PCIe 5.0测试射频连接器的选型技巧有哪些？

进入PCIe 5.0以后，高速数字接口测试与传统“能不能导通”的连接测试已经完全不是一个概念。PCIe 5.0单Lane数据速率达到32 GT/s，采用NRZ信号，其奈奎斯特频率达到16 GHz。在这样的高速信号环境下，测试夹具上一颗看似不起眼的射频连接器，都可能成为整个测量链路中的阻抗不连续点。

因此，PCIe 5.0测试射频连接器的选型不能只看“接口是不是SMA”“标称频率够不够高”，而需要把连接器、同轴线缆、PCB Launch、测试夹具以及仪器端口作为一个完整的高速传输链路进行分析。

如果连接器本身的插入损耗、回波损耗、阻抗连续性或者重复插拔一致性较差，即使示波器、误码仪和网络分析仪性能足够，也可能因为测试通道本身引入额外损耗、反射和抖动，最终影响PCIe 5.0测试结果。

一、先明确：PCIe 5.0测试为什么会用到射频连接器？

这里所说的“PCIe 5.0测试射频连接器”，并不是计算机主板上常见的PCIe Card Edge插槽本身，而主要是高速测试夹具、测试板、转接板以及信号引出结构上使用的高频同轴接口。

在PCIe高速测试中，测试设备需要把高速差分信号从DUT、Add-in Card、主板或者测试Fixture引出，再连接到示波器、BERT、VNA等测试设备。

典型测试链路可能包含：

DUT → PCB走线 → RF Launch → 射频连接器 → 高性能同轴线缆 → 测试仪器。

也就是说，连接器不是独立存在的。任何一个环节出现明显阻抗突变，都可能形成反射，并叠加到最终测量结果中。

南京和适电子在协助客户处理高速测试类连接器需求时，首先需要确认的通常不是单纯的接口名称，而是实际测试频率范围、测试设备端口、PCB结构以及连接器在Fixture中的安装方式。

二、PCIe 5.0为什么比PCIe 4.0更考验测试连接器？

PCIe 4.0速率为16 GT/s，而PCIe 5.0提升到32 GT/s。虽然速率只是提高一倍，但对于整个高速链路而言，损耗、反射、串扰以及抖动控制难度都会明显增加。

