一般地,当数字信号的时钟频率超过100MHz或者上升边时间小于1ns时,称该信号为高速信号。传输高速信号的连接器就是高速连接器。高速连接器关乎到整个数据通信系统中信号传输的整体质量,是电子设备中不可或缺的关键部件。高速连接器首要的功能是传输高速信号,并保持信号的完整性,使信号能够在高速的条件下可靠传输,降低甚至消除互连系统的阻抗不连续、反射和串扰等信号完整性问题。在高速连接器应用设计中,连接器的阻抗匹配、串扰、传播延迟以及走线形状都是需要考虑的重要因素。本课题的研究对象为MERITEC型号高速连接器,研究分析它的信号完整性指标。本课题的研究目的是在高速条件下,确保研究对象的功能实现,保证互连系统在高速的情况下仍然具有良好的信号完整性。本文以理论计算和HFSS仿真相结合的研究方法,对高速圆形差分连接器信号完整性设计。本课题研究对象的接触对长度大于信号上升边的空间延伸的六分之一,属于高频/高速的领域,故应该被当作传输线来看待,需要从电磁波的角度来分析信号的数据传输过程。观察高速连接器内部结构发现,信号在传输时就像在两个参考平面之间的带状线上传输,所以不考虑接触而将连接器简化成带状线先行电磁仿真分析,得到阻抗受控的结论。学习三维电磁仿真软件HFSS用于信号完整性仿真的整体流程,探索出针对高速连接器仿真设计的关键技术。对实际研究对象三款高速连接器:9号、17号和23号连接器做高速率传输性能仿真,仿真内容包括TDR特征阻抗、插入损耗、回波损耗、近端串扰、远端串扰。分析仿真结果,得出结论:三款连接器的TDR阻抗均符合设计指标。其他指标中,在0-10GHz内,17号连接器各性能指标均符合设计要求,9号连接器插损、回损满足指标要求但是其他指标均不符合设计要求,23号连接器各指标均不符合。阻抗匹配是保证系统信号完整性的首要前提,根据现有条件,兼顾连接器生产实际(已确定生产材料,故选材不容改变)提出增加连接器簧片宽度的实验方案,探究结构调整后的高速连接器信号完整性指标。完成仿真后,与原始模型的信号完整性指标对比,评价该方案优劣。高速连接器设计的首要原则就是尽量减少引入的阻抗不连续,针对仿真结果中出现阻抗不连续的问题,运用高速互连理论进行分析,结合仿真计算出的阻抗结果,指出了高速连接器绝缘体用以焊接的挖槽,是造成阻抗不匹配的原因。高速连接器是组成整个互连系统不可分割的一个重要元件,其信号完整性问题已经成为国内外研究机构亟待突破的技术难关。提高互连系统的传输效率,研发能够可靠地传输数据的高速连接器是必经之路。即使高速连接器自身的性能非常优良,但是当把它们安装到PCB或者其他设备上时,依然可能引起阻抗突变,所以解决高速互连系统信号完整性问题不应该局限于连接器本身,还可以深入研究连接器的连接技术等等。所以,本课题中仿真实验只包括连接器模型,不一定能准确预测该连接器工作性能。随着5G蜂窝网络的建设,5G时代的到来并不是一个幻想,未来的数据传输速度肯定会比现在更高,以本课题研究的内容为基础,后续可以对更高速率的高速连接器进行分析设计。