De snelle ontwikkeling van high-speed signaalsoftware en hardware in alle industrieën heeft een hoger niveau van frequentie en bandbreedte gecreëerd. Dienovereenkomstig zijn de algemene prestatievereisten voor connectorcomponenten ook strenger. Tegelijkertijd presenteert de miniaturisatie van apparaat- en pakketvormen, interconnects en andere apparaten binnen een systeem extra ontwerpuitdagingen. Al deze feiten hebben een significante invloed op de integriteit van de signaaloverdracht.
De basistheorie van signaalintegriteit van high-speed connectoren
Omdat de algehele structuur van de meeste apparaten en apparatuur aanzienlijk kleiner wordt en bij hogere frequenties werkt, ontstaan signaalintegriteitsproblemen en vereisen ze speciale aandacht. Karakteristieke impedantie, invoegverlies, terugkeerverlies en overspraak - waaronder impedantie en overspraak hebben de grootste impact op de signaalintegriteit van een connector - moeten allemaal op het testniveau worden gecontroleerd om optimale apparaatprestaties te garanderen.
Verstrooiingsparameters (S-parameters) worden vaak gebruikt in signaalintegriteit als een standaardformaat om het breedband hoogfrequent gedrag van interconnects te beschrijven. S-parameters zijn een indeling om te beschrijven hoe een standaardgolfvorm van een interconnect- of component zich versterkt tijdens het DUT-proces (apparaat onder testen).
De belangrijkste factoren die de signaalintegriteit van high-speed connectoren beïnvloeden
Over het algemeen zijn de belangrijkste factoren die de signaalintegriteit van high-speed-connectoren beïnvloeden, ontwerpruimte, transmissiesnelheid en signaalverlies. Verschillende PCB -lay -outontwerpen zijn nauw verwant aan deze factoren, die een kritische invloed hebben op de algehele signaalintegriteit. Onder verschillende PCB-lay-outontwerpen worden de hoogfrequente kenmerken die door de connector worden gepresenteerd, beïnvloed.
Momenteel heeft de standaard high-speed connector een volledige structuur en specificatie te volgen. Ingenieurs hoeven alleen het ontwerp onder deze structuur aan te passen om te voldoen aan de hoogfrequente omstandigheden die nodig zijn door een bepaalde specificatie. Onder normale omstandigheden kunnen klanten alleen ontwerpruimte en het vereiste transmissiesnelheid bieden. In veel gevallen zijn zelfs de vereisten voor signaalverlies onzeker, wat verschillende PCB -lay -outs en verdere aanpassingen binnen het ontwerp vereist. Dit is waar aangepaste producten nodig kunnen zijn. Aanpassing bij de ontwikkeling van high-speed connectoren zorgt voor een hoog niveau van signaalintegriteit. Ingenieurs vertrouwen vaak op FEA-simulatie (eindige-elementenanalyse) om te helpen bij het ontwerpen van high-speed connectoren.
Hoe FEA-simulatie high-speed connectorontwerp helpt
In de aangepaste ontwikkeling van high-speed connectoren past XHSConn vaak het mechanismeontwerp aan om aan de behoeften van de klant te voldoen door stress en hoogfrequente FEA-simulatie, en vergelijkt uiteindelijk de hoogfrequente kenmerken van het product na het proces om de geldigheid van de simulatie te bevestigen. Er worden meerdere vergelijkingen gemaakt om ervaring te verzamelen en de nauwkeurigheid van de simulatie continu te verbeteren. Het proces is verdeeld in de volgende stappen:
1. Na de FEA -insertie- en extractiesimulatie kunnen de invoegings- en extractiekrachtgegevens van de connector worden verkregen, om te beoordelen of het mechanismeontwerp aan de vereisten voldoet. Bovendien kan de vervormingstoestand van de terminal worden afgeleid uit de simulatieresultaten van FEA nadat de connector is ingevoegd. Na meerdere verificatiesimulaties, zolang de materiaalparameters en FEA -simulatievoorwaarden correct worden ingesteld, leveren de invoegkracht en de status van vervorming van de terminals nauwkeurig resultaten op die zeer dicht bij de werkelijke waarden zijn.
2. Voeg de terminale vervormingsstatus toe die wordt gevonden door de FEA -simulatie en herschikt het 3D -model van de PCB. Importeer het getrokken model in de hoogfrequente FEA-software en stel de parameters van het model in om de hoogfrequente simulatie uit te voeren.
3. Na de continue en herhaalde aanpassing van ontwerp en simulatie kunnen S-parameters die voldoen aan de behoeften van klanten worden verkregen. De vier hoogfrequente omstandigheden zijn karakteristieke impedantie, invoegverlies, retourverlies en bijna-end en verre overspraak (volgende en FEXT).
De problemen met de signaalintegriteit die zich voordoen bij hogere transmissiefrequenties en de ontwerpuitdagingen voor de connector worden nog ernstiger. In theorie, met betrekking tot hoge frequentietransmissie, hoe meer overeenkomt met de karakteristieke impedantie, hoe minder optreden van problemen met signaalintegriteit. Onder de beperking van het ruimtemechanisme zal de vorm van de contactterminal van de connector echter onregelmatiger zijn, als gevolg van de connector die wordt afgestemd op de hoogfrequente transmissie. Karakteristieke impedantie is moeilijk, vooral omdat het ontwerp van de PCB -lay -out een grote impact heeft op de signaalintegriteit. Daarom kan bij de ontwikkeling van aangepaste high-speed-connectoren een meer accurate referentie worden verkregen door middel van FEA-simulatie om signaalintegriteit te waarborgen, te voldoen aan de high-speed transmissie-eisen die de apparatuur vereisen en vermijden de verspilling van middelen die daarom resulteren in kostenbesparingen.