元件,陽性接觸件和陰性接觸件在接觸區形成一個電阻,稱之為接觸電阻,接觸電阻有以下幾部分組成:。

排針

  1)集中電阻Rc,清潔的金屬表面通過施加一定的壓力(彈力)互相接觸在一起時形成的電阻Rc稱之為集中電阻,由于接觸區的接觸面積很小,電流一到接觸區相互被壓縮在一起,使電流密連接器度增加,此對產生的電阻稱之為集中電阻。

  當兩種金屬在彈性壓力下相互接觸時,由于金屬表面并非理想的光滑表面,其表面粗糙度使得接觸區并非是面接觸,往往是一點或幾點接觸,在一定壓力作用下,高的波峰處首先被壓平,使得原來不接觸的較低波峰處也產生接觸,亦即是說,壓力越大,參與接觸的點越多。

  2)膜層電阻Rt,金屬表面由于吸附氣體或表面產生氧元器件化或磁化或受到吸附的氧化物的污染而在表面形成一層薄膜,這種薄膜往往是電的不良導體,從而造成接觸電阻很高,這種薄膜在一定的壓力,摩擦以及一定電壓作用下碎裂,使得底層金屬互相接觸,產生隧道效應,故電阻Rt稱為隧道電阻(或稱膜層電阻)。

  膜層電阻是影響接觸電阻變大的主要因素,Rt一般占總接觸電阻的70%~80%,所以應給Rt以充分重視,為接插件了降低膜層電阻的影響,接觸元件表面一般都要鍍復抗氧化性能強,化學穩定性好的貴金屬鍍層,以提高金屬元件的抗氧化性能,但有的貴金屬,如銀,其導電性能很好,但抗氧化和硫化性能很差,為此,幾采用鍍銀工藝的,表面最好用觸點保護劑處理一下,以提高抗氧化和硫化性能。

  3)金屬導體本身的體積電阻Rb,不同材料的體積電阻不同,體積電阻的大小取決于合金電子連接器的金相組織結構,當材料上附加一個電場時,其自由移動的電子云在電場的作用下,加速向正極移動,移動越快,材料的導電率就越好(即電阻率越低)而合金中的“雜質”或微量元素的存在,又引起電場的不均勻度,從而擴大了電子運動的偏轉和反射量的增加,并增大了偏移量和反射量,這對材料的導電率產生了不利的影響,不同合金材料,電阻率變化很大。

  噪聲的耦合和工業連接器傳播。

  共模噪聲是由于不合理的設計產生的,有些典型的原因是不同線對中個別導線的長度不同,或到電源平面或機殼的距離不同,另一個原因是元件的缺陷,如磁感應線圈與變壓器,電容器與有源器件(例如應用特殊的集成電路(ASIC))。

  磁性元件,特別是所謂“鐵芯扼流圈”型貯能電感器,是用在電源變換器之中的,總是產生電磁場,磁路中的氣隙相當于串聯電板對板路中的一個大電阻,那兒要消耗較多的電能。

  于是,鐵芯扼流圈,繞制在鐵氧體棒上,在棒周圍產生強的電磁場,在電極附近有最強的場強,在使用回描結構的開關電源中,變壓器上必定有一個空隙,其間有很強的磁場,在其中保持磁場最合適的元件是螺旋管,使電磁場沿管芯長度方向分布,這就是在高頻工作的磁性元件優選螺旋結構的原因之一。

  排針不恰當的去耦電路通常也變成干擾源,如果電路要求大的脈沖電流,以及局部去耦時不能保證小電容或十分高的內阻需要,則由電源回路產生的電壓就下降,這相當于紋波,或者相當于終端間的電壓快速變化,由于封裝的雜散電容,干擾能耦合到其它電路中去,引起共模問題。

  當共模電流污染I/O接口電路時,該問題必須解決在通過連接器之前,不同的應用,建議用不同的方法來解決這個問題,排母在視頻電路中,那兒I/O信號是單端的,且公用同一共同回路,要解決它,用小型LC濾波器濾掉噪聲。

  在低頻串聯接口網絡中,有些雜散電容就足夠將噪聲分流到底板上,差分驅動的接口,如以太,通常是通過變壓器耦合到I/O區域,是在變壓器一側或兩側的中心抽頭提供耦合的,這些中心抽頭經高壓電容器與底板相連,將共模噪聲分流到底板上,以使信號不發生失真。


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