PCIe 5.0采用NRZ传输，32 GT/s对应的奈奎斯特频率为16 GHz。但实际高速数字信号并不是只包含16 GHz以内的频率成分。

为了观察上升沿、抖动、眼图以及更完整的信号波形，测试链路通常需要在16 GHz以上保留一定频率裕量。

所以，如果一颗连接器的有效性能刚刚覆盖16 GHz，就不能简单认为它一定适合PCIe 5.0精密测试。

真正需要关注的是：

• 16 GHz附近的插入损耗是否仍然平滑；

• 更高频段是否存在明显谐振；

• 回波损耗是否快速恶化；

• 相位是否稳定；

• 多颗连接器之间一致性是否足够；

• PCB过渡区域是否引入额外不连续。

因此，PCIe 5.0测试连接器最好留出合理的高频性能余量，而不是按照奈奎斯特频率进行“卡线选型”。

三、选型第一步：不要只问频率，要先确定测试目的

同样是PCIe 5.0测试，不同测试目的对射频连接器和整个测试链路的要求可能完全不同。

常见场景包括：

• PCIe 5.0 Tx发射端信号质量测试；

• Rx接收容限测试；

• 眼图与抖动测试；

• 误码率BER测试；

• PCB通道插入损耗测试；

• 回波损耗测试；

• S参数测试；

• 高速测试Fixture表征；

• 主板与Add-in Card通道调试；

• 研发阶段信号完整性验证。

例如，如果只是进行基本功能验证，对连接器的要求可能相对宽松；如果需要进行高精度S参数、眼图或者一致性测试，则连接器自身的高频性能和重复性就非常关键。

因此，正确逻辑应该是：

先确定测试项目 → 再确定测试频率与仪器 → 再确定线缆 → 最后匹配连接器与PCB Launch结构。

四、带宽怎么选？不要把16 GHz当成唯一标准

这是PCIe 5.0测试连接器选型中非常重要的一点。

由于PCIe 5.0的奈奎斯特频率为16 GHz，工程上如果只选择一款标称16 GHz左右的连接器，测试链路几乎没有高频裕量。

对于信号完整性测试而言，更合理的做法通常是选择性能覆盖范围明显高于目标奈奎斯特频率的连接器系统。

根据具体仪器、线缆以及Fixture设计，一些PCIe Gen5高速测试平台会采用26.5 GHz甚至40 GHz等级的同轴接口，以获得更大的测量裕量。

但这里也不能简单理解为“40 GHz一定比26.5 GHz好”。

如果连接器本身支持40 GHz，而PCB Launch只能稳定工作到18 GHz，那么整个系统性能依然由最弱环节决定。

所以真正要看的是：

连接器 + Launch + PCB + 线缆 + 转接器 + 仪器端口组成后的完整有效带宽。

五、2.92 mm、SMA等接口应该怎么选择？

在高速测试设备和测试Fixture中，经常会见到SMA、3.5 mm、2.92 mm等同轴接口。

传统SMA应用非常广泛，成本和配套资源也较成熟，但不同厂商、不同结构SMA产品的高频性能差异非常明显，因此不能看到“SMA”三个字就默认它能够满足PCIe 5.0精密测试。

对于要求更高的高速测试，2.92 mm接口是一种常见选择，其高频能力可以覆盖到40 GHz等级，并且与部分SMA、3.5 mm接口具有机械兼容关系。

不过，机械上能够连接并不等于整个组合可以保持原来的最高高频性能。

如果将高性能2.92 mm测试接口与普通低频SMA连接器混用，整个链路的最终性能仍然可能受到低性能接口限制。

所以选择接口时应同时确认：

• 接口类型；

• 额定频率；

• 连接器实际S参数；

• 配套线缆连接器等级；

• 测试仪器端口类型；

• 转接器是否会成为瓶颈。

六、50Ω只是基础，更重要的是阻抗连续性

绝大多数射频测试设备和同轴接口采用50Ω单端阻抗系统。

但PCIe信号本质上是高速差分信号，因此从PCB高速差分走线过渡到同轴测试接口时，会涉及复杂的阻抗转换和传输结构设计。

连接器本身标称50Ω，并不能保证整个测试通道就是理想的50Ω环境。

真正容易产生问题的位置通常是：

• 连接器中心针到PCB焊盘的过渡；

• 焊盘尺寸；

• 参考地开窗；

• 过孔结构；

• 连接器地脚布局；

• 高速差分线到同轴端口的过渡区域；

• PCB层叠变化区域。

这些位置统称为Launch或者Transition区域。

因此，高速测试连接器选型必须同时考虑厂家推荐的PCB Footprint和Launch设计，而不是连接器买回来之后再按照普通射频座的方法随意画焊盘。

七、插入损耗不能只看一个频点

插入损耗是高速测试连接器非常关键的指标，但实际判断时不能只看一个频率点的数值。

对于PCIe 5.0而言，更重要的是观察整个目标频率范围内的S21变化趋势。

理想状态应该是：

• 损耗随频率上升相对平滑；

• 没有异常深陷；

• 没有明显高频谐振；

• 不同样品之间变化较小；

• 重复连接后的结果具有良好一致性。

如果某款连接器在16 GHz附近出现明显的Insertion Loss异常，即使厂家宣传的最高工作频率很高，也需要谨慎评估。

因为高速数字链路最担心的并不只是整体衰减，而是不平滑的频率响应。

八、回波损耗比很多采购人员想象中更重要

连接器产生的阻抗不连续会使一部分信号能量发生反射，而回波损耗S11就是判断这种反射程度的重要参数之一。

PCIe 5.0测试链路中，如果连接器、PCB Launch或者线缆接口的阻抗控制较差，就可能出现明显反射。

这些反射可能进一步影响：

• 眼图开口；

• 边沿质量；

• 抖动测量；

• 通道损耗评估；

• 均衡效果；

• 最终测试裕量。

因此，采购PCIe 5.0测试射频连接器时，不应该只问：

“这个连接器能不能做到26.5 GHz？”

更专业的问题应该是：

“在我们真正关心的频率范围内，它的S11和S21表现怎么样？”

