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研究生： 柯人豪
Jen-hao Ko
論文名稱： SFP與AMC高速連接器之設計
Design of SFP and AMC High Speed Connectors
指導教授： 楊成發
Chang-fa Yang
口試委員: 吳瑞北
Ruey-beei Wu
曾昭雄
Chao-hsiung Tseng
王蒼容
Chun-long Wang
廖文照
Wen-jiao Liao
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年： 2012
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 106
中文關鍵詞： 高速連接器 、測試卡 、測試板 、SFP+ 、XFP 、AMC
外文關鍵詞： High speed connector, Test card, Test board, SFP+, XFP, AMC
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    • 本論文係針對三款高速連接器進行模擬分析與設計，第一款高速連接器為雙層小封裝熱插拔收發器SFP+連接器，其數據傳輸數率為10 Gbps。第二款高速連接器為XFP連接器，數據傳輸數率亦為10 Gbps。第三款高速連接器為AMC連接器，其數據傳輸數率達12 Gbps。本論文應用電磁模擬軟體分析高速連接器之差模阻抗，並輔以時域反射儀量測驗證之，其模擬與量測趨勢大致相符，並測量連接器之反射損耗、饋入損耗、串音干擾、傳遞延遲差異與眼圖等。本論文提出調整塑膠本體之介電係數與端子尺寸來設計高速連接器，使其差模阻抗能符合規範標準。

    This thesis proposes three kinds of high speed connectors analysis and design. The first design is about double-deckersmall form-factor pluggable transceiver (SFP+2X1) connector and the data rate is 10 Gbps. The second design is about 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable(XFP) connector and the data rate is 10 Gbps. The third design is about Advanced Mezzanine Card (AMC) connector and the data rate is 12 Gbps. In this thesis an electromagnetic solver has been used to analyze the characteristic impedance and other electrical properties, and the experimental results are performed using the time-domain reflectometry (TDR). Good agreement between the simulated and measured results is obtained. And measure the return loss, insertion loss, crosstalk, delay skew and eye diagram. Eventually, the thesis also investigates a manner to increase the dielectric constant of the insulator and adjustment connector terminal size, so that the impedance standards can be well matched with our connector design.

