PCB Haberleri - PCB zamanı alanı kısa konuşma ölçü metodu

PCB kalitesi kontrol için zaman alanı kısa konuşma ölçü metodu PCB kalitesi kontrol için zaman alanı kısa konuşma ölçü metodu Analizi zaman alanı kısa konuşma kalitesi kontrol metodu Bu makale kısa konuşmanın oluşturduğunu ve okuyucuların Tektronix â'nın TDS8000B serisinin örneklerini nasıl kullanılacağını gösterir. İletişim, video, ağ çalışma ve bilgisayar teknolojisi alanlarında dijital sistemlerin arttığı hızı ile bu sistemlerde yazılmış devre tahtaları (PCB) için kalite ihtiyaçları daha yükseliyor. İlk PCB tasarımı sistem performansını ve çalışma ihtiyaçlarını, sinyal frekansiyetini arttırmak ve puls yükselmesi zamanı önünde garanti edemedi. Şimdiki PCB tasarımında, PCB ve onun komponentlerini (sınır bağlantıları, mikrostrip çizgileri ve komponent çoketleri) modellemek için yayılma çizgi teorisini kullanmalıyız. Sadece PCB üzerindeki karışık konuşmanın formlarını, mekanizmalarını ve sonuçlarını tamamen anlaarak, onları en büyük ölçüde bastırmak için uygun teknolojileri kullanarak, PCB dahil sistemlerin güveniliğini geliştirmemize yardım edebiliriz. Bu makale genellikle PCB tasarımı üzerinde odaklanıyor, fakat maddelerde tartışan içeriklerin de kablolar ve bağlantıların karakterizi gibi diğer uygulamalarına yardım edeceğini düşünüyorum.

Kısaca konuşmanın mümkün sonuçları

PCB tasarımcılarının karşılaştırma konuşmasını önemsemesinin nedeni, karşılaştırma konuşması sonraki performans sorunlarına sebep olabilir:

Ses seviyesi yükseliyor.

"Zavallı sıcaklık patlaması,

Data edge jitter,

Beklenmeyen sinyal refleksi.

Bu sorunlardan hangi biri PCB tasarımına etkileyecek, tahtada kullanılan mantıklı devreğin özelliklerine bağlı, devre tahtasının tasarımı, karşılaştırma tarzı (geri ya da ileri) ve araştırma çizgisine ve araştırma çizgisine bağlı. İki tarafta sonlandırma şartları. Aşağıdaki verilen bilgiler okuyucuların anlayışını ve araştırmalarını karışık konuşma üzerinde derinleştirebilir ve bu yüzden tasarımın karışık konuşma etkisini azaltırlar.

Kısaca konuşmayı öğrenme yöntemi

PCB tasarımında karıştırıcı konuşmayı küçültmek için kapasitet reaksiyonu ve induktiv reaksiyonu arasındaki bir denge bulmalıyız ve değerli impedans değerini ulaştırmak için çalışmalıyız, çünkü PCB'nin üretilebilirliği, transmis çizgi impedansı iyi kontrol edilmesi gerekiyor. Devre tahtası tasarlandıktan sonra, tahtadaki komponentler, bağlantılar ve sonlandırma metodları hangi çeşit kısıtlık konuşması devre performansına çok etkileyeceğini belirler. Zaman alanı ölçüm metodlarını kullanarak, etkileşim noktaların frekansiyonunu hesaplayarak ve PCB kısa konuşma modelini anlayarak tasarımcılara kısa konuşma analizi sınır alanını ayarlamaya yardım edebilir.

Zaman alanı ölçüm yöntemi

Kısaca konuşmayı ölçülemek ve analiz etmek için frekans alanı teknolojisi frekans spektrumu ve bu harmonik frekanslardaki maksimum EMI arasındaki ilişkileri izlemek için kullanılabilir. Dijital sinyal kenarının zamanlı alanı ölçüsü (sinyal seviyesinin %10'den 90'a kadar yükselmesi gereken zamanı) aynı zamanlı konuşmayı ölçüleme ve analiz etme yoluydur. Zaman alanı ölçülemesi de belirtilen avantajları vardır: Dijital sinyal kenarlarında değişiklikler Hızlık, ya da yükselme zamanı, sinyaldeki her frekans komponentin ne kadar yüksek olduğunu doğrudan gösterir. Bu yüzden, Sinyal kısmı tarafından tanımlanmış sinyal hızı (yani yükselme zamanı) ayrıca karışık konuşma mekanizmasını ortaya çıkarmaya yardım edebilir. Yükselme zamanı etkileme noktaları frekansiyonu hesaplamak için doğrudan kullanılabilir. Bu makale karışık konuşmayı açıklamak ve ölçülemek için artış zamanı ölçüleme yöntemini kullanacak.