九、测试一对差分信号时，要关注连接器一致性

PCIe采用差分传输方式，因此一组Lane中的正负两路信号应该尽可能保持一致。

如果用于正负两路信号的射频连接器或者线缆存在明显电气长度差异，就可能增加差分信号的Skew。

在32 GT/s高速环境下，一个Unit Interval只有31.25 ps，测试链路中原本看起来很小的时间偏差，也需要更加认真地处理。

因此，用于差分测试的两路连接器和线缆，应尽可能保证：

• 型号一致；

• 线缆长度一致；

• 连接器结构一致；

• PCB走线长度尽量匹配；

• Launch结构对称；

• 装配工艺一致。

对于要求较高的测试平台，还应关注线缆和连接器组合后的相位匹配性能。

十、连接器安装方式会直接影响PCIe 5.0测试性能

高速测试连接器常见安装形式包括End Launch、Edge Mount、Vertical Launch等。

不同安装形式并不存在绝对意义上的“谁最好”，关键要看PCB结构、测试布局以及可实现的阻抗连续性。

Edge / End Launch通常可以直接从PCB边缘引出高速信号，结构相对直观，在高速测试板中应用广泛。

Vertical Launch可以从PCB垂直方向引出接口，但往往需要更加仔细地设计过孔、反焊盘和接地结构。

当频率上升到PCIe 5.0测试所涉及的范围后，一颗连接器本体可能性能很好，但如果安装结构设计不合理，整个通道依然可能出现明显谐振和反射。

十一、PCB厚度不能忽略

部分End Launch类高频连接器会针对特定PCB厚度、板边结构或者铜层位置设计。

如果连接器要求的PCB厚度与实际测试板厚度不匹配，可能出现：

• 中心针与PCB焊盘高度不匹配；

• 焊接间隙过大；

• 接地接触不充分；

• 阻抗过渡异常；

• 装配机械应力增加。

所以在连接器采购之前，最好同步确认PCB厚度，而不是等PCB已经完成之后才选择高频接口。

十二、连接器和测试线缆必须按照同一个系统选型

PCIe 5.0测试中还有一个常见错误：连接器选得非常好，但测试线缆性能不足。

例如连接器选择40 GHz等级产品，但随后使用的同轴线缆在高频范围内损耗很大或者相位稳定性较差，那么连接器的高性能并不能改善整个测试系统。

测试线缆需要同步关注：

• 频率范围；

• 插入损耗；

• 相位稳定性；

• 弯折后的性能变化；

• 连接器接口等级；

• 长度一致性；

• 机械耐久性。

尤其是实验室环境中测试线缆经常移动和弯折，如果线缆弯曲后相位变化明显，会增加测量结果的不确定性。

十三、不要忽略连接器的重复插拔一致性

研发实验室中的测试连接器与普通设备内部连接器使用方式完全不同。

测试接口可能需要每天反复插拔，如果机械寿命和接口重复性不足，使用一段时间以后就可能出现测试结果漂移。

因此，除了最高工作频率，还应该关注：

• 机械插拔寿命；

• 连接重复性；

• 中心导体磨损情况；

• 外导体接触状态；

• 螺纹结构稳定性；

• 规定锁紧扭矩。

高频测试接口尤其不能依靠“手感差不多”随意锁紧。

锁得过松可能导致接触和重复性不稳定；锁得过紧又可能损伤接口。因此，对于精密射频测试接口，按照规定扭矩进行连接更加合理。

十四、测试连接器最好关注S参数，而不是只看Datasheet标题

对于普通连接器，额定频率可能已经能够帮助完成初步筛选。但对于PCIe 5.0测试应用，如果项目要求较高，建议进一步查看连接器厂商提供的S参数资料。

常见文件通常包括Touchstone格式，例如：

• .s1p；

• .s2p；

• 多端口S参数文件。

通过这些数据，可以进一步分析连接器在实际频率范围内的：

• Insertion Loss；

• Return Loss；

• 相位；

• 阻抗变化；

• 谐振位置。

如果后续还需要进行SI仿真，完整的连接器模型和S参数文件也会比单纯的产品规格表更有价值。

十五、De-embedding能力会影响连接器应该如何选择

PCIe 5.0高速测试中，经常需要把测试Fixture本身的影响从最终测量结果中尽可能剥离，这就是De-embedding。

在实际Fixture设计中，可以通过相应校准结构、2x-Thru、TRL或者其他表征方法获得夹具特性，再进行去嵌处理。

但这里有一个重要原则：

De-embedding不是用来拯救一个设计很差的测试通道。

如果连接器和Launch存在严重谐振、损耗过大或者测量重复性很差，即使进行去嵌，也可能明显增加测量不确定度。

因此，最合理的方法仍然是从硬件设计阶段就尽可能降低测试Fixture本身的影响。

十六、多Lane测试还要考虑串扰问题

PCIe系统可能包含x1、x4、x8甚至x16等不同Lane配置。当测试Fixture上排列大量高速射频连接器时，布局密度会明显提高。

这时不能只关注单颗连接器性能，还应该考虑：

• 相邻接口之间的间距；

• PCB高速走线之间的耦合；

• 回流路径连续性；

• 连接器周围接地结构；

• 差分对之间的串扰；

• TX和RX之间的相互影响。

如果Fixture设计非常紧凑，可以通过多端口S参数进一步分析NEXT、FEXT等串扰指标。

十七、采购时不要只拿“PCIe 5.0”四个字询价

对于这种高速测试应用，仅仅告诉供应商“我要PCIe 5.0连接器”通常是不够的。

为了避免反复确认，建议一次性提供以下信息：

• 用途：PCIe 5.0高速测试Fixture；

• 测试设备型号或仪器接口类型；

• 目标测试带宽；

• 希望使用的RF接口类型；

• PCB厚度；

• 板边安装还是垂直安装；

• 是否需要配套测试线缆；

• 是否需要S参数文件；

• 接口数量；

• 预计插拔频率；

• 是否存在尺寸和布局限制。

南京和适电子在处理高速测试连接器选型需求时，会更关注完整测试链路，而不是仅按照“频率够不够”推荐产品。对于PCIe 5.0这类高速应用，连接器本体、PCB Launch以及测试线缆最好同步确认。