    目錄 摘要 I ABSTRACT II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VII 第一章緒論 1 1.1前言 1 1.2研究動機 1 1.3章節概述 2 第二章 高速連接器概論 4 2.1前言 4 2.2 特性阻抗 5 2.3 差模訊號 6 2.4 頻寬與脈衝上升時間 10 2.5 時域反射儀 10 2.6 反射損失與饋入損失 13 2.7 串音干擾 13 2.8 傳播延遲差異(Delay Skew) 15 2.9 眼圖(Eye Diagram) 15 2.10 連接器結構 16 2.11 小結 22 第三章 SFP+ 2X1高速連接器設計與分析 23 3.1 前言 23 3.2 SFP+ 2X1規範介紹 23 3.3 SFP+ 2X1連接器、測試卡與測試板架構介紹 27 3.3.1 SFP+ 2X1連接器架構介紹 27 3.3.2 SFP+2X1測試卡與測試板架構介紹 32 3.4 SFP+ 2X1連接器模擬分析 36 3.5 SFP+2X1連接器實測結果 42 3.5.1 時域反射量測 42 3.5.2 反射損失與饋入損失量測分析 46 3.5.3 串音量測分析 49 3.5.4 傳播延遲差異(Delay Skew)量測分析 52 3.5.5 眼圖量測分析 55 3.6 結論 61 第四章 XFP高速連接器設計與分析 62 4.1 前言 62 4.2 XFP規範介紹 62 4.3 XFP連接器、測試卡與測試板架構介紹 67 4.3.1 XFP連接器架構介紹 67 4.3.2 XFP測試卡與測試板架構介紹 70 4.4 XFP連接器模擬分析 74 4.5 XFP連接器實測結果 78 4.5.1 時域反射量測 78 4.5.2 反射損失與饋入損失量測分析 80 4.5.3 串音量測分析 82 4.5.4 傳播延遲差異(Delay Skew)量測分析 83 4.5.5 眼圖量測分析 85 4.6 結論 90 第五章 AMC高速連接器設計與分析 91 5.1 前言 91 5.2 AMC規範介紹 91 5.3 AMC連接器架構介紹 94 5.4 AMC連接器模擬分析 97 5.5結論 103 第六章結論 104 參考文獻 105 圖目錄 圖2.1 高速連接器開發技術 4 圖2.2 傳輸線等效電路 6 圖2.3差模訊號對結構與等效示意圖 9 圖2.4差模訊號對之等效電路圖 9 圖2.5 上升時間示意圖 10 圖2.6 傳輸線連接負載架構與結果圖 12 圖2.7 互容與互感等效電路圖 14 圖2.8 串音干擾示意圖 14 圖2.9 數位訊號之眼圖 16 圖2.10 眼圖之架構圖 16 圖2.11 平面電容架構圖 18 圖2.12 連接器之焊腳架構圖[6] 20 圖2.13 壓接式端子示意圖[6] 20 圖3.1 SFP+2X1連接器結構圖 25 圖3.2 SFP+2X1連接器結構圖解 30 圖3.3 針對不同上升時間之差模阻抗圖 31 圖3.4 SFP+2X1連接器之測試卡與測試板尺寸與架構圖 34 圖3.5 SFP+2X1連接器之測試卡設計與細部圖 35 圖3.6 SFP+2X1連接器之測試板設計與細部圖 36 圖3.7 SFP+2X1連接器結構圖解 38 圖3.8 SFP+2X1連接器端子各部分代號圖 38 圖3.9 SFP+2X1連接器模擬阻抗圖 39 圖3.10 SFP+2X1連接器更改塑膠本體一材料特性阻抗圖 40 圖3.11 SFP+2X1連接器更改塑膠本體二材料特性阻抗圖 41 圖3.12 TEKTRONIX DSA 8200數列串列分析儀 43 圖3.14 SFP+2X1連接器量測之差模阻抗圖 44 圖3.15 SFP+2X1連接器差模阻抗量測與模擬比較圖 45 圖3.16 SFP+2X1連接器反射損失量測結果 47 圖3.17 SFP+2X1連接器饋入損失量測結果 48 圖3.18 SFP+2X1連接器NEXT量測結果 50 圖3.19 SFP+2X1連接器FEXT量測結果 51 圖3.20 SFP+2X1連接器差模對內延遲差之量測結果 54 圖3.21 SFP+2X1連接器差模對間延遲差之量測結果 55 圖3.22 眼圖量測架構 56 圖3.23 SFP+2X1連接器眼圖@7 GHZ量測結果 57 圖3.24 RISE TIME無待測物與上下層待測物之比較圖 59 圖3.25 FALL TIME無待測物與上下層待測物之比較圖 59 圖3.26 EYE HEIGHT無待測物與上下層待測物之比較圖 60 圖3.27 EYE WIDTH無待測物與上下層待測物之比較圖 60 圖3.28 PEAK-PEAK JITTER無待測物與上下層待測物之比較圖 61 圖4.1 XFP連接器結構圖[13] 65 圖4.2 XFP連接器結構圖解 69 圖4.3 XFP連接器之測試卡與測試板尺寸與架構圖 72 圖4.4 XFP連接器之測試卡設計與細部圖 73 圖4.5 XFP連接器之測試板設計與細部圖 74 圖4.7 XFP連接器端子各部分代號圖 76 圖4.9 XFP連接器更改塑膠本體一材料特性阻抗圖 77 圖4.10 XFP連接器更改塑膠本體二材料特性阻抗圖 77 圖4.11 XFP連接器實品架構 79 圖4.14 反射損失量測結果 81 圖4.16 NEXT量測結果 82 圖4.17 FEXT量測結果 83 圖4.18 XFP連接器差模對內延遲差之量測結果 84 圖4.19 XFP連接器差模對間延遲差之量測結果 85 圖4.20 眼圖量測架構 86 圖4.21 XFP連接器眼圖@5 GHZ量測結果 87 圖4.22 RISE TIME無待測物與待測物之比較圖 88 圖4.23 FALL TIME無待測物與待測物之比較圖 88 圖4.24 EYE HEIGHT無待測物與待測物之比較圖 89 圖4.25 EYE WIDTH無待測物與待測物之比較圖 89 圖4.26 PP JITTER無待測物與待測物之比較圖 90 圖5.1 AMC連接器結構圖[14] 93 圖5.2 AMC連接器架構圖 96 圖5.3 AMC連接器模擬架構 98 圖5.4 AMC連接器端子各部分代號圖 99 圖5.6 AMC連接器更改塑膠本體一材料特性阻抗圖 100 圖5.8 調整端子L1長度示意圖 101 圖5.10 調整端子W寬度示意圖 102 圖5.11 AMC連接器調整端子W寬度阻抗圖 102 圖5.12 AMC連接器最佳化之模擬差模阻抗圖 103 表目錄 表2.1 魚眼結構五大功能區結構 21 表2.2三種壓接式端子優缺點 21 表 3.1 SFP+ 連接器規範值 25 表3.2 SFP+ 連接器各接腳定義 26 表3.3 SFP+2X1連接器材料相關特性 31 表3.4 SFP+2X1連接器尺寸 32 表3.5 SFP+2X1測試卡與測試板尺寸 36 表3.6 SFP+2X1連接器眼圖量測數據 58 表4.1 XFP連接器規範值 65 表4.2 XFP 連接器各接腳定義 65 表4.3 XFP連接器材料相關特性 70 表4.4 XFP連接器尺寸 70 表4.5 XFP測試卡與測試板尺寸 74 表4.6 XFP連接器眼圖量測數據 87 表5.1 AMC連接器規範值 94 表5.2 AMC連接器材料相關特性. 96 表5.3 AMC連接器尺寸 97

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    無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/24 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)
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