diz frekansı

Dijital sistemin güvenilir olarak çalışabileceğini sağlamak için tasarımcılar devre tasarımın etkileşim noktaların frekansının altındaki performansını araştırmalı ve doğrulamalı. Dijital sinyallerin frekans alanı analizi, etkileşim noktaların frekansından yüksek sinyaller azaltılacağını gösteriyor ve bu yüzden karışık konuşma üzerinde önemli bir etkisi olmayacak ve etkileşim noktaların altındaki sinyallerde bulunan enerji devreyi etkileyecek kadar yeterli. Enfeksyon noktası frekansı, aşağıdaki formülle hesaplanır:

Fknee = 0. 5/ trise

PCB kısa konuşma modeli

Bu bölümde verilen model, karışık konuşma biçimlerinin çalışması için bir platformu sağlıyor ve PCB tahtasında iki mikrostrip hatların arasındaki karışık impedansı nasıl yaptığını a çıklıyor.

İki izler üzerinde karşılaştığı impedans eşit olarak dağılır. Dijital kapı devresi karıştırma çizgisine yükselen bir kısmı gönderdiğinde, ve izlerin üzerinde yayılır:

1. İkisi de karşılaştırıcı kapasitet Cm ve karşılaştırıcı induktans Lm çift veya "karşılaştırma" yaklaştırılmış çizginin voltajı.

2. Karşılaştırma voltajı, araştırma çizgisindeki puls yükselmesine eşit bir genişliğin kısa puls şeklinde araştırılmış çizgisinde görünüyor.

3. İlişkilendirilmiş çizgide, karışık konuşma pulsu ikiye bölüyor ve sonra iki tersi yönlerde yayılmaya başlar. Bu karışık konuşmayı iki parçaya bölüyor: ön karışık konuşması, orijinal interferans puls yayılması yönünde yayılır ve sinyal kaynağının tersi yönünde yayılan karışık konuşması.

Konuşma tipi ve bağlama mekanizması

Yukarıdaki tartışılan modellere göre, karşılaştırma mekanizması aşağıda ortaya çıkacak ve iki çeşit karşılaştırma, ileri ve tersi tartışılacak.

kapasitet bağlama mekanizması

Dönüşteki karşılaşma kapasitesi tarafından sebep olan araştırma mekanizması:

Müdahale çizgisindeki puls kapasitöre ulaştığında kapasitör arasından araştırılmış çizgisine bağlanılacak.

- Birleştirilmiş puls genişliği, karşılaştırılmış kapasitenin büyüklüğüne göre belirlenmiştir.

Sonra, birleşmiş puls ikiye bölüştü ve araştırılmış çizgi boyunca iki tersi yönde yayılmaya başladı.

İhtiyarlık veya değiştirme bağlantı mekanizması

Dönüşteki karşılaşma etkinliği, aşağıdaki etkinliğe sebep olacak:

İlişkisi çizgisindeki puls yayılması, şu anki süpürücünün göründüğü bir sonraki pozisyonu yükleyecek.

Bu çeşit mevsimler bir manyetik alanı oluşturur ve sonra araştırılmış çizgisin üzerinde şu and a bir örnek oluşturur.

>Türücü karşılaştırılmış çizgisin karşılaştırılmış polyarlığın iki voltaj parçasını üretir: negatif parçası ileri yönde yayılır ve pozitif parçası tersi yönde yayılır.

Dönüş karşılaştırma konuşması

Yukarıdaki modelden sebep olan kapasitetli ve etkileyici birleşme kısayol voltasyonu araştırılmış çizginin karıştırma pozisyonunda bir etki üretir. Sonuç dönüştürücü karışık konuşması, aşağıdaki özellikler içeriyor:

# Dönüş karşılaştırma aynı polaritenin iki puls toplamıdır.

Çünkü karışık konuşma pozisyonu araştırma pulusunun kenarında yayılır, tersi araştırma düşük seviye, araştırılmış çizginin kaynak sonunda geniş puls sinyali olarak görünüyor ve genişliği ve izler uzunluğu arasında uyumlu bir ilişki var.

