Straujā ātrgaitas signāla programmatūras un aparatūras attīstība visās nozarēs ir radījusi augstāku frekvences un joslas platuma līmeni. Attiecīgi arī kopējās veiktspējas prasības savienotāju komponentiem ir stingrākas. Tajā pašā laikā ierīces un paketes formu, starpsavienojumu un citu sistēmas ierīču miniaturizācija rada papildu dizaina problēmas. Visiem šiem faktiem ir būtiska ietekme uz signāla pārraides integritāti.
Ātrgaitas savienotāju signāla integritātes pamata teorija
Tā kā vairuma ierīču un aprīkojuma vispārējā struktūra kļūst ievērojami mazāka un darbojas augstākās frekvencēs, rodas signāla integritātes problēmas un tai nepieciešama īpaša uzmanība. Raksturīga pretestība, ievietošanas zudums, atgriešanās zudumi un šķērsruna - starp kuriem pretestība un šķērsruna ir vislielākā ietekme uz savienotāja signāla integritāti - visi ir jāuzrauga testēšanas līmenī, lai nodrošinātu optimālu ierīces veiktspēju.
Izkliedes parametri (S-parametri) signāla integritātē bieži izmanto kā standarta formātu, lai aprakstītu starpsavienojumu platjoslas augstfrekvences izturēšanos. S-parametri ir formāts, lai aprakstītu, kā starpsavienojuma vai komponenta standarta viļņu forma izkliedē DUT (testa testa) procesa laikā.
Galvenie faktori, kas ietekmē ātrgaitas savienotāju signāla integritāti
Parasti galvenie faktori, kas ietekmē ātrgaitas savienotāju signāla integritāti, ir dizaina telpa, pārraides ātrums un signāla zudums. Dažādi PCB izkārtojuma projekti ir cieši saistīti ar šiem faktoriem, kuriem ir kritiska ietekme uz vispārējo signāla integritāti. Saskaņā ar dažādiem PCB izkārtojuma modeļiem tiks ietekmēti savienotāja uzrādītie augstfrekvences raksturlielumi.
Pašlaik standarta ātrgaitas savienotājam ir pilnīga struktūra un specifikācija, kas jāievēro. Inženieriem ir jāpielāgo tikai dizains saskaņā ar šo struktūru, lai izpildītu augstfrekvences apstākļus, kas nepieciešami noteiktā specifikācijā. Normālos apstākļos klienti var nodrošināt tikai dizaina vietu un nepieciešamo pārraides ātrumu. Daudzos gadījumos pat signāla zuduma prasības ir neskaidras, kurām nepieciešami atšķirīgi PCB izkārtojumi un turpmāki pielāgojumi dizainā. Šeit varētu būt nepieciešami pielāgoti produkti. Pielāgošana ātrgaitas savienotāju izstrādē nodrošina augstu signāla integritātes līmeni. Inženieri bieži paļaujas uz FEA (galīgo elementu analīzes) simulāciju, lai palīdzētu izstrādāt ātrgaitas savienotājus.
Kā FEA simulācija palīdz ātrgaitas savienotāju dizainam
Pielāgotā ātrgaitas savienotāju izstrādē XHSCONN bieži pielāgo mehānisma dizainu, lai apmierinātu klientu vajadzības, izmantojot stresu un augstfrekvences FEA simulāciju, un visbeidzot salīdzina produkta augstfrekvences īpašības pēc procesa, lai apstiprinātu simulācijas derīgumu. Tiek veikti vairāki salīdzinājumi, lai uzkrātu pieredzi un nepārtraukti uzlabotu simulācijas precizitāti. Process ir sadalīts šādās darbībās:
1. Pēc FEA ievietošanas un ekstrakcijas simulācijas savienotāja ievietošanas un ekstrakcijas spēka datus var iegūt, lai spriestu par to, vai mehānisma dizains atbilst prasībām. Turklāt termināla deformācijas stāvokli var iegūt no FEA simulācijas rezultātiem pēc savienotāja ievietošanas. Pēc vairākām verifikācijas simulācijām, ja vien materiāla parametri un FEA simulācijas apstākļi ir pareizi iestatīti, termināļu ievietošanas spēks un deformācijas stāvoklis precīzi nodrošina rezultātus ļoti tuvu faktiskajām vērtībām.
2.Pievienojiet termināla deformācijas stāvokli, kas atrodams FEA simulācijā, un pārzīmējiet PCB 3D modeli. Importējiet zīmēto modeli augstfrekvences FEA programmatūrā un iestatiet modeļa parametrus, lai veiktu augstfrekvences simulāciju.
3. Pēc nepārtrauktas un atkārtotas projektēšanas un simulācijas pielāgošanas var iegūt S-parametrus, kas atbilst klientu vajadzībām. Četri augstfrekvences apstākļi ir raksturīga pretestība, ievietošanas zaudēšana, atgriešanās zaudējumi un gandrīz gala un tālie šķērsruna (nākamais un fext).
Signāla integritātes problēmas, kas rodas ar lielākām pārraides frekvencēm, un savienotāja projektēšanas izaicinājumi kļūst vēl smagāki. Teorētiski attiecībā uz augstas frekvences pārraidi, jo vairāk atbilst raksturīgajai pretestībai, mazāka signāla integritātes problēmu rašanās. Tomēr, ierobežojot kosmosa mehānismu, savienotāja kontakta termināļa forma būs neregulārāka, kas izriet no savienotāja, kas tiks saskaņots ar augstfrekvences pārraidi. Raksturīga pretestība ir sarežģīta, jo īpaši tāpēc, ka PCB izkārtojuma dizainam ir liela ietekme uz signāla integritāti. Tāpēc, izstrādājot pielāgotus ātrgaitas savienotājus, precīzāku atsauci var iegūt, izmantojot FEA simulāciju, lai nodrošinātu signāla integritāti, atbilstu ātrgaitas pārraides prasībām, kas vajadzīgas aprīkojumam, un efektīvi izvairītos no resursu izšķērdēšanas, kas tādējādi rada izmaksu ietaupījumus.