在高速信号或射频应用中,连接器不仅要保证可靠的机械连接,还要保证信号传输的质量。这时,Insertion Loss(插入损耗)成为设计和选型中必须关注的重要参数。
什么是插入损耗
Insertion Loss指信号通过连接器或传输链路时,由于阻抗不匹配、电阻、介质损耗和耦合效应造成的信号幅度衰减。通常用分贝(dB)表示,值越小表示信号衰减越低,传输性能越好。
公式表示为:

其中Vin为输入信号电压,Vout为输出信号电压。
在高速数据或射频连接中,插入损耗直接影响信号的带宽、速率和传输距离。
插入损耗的来源
1.电阻损耗(Conduction Loss)
端子和导体材料的固有电阻会消耗部分信号能量。
2.介质损耗(Dielectric Loss)
连接器塑料壳体或绝缘体在高频下吸收能量。
3.反射损耗(Reflection Loss)
阻抗不匹配会导致信号部分反射回源端,从而降低输出幅度。
4.耦合与串扰(Crosstalk)
邻近端子之间的电磁耦合会分散信号能量,也会表现为插入损耗。
工程设计中的考虑
在设计或选型高速连接器时,需要关注以下关键点:
1.端子和接触设计
优化端子形状和接触面,提高导电性能,降低电阻
确保端子配合良好,避免“接触不良”造成的额外损耗
2.阻抗控制
设计时确保连接器的阻抗与PCB、线缆匹配(如50Ω或100Ω)
避免信号反射增加插入损耗
3.材料选择
高速信号需低介电常数(LowDk)材料
低损耗塑料和金属镀层减少能量损耗
4.频率适应性
高频信号下插入损耗随频率增加而上升
必须在设计阶段通过仿真或测试验证性能
应用示例
数据中心高速互连
40G、100GEthernet或PCIe连接器中,低插入损耗是保证高速数据可靠传输的前提。
射频/微波系统
天线、测试设备和射频模块中,任何额外损耗都会影响信号质量,甚至导致系统误差。
汽车高速总线
汽车以太网(Automotive Ethernet)和高速传感器信号传输要求插入损耗尽可能低,以保证可靠通信。
Insertion Loss(插入损耗)是连接器在高速信号和射频应用中的核心性能指标,它衡量信号通过连接器时的幅度衰减。设计时需要关注端子接触、电阻、阻抗匹配、材料及结构,确保信号完整性。低插入损耗不仅提升传输速率,也直接关系到系统可靠性和信号质量。