Yüzleştirilmiş kısıtlık konuşmasının genişliği, araştırma çizgisinin puls yükselmesi zamanından bağımsızdır, ama karşılaştığı impedans değerine bağlı.

ön karşılaştırma konuşması

Yeniden tekrar söylemeli ki kapasitetli ve etkileşimli birleşme kriz konuşma voltasyonu araştırılmış çizginin karışık konumunda toplanacak. İlerleme karşılaşması, aşağıdaki özellikleri de dahil ediyor:

> İlerideki karşılaştırma iki karşılaştırma polyarlık pulusunun toplamı. Çünkü polyarlık tersidir, sonuç kapasitenin ve induktansının relative değerine bağlı.

İlerleme çarpıştırılmış çizginin sonunda genişliğine eşit bir kısa çarpışma olarak görünüyor.

İlerleme karşılaştırma baskının yükselmesi zamanına bağlı. Daha hızlı yükselen kenarı, genişliğini daha yüksek ve genişliğini daha kısa.

Önümüzdeki karşılaştırma genişliği de çiftin uzunluğuna bağlı: karşılaştırma konuşmasının durumu, araştırma pulusunun kenarında yayıldığında, araştırma çizgisindeki ön karşılaştırma pulusu daha fazla enerji kazanacak.

Karşılaştırma karakterizi

Bu bölüm birkaç katı PCB ölçüm örneklerini kullanacak, üstünde bulunan birkaç karışık konuşma mekanizmasını ve birkaç katı örneklerini çalışmak için.

Nota: Çoklukatlı PCB ve toprak uçaklarındaki karışık konuşma sorunlarını ve sonuçlarını tanıtmak için lütfen bu makanın sonunda referans veya diğer kaynakları okuyun.

Araçlar ve ayarlar

Laboratuvarda karışık konuşmayı etkili ölçülemek için, 20 GHz ölçüm bandı genişliği olan geniş grup oscilloskop kullanılmalı ve yüksek kaliteli puls generatörü test altında devre sürüşmek için oscilloskop yükselmesi zamanıyla bir puls çıkarmalı. Aynı zamanda, yüksek kaliteli kablolar, sonlandırma dirençleri ve adapterler testi altında PCB'yi bağlamak için kullanılır.

80E04 elektronik örnek modüli Tektronix 8000B aletler serisinde kuruldu. Bu, çarpışma konuşmasını başarıyla ölçülemek için ideal bir araç kombinasyonudur. 80E04, TDR adım voltaj generatörü dahil olan iki kanal örnek örnek moduludur. Bu, 17ps yükselmesi ve 50 ohm kaynak impedansı ile 250mv kısa puls oluşturabilir. Tester sadece sınamak için PCB bağlanması gerekiyor.

Karşılaştırma ölçüsünü ilerleyin

Eğer sadece ön karışık konuşmayı ölçüyorsanız, yansımaları yok etmek için tüm izleri bitirmelisiniz. İlerleme karışık konuşması iyi bir araştırma kablosunun sonunda ölçülmeli.

Eğer karşılaştırma induktans karşılaştırma kapasitet bağlantısının karşılaştırma konuşmasından daha büyük ise, karşılaştırma pulusu, araştırma pulusunun yükselen kısmında negatif olmalı ve genişliği, araştırma pulusunun yükselen zamanına eşit olmalı. Görüntüdeki araç 48,45 mV amplitosuyla negatif bir puls (C4) gösteriyor. İlişkisi puls amplitosu 250 mV ve karışık konuşma amplitosu yaklaşık 50 mV. Bu yüzden araştırma pulunun hızlı kenarı, araştırma çizgisinin %20'ünü üretiyor.

Çünkü 80E04'deki giriş adım voltasyonu ölçüde çok hızlı bir kenara sahip, elde edilen kısıtlık çok büyük ve gerçek mantıklı devredeki sürücü sinyali temsil edemez. Örneğin, eğer sürücü sinyali 1,5 ns CMOS kapısından gelirse, üretilen karışık konuşma pulusu daha genişliyor ve daha küçük bir amplitüdür. Ölçümleri bu durumu etkilemek için, sinyal yakalandıktan sonra düşük geçiş filtrü eklemek için aletin Define Matematik fonksiyonunu kullanabilirsiniz. Şekil 7'deki M1 dalga formu (beyaz) filtreden sonra ölçülü sonuçları verir. M1'nin dikkatli yönde yapılmadığı dalga formundan 10 kat daha hassas olduğunu belirtmeli.

