إن التطوير السريع لبرامج الإشارات عالية السرعة والأجهزة في جميع الصناعات قد خلق مستوى أعلى من التردد وعرض النطاق الترددي. وفقًا لذلك ، فإن متطلبات الأداء الإجمالية لمكونات الموصل هي أيضًا أكثر صرامة. في الوقت نفسه ، فإن تصغير نماذج الأجهزة والحزم ، والوصلات البينية ، والأجهزة الأخرى داخل النظام ، يمثل تحديات تصميم إضافية. كل هذه الحقائق لها تأثير كبير على سلامة انتقال الإشارة.
النظرية الأساسية لسلامة إشارة الموصلات عالية السرعة
نظرًا لأن الهيكل العام لمعظم الأجهزة والمعدات يصبح أصغر بكثير ويعمل على ترددات أعلى ، فإن مشكلات تكامل الإشارة تنشأ وتتطلب اهتمامًا خاصًا. يجب مراقبة المعاوقة المميزة ، وفقدان الإدخال ، وفقدان العائد ، والعولمة - من بينها ، من بينها المعاوقة والعولمة على أكبر تأثير على سلامة إشارة الموصل - على مستوى الاختبار لضمان أداء الجهاز الأمثل.
غالبًا ما يتم استخدام معلمات الانتثار (S-parameters) في سلامة الإشارة كتنسيق قياسي لوصف السلوك العالي التردد العالي النطاق للربط. S-parameters هي تنسيق لوصف كيف يتنثير شكل موجي قياسي من ترابط interconnect أو المكون أثناء عملية DUT (الجهاز قيد الاختبار).
العوامل الرئيسية التي تؤثر على سلامة إشارة الموصلات عالية السرعة
بشكل عام ، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على سلامة إشارة الموصلات عالية السرعة هي مساحة التصميم ومعدل النقل وفقدان الإشارة. ترتبط تصميمات تخطيط PCB المختلفة ارتباطًا وثيقًا بهذه العوامل ، والتي لها تأثير حاسم على سلامة الإشارة الكلية. تحت تصميمات تخطيط PCB المختلفة ، ستتأثر الخصائص عالية التردد المقدمة من الموصل.
في الوقت الحاضر ، يحتوي الموصل القياسي عالي السرعة على بنية ومواصفات كاملة لمتابعة. يحتاج المهندسون فقط إلى ضبط التصميم تحت هذا الهيكل لتلبية شروط التردد العالية التي تتطلبها مواصفات معينة. في ظل الظروف العادية ، يمكن للعملاء توفير مساحة التصميم ومعدل الإرسال المطلوب فقط. في كثير من الحالات ، حتى متطلبات فقدان الإشارة غير مؤكدة ، مما يتطلب تخطيطات مختلفة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومزيد من التعديلات داخل التصميم. هذا هو المكان الذي قد تكون هناك حاجة إلى المنتجات المخصصة. يضمن التخصيص في تطوير الموصلات عالية السرعة مستوى عالٍ من سلامة الإشارة. يعتمد المهندسون غالبًا على محاكاة FEA (تحليل العناصر المحدودة) للمساعدة في تصميم الموصلات عالية السرعة.
كيف تساعد محاكاة FEA تصميم الموصل عالي السرعة
في التطوير المخصص للموصلات عالية السرعة ، يقوم XHSConn بضبط تصميم الآلية بشكل متكرر لتلبية احتياجات العملاء من خلال الإجهاد ومحاكاة FEA عالية التردد ، ويقارن أخيرًا الخصائص عالية التردد للمنتج بعد العملية لتأكيد صحة المحاكاة. يتم إجراء مقارنات متعددة لتجميع الخبرة وتحسين دقة المحاكاة باستمرار. تنقسم العملية إلى الخطوات التالية:
1. بعد أن تم الحصول على بيانات إدراج FEA واستخلاصها ، يمكن الحصول على بيانات إدراج الموصل والاستخراج ، للحكم على ما إذا كان تصميم الآلية يفي بالمتطلبات. علاوة على ذلك ، يمكن اشتقاق حالة تشوه المحطة من نتائج محاكاة FEA بعد إدخال الموصل. بعد محاكاة التحقق المتعددة ، طالما تم تعيين معلمات المواد وظروف محاكاة FEA بشكل صحيح ، توفر قوة الإدراج وحالة تشوه المحطات بدقة نتائج قريبة جدًا من القيم الفعلية.
2.DD حالة التشوه الطرفية التي وجدتها محاكاة FEA وإعادة رسم النموذج ثلاثي الأبعاد للـ PCB. استيراد النموذج المرسوم في برنامج FEA عالي التردد وقم بتعيين معلمات النموذج لأداء محاكاة التردد العالي.
3. بعد التعديل المستمر والمتكرر للتصميم والمحاكاة ، يمكن الحصول على المعلمات S التي تلبي احتياجات العملاء. الظروف الأربعة عالية التردد هي مقاومة مميزة ، وفقدان الإدراج ، وفقدان العائد ، والكروس القريب والبعيدة (التالية و Fext).
تصبح مشاكل تكامل الإشارة التي تنشأ مع ترددات الإرسال الأعلى وتصبح تحديات التصميم للموصل أكثر حدة. من الناحية النظرية ، فيما يتعلق بنقل التردد العالي ، كلما زاد مطابقة المعاوقة المميزة ، وأقل حدوث مشاكل تكامل الإشارة. ومع ذلك ، تحت قيود آلية الفضاء ، سيكون شكل محطة اتصال الموصل أكثر غير منتظمة ، مما يؤدي إلى مطابقة الموصل مع انتقال التردد العالي. من الصعب مقاومة المميزة ، خاصة وأن تصميم تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور له تأثير كبير على سلامة الإشارة. لذلك ، في تطوير موصلات عالية السرعة مخصصة ، يمكن الحصول على مرجع أكثر دقة عن طريق محاكاة FEA لضمان سلامة الإشارة ، وتلبية متطلبات الإرسال عالية السرعة التي تتطلبها الجهاز ، وتجنب نفايات الموارد التي تؤدي بالتالي إلى توفير التكلفة.