Nopean signaaliohjelmiston ja laitteiston nopea kehitys kaikilla toimialoilla on luonut korkeamman taajuuden ja kaistanleveyden. Vastaavasti myös liitinkomponenttien suorituskykyvaatimukset ovat myös tiukempia. Samanaikaisesti laite- ja pakkauslomakkeiden, toisiinsa ja muiden laitteiden miniatyrisointi järjestelmässä esittelee lisäsuunnittelun haasteita. Kaikilla näillä tosiasioilla on merkittävä vaikutus signaalin lähetyksen eheyteen.
Nopeiden liittimien signaalin eheyden perusteoria
Kun useimpien laitteiden ja laitteiden kokonaisrakenne muuttuu huomattavasti pienemmäksi ja toimii korkeammilla taajuuksilla, syntyy signaalin eheysongelmia ja vaativat erityistä huomiota. Tyypillisellä impedanssilla, lisäyshäviöllä, paluumenetyksellä ja ylikuormituksella - joiden joukossa impedanssilla ja ylikuormituksella on suurin vaikutus liittimen signaalin eheyteen - on kaikki tarkkailtava testaustasolla varmistaaksesi laitteen optimaalisen suorituskyvyn.
Sirontaparametreja (S-parametrit) käytetään usein signaalin eheydessä vakiomuotena kuvaamaan liitäntöjen laajakaistainen korkeataajuuskäyttäytyminen. S-parametrit ovat muoto kuvata, kuinka liitännäisen tai komponenttien strengoiva aaltomuoto hajoaa pois DUT (laitteen alla olevan laitteen) prosessin aikana.
Nopeana liittimien signaalin eheyteen vaikuttavat keskeiset tekijät
Yleensä suurten nopeuksien liittimien signaalin eheyteen vaikuttavat tärkeimmät tekijät ovat suunnittelutila, lähetysnopeus ja signaalin menetys. Eri PCB -asettelumallit liittyvät läheisesti näihin tekijöihin, joilla on kriittinen vaikutus signaalin yleiseen eheyteen. Eri piirilevyn asettelumallissa vaikuttaa liittimen esittämät korkeataajuusominaisuudet.
Tällä hetkellä tavallisella nopealla liittimellä on täydellinen rakenne ja eritelmä. Insinöörien on vain säädettävä tämän rakenteen suunnittelua vastaamaan tietyn eritelmän edellyttämiin korkeataajuusolosuhteisiin. Normaaliolosuhteissa asiakkaat voivat tarjota vain suunnittelutilan ja vaaditun siirtopinnan. Monissa tapauksissa jopa signaalin menetyksen vaatimukset ovat epävarmoja, mikä vaatii erilaisia piirilevyjen asettelua ja jatkoa säätämisiä suunnittelussa. Täällä voidaan tarvita räätälöityjä tuotteita. Räätälöinti nopean liittimien kehittämisessä varmistaa signaalin eheyden korkean tason. Insinöörit luottavat usein FEA: n (äärellisen elementtianalyysin) simulointiin auttaakseen nopean liittimien suunnittelussa.
Kuinka FEA-simulaatio auttaa nopean liittimen suunnittelua
Nopeana liittimien räätälöityyn kehitykseen XHSCON säätää usein mekanismin suunnittelua vastaamaan asiakkaiden tarpeisiin stressin ja korkeataajuisen FEA-simulaation avulla ja verrataan lopulta tuotteen korkeataajuisia ominaisuuksia prosessin jälkeen simulaation pätevyyden vahvistamiseksi. Kokemuksen keräämiseksi ja jatkuvasti simulaation tarkkuuden parantamiseksi tehdään useita vertailuja. Prosessi on jaettu seuraaviin vaiheisiin:
1. FEA: n lisäys- ja uuttamissimulaation jälkeen voidaan saada liittimen lisäys- ja poimintavoimatiedot arvioidakseen, vastaako mekanismin suunnittelu vaatimukset. Lisäksi terminaalin muodonmuutostila voidaan johtaa FEA: n simulaatiotuloksista liittimen asettamisen jälkeen. Useiden varmennussimulaatioiden jälkeen, niin kauan kuin materiaaliparametrit ja FEA -simulaatio -olosuhteet asetetaan oikein, päätelaitteiden lisäysvoima ja tila muodostavat tulokset tarkasti lähellä todellisia arvoja.
2.Ded FEA -simulaation löytämä terminaalisen muodonmuutostila ja piirrä piirilevyn 3D -malli uudelleen. Tuo piirretty malli korkeataajuiseen FEA-ohjelmistoon ja aseta mallin parametrit korkeataajuisen simulaation suorittamiseksi.
3.Suunnittelun ja simulaation jatkuvan ja toistuvan säädön jälkeen voidaan saada S-parametrit, jotka vastaavat asiakkaiden tarpeita. Neljä korkeataajuusolosuhdetta ovat ominaista impedanssia, lisäysmenetelmää, paluumenetelmää sekä lähialue- ja kaukaisen ylikuormituksen (seuraava ja fext).
Signaalin eheysongelmat, jotka syntyvät korkeampien siirtotaajuuksien ja liittimen suunnitteluhaasteiden kanssa, muuttuvat entistä vakavammiksi. Teoriassa korkean taajuuden siirron suhteen, mitä paremmin ominaista impedanssia, sitä vähemmän signaalin eheysongelmien esiintyminen. Avaruusmekanismin rajoituksessa liittimen kosketusliittimen muoto on kuitenkin epäsäännöllisempi, mikä johtuu siitä, että liitin sovitetaan korkeataajuussiirtoon. Tyypillinen impedanssi on vaikeaa, varsinkin kun piirilevyn asettelun suunnittelulla on suuri vaikutus signaalin eheyteen. Siksi räätälöityjen nopean liittimien kehittämisessä tarkempi vertailu voidaan saada FEA-simulaation avulla signaalin eheyden varmistamiseksi, täyttämällä laitteiden edellyttämät nopean siirtovaatimukset ja välttävät tehokkaasti resurssien tuhlausta, mikä johtaa kustannussäästöihin.