Matematik analizi sinyal yakaladıktan sonra düşük geçiş filtresinin etkisi, hatta bağlı fiziksel filtreleme pulslerin fiziksel filtrelemesi ile aynı olduğunu kanıtlamıştır.

* İki yükselen kenarın sebebi olan kısıtlık konuşmasını ölçün, bir hızlı, bir yavaş ve aynı amplitude araştırma pulsu,

Sonra araştırma pulsu yüzünden hızlı yükselen kısmıyla karşılaştırma pulsu yüzünden yavaş yükselen kısmıyla yapılan karşılaştırma konuşmasını değiştirin ve sonunda sonuçları kontrol edin.

>$dalga formu (R2) yavaş kenar araştırma pulsu ve kırmızı dalga formu (R3) bunun yüzünden gelen kırmızı konuşma formudur.

> Yeşil dalga formu hızlı kenar TDR pulusu (R1) ve beyaz dalga formu (R4) bunun yüzünden yüzleştirilen karışık konuşması.

> Mavi dalga formu, beyaz dalga formunu filtreden sonra puls yükselen kısmını yavaşlatarak elde edilen dalga formuydur ve kısıtlıktan sonra filtrelen sonuçlarını temsil ediyor. Görüntüde gösterilen kırmızı ve mavi karışık dalga formları aynı voltaj ölçekinde gösterilir.

Geri dönüş konuşmasının tek ölçüsü olduğunda, araştırma çizgisini ve refleksiyonu yok etmek için 50 ohm dirençli bir çizgisini kesmek gerekir. Ölçüm araştırılmış çizginin sol tarafında yapılmalı. Yönlendirilmiş pulunun genişliği çok düşük ve genişliği çizgi uzunluğunun iki katı, çünkü izlerin sonunda kısıtlık konuşması izlerin kaynak sonuna geri gönderilmeli. Karşılaştırma konuşmasının ölçüsünde hızlı kenar araştırma pulsu tarafından oluşturduğu karşılaştırma konuşması ?? mV, araştırma pulunun amplitüsünün %4 ile eşittir. Geri dönüş konuşmanın büyüklüğü müdahale pulusunun yükselmesi ile ilgisi yok. Aşağıdaki iki dalga formu, filtreden sonra hızlı kenar pulsu tarafından oluşturduğu yavaş kenar pulsu tarafından oluşturduğu kriz konuşması. Amplitler ikisi de 6,5 mV. İzlerin uzunluğu ve araştırma pulusunun yükselmesi arasındaki fark, yavaş kenar pulusu tarafından oluşturduğu dönüştürücü karşılaştırma amplitüsü daha küçük yapar.

Çünkü araştırma pulusunun yükselmesi bu anda izlerin uzunluğundan daha uzun, izlerin kaynağı yönünde yayıldığında puls kenarı amplitüsün en yüksekine ulaşmadı. Görüntü 11, 200 ps saat generatörü yükseldiğinde ve 80E04 örnek modellerinin 17 ps generatörünün çıkışını araştırma pulu olarak kullanıldığında elde edilen karşılaştırma ölçü sonuçlarını gösterir. Görüntüde gösterilen üç karşılaştırma dalga formları hepsi 5 mV/div voltaj ölçüsünü kullanır.

Aralarında beyaz dalga formu, filtr edildikten sonra 17 ps yükselmesinden sonra (filtr edilmesinden sonra) 200 ps yükselmesinden sonra oluşturduğu karıştırma pulusunun sonucudur. Bu ölçümler, karıştırma pulusunun yükselmesinden sonra izlerin uzunluğunu a şmazsa, yükselmesi zamanı tersi karıştırmayı etkilemez. Eğer araştırma pulusunun yükselmesi izlerin uzunluğundan fazlasıysa, dönüş karşılaştırma amplitüsü oluşturulmuş çünkü bu durumda puls kenarı, puls kenarının tüm izlerini aştıktan sonra bile en yüksek amplitüsüne ulaşamaz.