Den snabba utvecklingen av höghastighetssignalprogramvara och hårdvara inom alla branscher har skapat en högre nivå av frekvens och bandbredd. Följaktligen är de totala prestandakraven för anslutningskomponenter också strängare. Samtidigt presenterar miniatyriseringen av enhets- och paketformer, sammankopplingar och andra enheter inom ett system ytterligare designutmaningar. Alla dessa fakta har en betydande inverkan på signalöverföringsintegritet.
Den grundläggande teorin om signalintegritet för höghastighetskontakter
När den övergripande strukturen för de flesta enheter och utrustning blir betydligt mindre och fungerar vid högre frekvenser uppstår signalintegritetsproblem och kräver särskild uppmärksamhet. Karakteristisk impedans, insättningsförlust, returförlust och övergång - bland vilka impedans och övergången har störst inverkan på signalintegriteten för en kontakt - måste alla övervakas på testnivån för att säkerställa optimal enhetsprestanda.
Spridningsparametrar (S-parametrar) används ofta i signalintegritet som ett standardformat för att beskriva det bredbands högfrekventa beteendet hos sammankopplingar. S-parametrar är ett format för att beskriva hur en standardvågform av en samtrafik eller komponent sprids bort under DUT (enhet under test).
De viktigaste faktorerna som påverkar signalintegriteten för höghastighetsförbindelser
I allmänhet är de viktigaste faktorerna som påverkar signalintegriteten för höghastighetskontakter designutrymme, överföringshastighet och signalförlust. Olika PCB -layoutkonstruktioner är nära besläktade med dessa faktorer, som har en kritisk inverkan på den totala signalintegriteten. Under olika PCB-layoutkonstruktioner kommer de högfrekventa egenskaperna som presenteras av kontakten att påverkas.
För närvarande har standardhastighetskontakten en fullständig struktur och specifikation att följa. Ingenjörer behöver bara justera designen under denna struktur för att uppfylla de högfrekventa villkor som krävs enligt en viss specifikation. Under normala omständigheter kan kunder endast tillhandahålla designutrymme och den nödvändiga överföringshastigheten. I många fall är även kraven för signalförlust osäkra, vilket kräver olika PCB -layouter och ytterligare justeringar inom designen. Det är här anpassade produkter kan krävas. Anpassning i utvecklingen av höghastighetskontakter säkerställer en hög signalintegritet. Ingenjörer förlitar sig ofta på FEA (ändlig elementanalys) simulering för att hjälpa till med utformningen av höghastighetskontakter.
Hur FEA-simulering hjälper höghastighetsanslutningsdesign
I den anpassade utvecklingen av höghastighetskontakter justerar XHSConn ofta mekanismdesignen för att möta kundernas behov genom stress och högfrekvent FEA-simulering och jämför slutligen produktens högfrekventa egenskaper efter processen för att bekräfta simuleringens giltighet. Flera jämförelser görs för att samla erfarenheter och ständigt förbättra simuleringens noggrannhet. Processen är uppdelad i följande steg:
1. Efter FEA -insättning och extraktionssimulering kan anslutningsdata för infogning och extraktionskraft erhållas för att bedöma om mekanismdesignen uppfyller kraven. Vidare kan deformationstillståndet för terminalen härledas från simuleringsresultaten för FEA efter att kontakten har lagts in. Efter flera verifieringssimuleringar, så länge materialparametrarna och FEA -simuleringsförhållandena ställs in korrekt, ger insertionskraften och deformation av deformationen av terminalerna exakt resultat mycket nära de faktiska värdena.
2. Lägg till det terminala deformationstillståndet som hittades av FEA -simuleringen och rita om 3D -modellen för PCB. Importera den ritade modellen till högfrekventa FEA-programvaran och ställ in parametrarna för modellen för att utföra högfrekvenssimuleringen.
3. Efter den kontinuerliga och upprepade justeringen av design och simulering kan S-parametrar som uppfyller kundernas behov erhållas. De fyra högfrekventa förhållandena är karakteristiska impedans, insättningsförlust, avkastningsförlust och nära och avlägsen övergång (nästa och fext).
Signalintegritetsproblemen som uppstår med högre överföringsfrekvenser och designutmaningarna för kontakten blir ännu allvarligare. I teorin, med avseende på högfrekvensöverföring, desto mer matchade den karakteristiska impedansen, desto mindre förekomst av signalintegritetsproblem. Under begränsning av rymdmekanismen kommer emellertid formen på kontaktterminalen att vara mer oregelbunden, vilket är resultatet av att kontakten matchas med högfrekvensöverföringen. Karakteristisk impedans är svår, särskilt eftersom utformningen av PCB -layout har en stor inverkan på signalintegritet. I utvecklingen av anpassade höghastighetskontakter kan därför en mer exakt referens erhållas med hjälp av FEA-simulering för att säkerställa signalintegritet, uppfylla de höghastighetsöverföringskrav som krävs av utrustningen och effektivt undvika slöseri med resurser som därför resulterar i kostnadsbesparingar.