ההתפתחות המהירה של תוכנת איתות מהירה וחומרה בכל התעשיות יצרה רמה גבוהה יותר של תדר ורוחב פס. בהתאם, גם דרישות הביצועים הכוללות לרכיבי המחבר מחמירות יותר. במקביל, זעירו של צורות מכשירים וחבילה, חיבורים ומכשירים אחרים במערכת מציגים אתגרי תכנון נוספים. לכל העובדות הללו השפעה משמעותית על שלמות העברת האות.
התיאוריה הבסיסית של שלמות האות של מחברים במהירות גבוהה
ככל שהמבנה הכולל של מרבית המכשירים והציוד הופך להיות קטן משמעותית ופועל בתדרים גבוהים יותר, סוגיות שלמות האות נובעות ודורשות תשומת לב מיוחדת. עכבה אופיינית, אובדן הכנסות, אובדן החזרה ומפגש - ביניהם עכבה ומפגש יש את ההשפעה הגדולה ביותר על שלמות האות של מחבר - יש לעקוב אחר כולם ברמת הבדיקה כדי להבטיח ביצועי מכשיר אופטימליים.
פרמטרי פיזור (פרמטרים S) משמשים לרוב בשלמות האות כפורמט סטנדרטי לתיאור התנהגות התדר הגבוה בפס רחב של חיבורים. פרמטרים S הם פורמט לתיאור כיצד צורת גל סטנדרטית של חיבור או רכיב מתפרצת במהלך תהליך ה- DUT (המכשיר תחת בדיקה).
גורמי המפתח המשפיעים על שלמות האות של מחברים במהירות גבוהה
באופן כללי, הגורמים העיקריים המשפיעים על שלמות האות של מחברים במהירות גבוהה הם שטח תכנון, קצב שידור ואובדן אות. עיצובים שונים של פריסת PCB קשורים קשר הדוק לגורמים אלה, אשר משפיעים קריטיים על שלמות האות הכוללת. תחת עיצובים שונים של פריסת PCB, יושפעו מאפייני התדרים הגבוהים המוצגים על ידי המחבר.
נכון לעכשיו, למחבר המהיר הרגיל יש מבנה ומפרט שלם לעקוב אחריהם. מהנדסים צריכים רק להתאים את העיצוב תחת מבנה זה כדי לעמוד בתנאי התדרים הגבוהים הנדרשים על ידי מפרט מסוים. בנסיבות רגילות, הלקוחות יכולים לספק רק שטח עיצוב וקצב ההולכה הנדרש. במקרים רבים, אפילו הדרישות לאובדן אות אינן וודאות, הדורשות פריסות PCB שונות והתאמות נוספות בעיצוב. זה המקום בו עשויים להידרש מוצרים בהתאמה אישית. התאמה אישית בפיתוח מחברים במהירות גבוהה מבטיחה רמה גבוהה של שלמות האות. מהנדסים מסתמכים לעתים קרובות על סימולציה של FEA (ניתוח אלמנטים סופיים) כדי לסייע בתכנון מחברים במהירות גבוהה.
כיצד סימולציה של FEA מסייעת לעיצוב מחברים במהירות גבוהה
בפיתוח מותאם אישית של מחברים במהירות גבוהה, XHSCONN מתאים לעיתים קרובות את תכנון המנגנון כדי לענות על צרכי הלקוח באמצעות לחץ וסימולציה של FEA בתדר גבוה, ולבסוף משווה את המאפיינים בתדירות הגבוהה של המוצר לאחר התהליך לאישור תוקף ההדמיה. השוואות מרובות נעשות על מנת לצבור ניסיון ולשפר ברציפות את דיוק ההדמיה. התהליך מחולק לשלבים הבאים:
. יתר על כן, ניתן לגזור את מצב העיוות של הטרמינל מתוצאות הסימולציה של FEA לאחר הכנסת המחבר. לאחר סימולציות אימות מרובות, כל עוד נקבעות כראוי פרמטרים החומריים ותנאי הדמיית FEA, כוח ההכנסה ומצב העיוות של המסופים מספקים במדויק תוצאות קרוב מאוד לערכים בפועל.
2. הוספה מצב העיוות הטרמינלי שנמצא על ידי סימולציה של ה- FEA וצייר מחדש את מודל התלת מימד של ה- PCB. ייבא את המודל המצויר לתוכנת FEA בתדר גבוה וקבע את הפרמטרים של הדגם לביצוע הסימולציה בתדר גבוה.
3. לאחר התאמה רציפה וחוזרת של תכנון וסימולציה, ניתן להשיג פרמטרים S העונים על צרכי הלקוחות. ארבעת התנאים בתדירות הגבוהה הם עכבה אופיינית, אובדן הכנסות, אובדן החזרה ומפגש קרוב וקצה (Next ו- FEXT).
בעיות שלמות האות המתעוררות עם תדרי העברה גבוהים יותר והאתגרים העיצוביים של המחבר הופכות להיות חמורות עוד יותר. בתיאוריה, ביחס להעברת תדרים גבוהים, ככל שהעכבה האופיינית תואמת יותר, כך פחות התרחשות של בעיות שלמות האות. עם זאת, תחת הגבלת מנגנון החלל, צורת מסוף המגע של המחבר תהיה לא סדירה יותר, הנובעת מהמחבר שתואם להעברת התדרים הגבוהים. עכבה אופיינית קשה, במיוחד מכיוון שלעיצוב פריסת ה- PCB יש השפעה רבה על שלמות האות. לפיכך, בפיתוח מחברים במהירות גבוהה בהתאמה אישית, ניתן לקבל הפניה מדויקת יותר באמצעות סימולציה של FEA כדי להבטיח שלמות האות, לעמוד בדרישות ההולכה המהירות הנדרשות על ידי הציוד, ולהימנע למעשה מבזבוז המשאבים אשר מביא לפיכך לחיסכון בעלויות.