十八、PCIe 5.0测试射频连接器常见的选型误区

误区一：32 GT/s就等于需要32 GHz连接器。

GT/s与GHz不能直接这样对应。PCIe 5.0采用NRZ信号，奈奎斯特频率为16 GHz，但实际测试系统的带宽设计还需要考虑高频裕量。

误区二：连接器标称40 GHz，测试系统就能达到40 GHz。

错误。整个测试链路最终性能由连接器、线缆、PCB、Launch、转接器以及仪器共同决定。

误区三：SMA都差不多。

错误。不同SMA产品在结构、公差、材料和高频性能方面可能存在明显差异，必须查看具体型号的技术参数。

误区四：只看Insertion Loss，不看Return Loss。

对于PCIe Gen5这样的高速信号，反射同样会对信号质量造成明显影响。

误区五：PCB Launch后面再设计。

高频连接器与PCB过渡应该从测试板设计阶段共同规划。

误区六：测试线缆随便选。

低质量线缆可能直接消耗测试系统的信号裕量，并增加相位和幅度测量误差。

十九、实际选型可以按照这套顺序进行

对于PCIe 5.0测试射频连接器，可以按照下面的逻辑完成初步选型：

第一步：确认PCIe代际和最高速率。

PCIe 5.0最高为32 GT/s，明确测试信号的基础频率需求。

第二步：确认测试类型。

区分Tx、Rx、BER、眼图、S参数以及通道表征等不同用途。

第三步：确定测试系统需要的有效带宽。

不要单纯把16 GHz作为连接器选型上限，应根据测试精度和仪器配置预留合理裕量。

第四步：确定接口形式。

根据测试设备和Fixture要求，在SMA、2.92 mm等接口中选择合适方案。

第五步：核对S参数。

重点观察目标频段内S11、S21以及是否存在异常谐振。

第六步：确认PCB Launch。

按照连接器制造商推荐结构，并结合实际PCB Stackup进行优化。

第七步：匹配测试线缆。

连接器和线缆应具有相匹配的频率等级和稳定性。

第八步：进行VNA表征。

对于要求较高的Fixture，建议完成实际S参数测试并建立去嵌数据。

二十、为什么PCIe 5.0测试不能单独“选一颗连接器”？

PCIe 5.0的高速特性决定了，连接器选型已经不能脱离信号完整性环境独立进行。

一个优秀的测试接口至少需要同时满足三个维度：

第一，高频电气性能。

包括带宽、插入损耗、回波损耗、阻抗连续性和相位特性。

第二，机械性能。

包括安装方式、PCB厚度匹配、机械强度、接口耐久以及重复连接稳定性。

第三，系统兼容性。

包括仪器接口、线缆接口、PCB Launch以及测试Fixture设计。

缺少任何一个维度，都可能导致最终测试链路并没有达到预期性能。

二十一、总结：PCIe 5.0测试连接器，核心不是“频率越高越好”

PCIe 5.0达到32 GT/s以后，高速测试射频连接器已经成为测试链路中不可忽略的一部分。

选型时首先需要理解32 GT/s与16 GHz奈奎斯特频率之间的关系，然后根据实际测试目的预留合理高频裕量，而不是简单按照一个标称频率数字完成采购。

真正需要综合评估的是：

有效带宽、S11、S21、阻抗连续性、PCB Launch、相位一致性、测试线缆、安装方式以及重复插拔稳定性。

尤其是在眼图、抖动、S参数以及高速通道验证等精密测试中，测试Fixture自身引入的损耗和反射越小，最终测量结果才越具有参考价值。

如果项目涉及PCIe 5.0、服务器、AI计算平台、高速存储或者其他高速数字接口，在连接器采购前最好把测试仪器、PCB Stackup、接口形式和目标带宽一起确认。南京和适电子可结合具体应用协助进行型号核验和配套判断，更多相关内容可进入连接器选型服务进一步了解。

归根结底，PCIe 5.0测试射频连接器选型的正确思路不是寻找一颗“最高GHz”的连接器，而是建立一条损耗可控、反射可控、阻抗连续、重复性稳定并且能够被准确表征的高速测试链路。只有整个链路达到要求，高性能测试设备的能力才能真正发挥出来。