Οι ηλεκτρονικές συσκευές συρρικνώνονται συνεχώς, ενώ οι ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων αυξάνονται συνεχώς.πρέπει να είναι σε θέση να ενσωματώνουν περισσότερα κυκλώματα σε μικρότερο χώρο, διατηρώντας παράλληλα το ρυθμό μετάδοσης δεδομένωνΟι σχεδιαστές πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουν τα ζητήματα της ψύξης του αέρα και της φυσικής απομόνωσης για να ελαχιστοποιήσουν όσο το δυνατόν περισσότερο τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI).
Η συσσώρευση πλακών εκτυπωμένων κυκλωμάτων (PC boards) είναι μια κοινή μέθοδος για την αύξηση της πυκνότητας των κυκλωμάτων.κατά την κατασκευή διαδρομών ψύξης και απομόνωσης σήματος.
Αυτό το άρθρο περιγράφει εν συντομία τις διάφορες προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι σχεδιαστές κυκλωμάτων υψηλής ταχύτητας.Στη συνέχεια, να εισαγάγετε το πίνακα της Würth Elektronik σε συνδέσεις πίνακα και να εξηγήσει πώς να χρησιμοποιήσετε αυτές τις συνδέσεις για να επιτύχετε αξιόπιστες συνδέσεις σήματος, διατηρώντας την ακεραιότητα του σήματος.
Πίνακας σάντουιτς
Η διάταξη του sandwich panel αποτελείται από δύο παράλληλες πλακέτες κυκλωμάτων τοποθετημένες κατακόρυφα, οι οποίες συνδέονται ηλεκτρικά μέσω συνδέσμων πλακέτας με πλακέτα (εικόνα 1, αριστερά).
Πίνακες κυκλωμάτων που είναι τοποθετημένοι σε πολλαπλές στήλες με σάντουιτς
Σχήμα 1: Η αριστερή εικόνα δείχνει παραδείγματα πολλαπλών ενσωματωμένων κυκλωτικών πλακών (PCB), η δεξιά εικόνα δείχνει τη μέθοδο εγκατάστασης της υπο-πλακέτας,που μπορούν να εγκατασταθούν μέσω συνδέσμων, τεχνολογία επιφανειακής τοποθέτησης ή συρματοειδείς κολώνες απομόνωσης. (Πηγή εικόνας: Würth Elektronik)
Αυτή η διάταξη πίνακας προς πίνακα που αποτελείται από δύο πλαίσια κυκλώματος φέρνει περισσότερο φυσικό χώρο στο κύκλωμα.ή να σχηματίσουν φυσική απομόνωση για τη βελτίωση της ροής αέρα και τη μείωση του EMIΟι συνδετήρες πίνακας προς πίνακα συνδέονται απευθείας με την πλατφόρμα κυκλώματος χωρίς τη χρήση καλωδίων.Η ανώτερη πλακέτα κυκλώματος μπορεί να υποστηριχθεί και να στερεωθεί από συνδέσμους, ή στερεώνεται με επιφανειακή τοποθέτηση ή με ρυμουλκούμενες απομονωτικές στήλες για την ενίσχυση της αντοχής σε δονήσεις και συγκρούσεις (εικόνα 1, δεξιά).
Παράγοντες εξέτασης για την ακεραιότητα του σήματος
Η ακεραιότητα του σήματος περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο στρεβλώνονται ή εξασθενούν τα σήματα όταν μεταδίδονται από μια πλακέτα κυκλώματος σε άλλη μέσω συνδέσμων.είναι ανεξάρτητες από τη συχνότητα και μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν στους υπολογισμούς και να διορθωθούν.
Ωστόσο, οι δύο βασικές παράμετροι ακεραιότητας σήματος που σχετίζονται με τη συχνότητα είναι ο συντελεστής αντανάκλασης (ρ) και ο συντελεστής μετάδοσης (t) (σχήμα 2).Ο συντελεστής μετάδοσης εκφράζεται συνήθως σε ντεσιμπέλ (dB) χρησιμοποιώντας απώλεια εισαγωγήςΟ συντελεστής αντανάκλασης (αποστροφή) προκαλείται από την αντανάκλαση των σημάτων δεδομένων πίσω στην πηγή σήματος όταν συναντούν βήματα αξίας αντίστασης.Η απώλεια εισαγωγής χρησιμοποιείται για να ποσοτικοποιηθεί η εξασθένιση της διαδρομής μετάδοσηςΚαι τα δύο εξαρτώνται από την αντίσταση των συνδέσμων (ZCAB) σε σχέση με την αντίσταση των γραμμών της πλακέτας PC (Zs).
Τόσο η απώλεια επιστροφής όσο και η απώλεια εισαγωγής εξαρτώνται από την αντίσταση του συνδετήρα
Σχήμα 2: Η απώλεια επιστροφής και η απώλεια εισαγωγής εξαρτώνται από την αντίσταση των συνδέσμων σε σχέση με την αντίσταση των γραμμών της πλακέτας υπολογιστή.
Η απώλεια μετάδοσης θα μειώσει το εύρος του σήματος που περνά από τη σύνδεση και είναι ανάλογη με το μήκος της διαδρομής και τη γεωμετρική δομή της σύνδεσης.Το Near End Crosstalk (NEXT) ή το Far End Crosstalk (FEXT) μπορεί επίσης να προκαλέσει κάποια απώλεια ενέργειας. Return loss and transmission coefficient are frequency dependent parameters that depend on the difference between the connector impedance (simulated as a cable) and the circuit board transmission line impedance (assumed to be 50 Ω in this example)Ο συντελεστής αντανάκλασης και ο συντελεστής μετάδοσης καθορίζονται από τους παραδείγματες.
Το σχήμα 2 δείχνει τη διακύμανση αυτών των παραμέτρων με την αντίσταση του συνδέσμου (καλωδίου).η θεωρητική απώλεια απόδοσης είναι μηδενική και ο συντελεστής μετάδοσης είναι 100%Εάν η αντίσταση του συνδέσμου αποκλίνει από 50 Ω,οι αλλαγές στις σχετικές παραμέτρους θα είναι ανάλογες με την τιμή και τη συχνότητα απόκλισης της αντίστασης του συνδέσμου από 50 ΩΣτις συνδέσεις, η αντίσταση εξαρτάται από το χρησιμοποιούμενο υλικό μόνωσης και τη γεωμετρική δομή των καρφίτσες, συμπεριλαμβανομένου του πλάτους, του μήκους και της απόστασης (διαστήματα).Η καλωδίωση των γειτονικών καρφίτσες μπορεί επίσης να έχει επιπτώσεις σε αυτό.
Υπάρχουν δύο κοινές διαμορφώσεις καλωδίωσης για τη μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας (σχήμα 3): η μία είναι μια ενιαία δομή, όπου το σήμα δεδομένων αναφέρεται στη γη.Ένας άλλος τύπος είναι η διαφορική δομή, η οποία χρησιμοποιεί δύο συμπληρωματικές γραμμές σήματος και το πλάτος του σήματος δεδομένων είναι η διαφορά τάσης μεταξύ των δύο γραμμών σήματος.Τα διαφορικά σήματα χρησιμοποιούνται για τη μείωση του θορύβου και των παρεμβολών σε διπλές γραμμές σήματοςΓενικά, τα διαφορικά σήματα χρησιμοποιούνται για εφαρμογές με τα υψηλότερα ποσοστά δεδομένων.