Os dispositivos eletrónicos estão a encolher-se constantemente, enquanto as taxas de transmissão de dados estão a aumentar constantemente.devem ser capazes de integrar mais circuitos num espaço menor, mantendo a taxa de transmissão de dadosOs projetistas também devem abordar os problemas de resfriamento do ar e isolamento físico para minimizar a interferência eletromagnética (EMI) tanto quanto possível.
Empilhar placas de circuito impresso (PC) é um método comum para aumentar a densidade do circuito.ao construir vias de refrigeração e isolamento do sinal.
Este artigo descreve brevemente os vários desafios enfrentados pelos projetistas de circuitos de alta velocidade.Em seguida, introduzir a placa da Würth Elektronik para conectores de bordo e explicar como usar esses conectores para alcançar conexões de sinal confiáveis, mantendo a integridade do sinal.
Painel de sanduíche
A disposição do painel sandwich consiste em duas placas de circuito paralelas empilhadas verticalmente, que são electricamente ligadas através de conectores de placa para placa (Figura 1, à esquerda).
Placas de circuitos eletrônicos montadas em sandwich de colunas múltiplas
Figura 1: A imagem à esquerda mostra exemplos de placas de circuito impresso (PCBs) montadas em conjunto; a figura à direita mostra o método de instalação da subplaca,que podem ser instalados através de conectores, tecnologia de montagem de superfície, ou colunas de isolamento roscadas (Fonte da imagem: Würth Elektronik)
Esta estrutura pode ser usada para melhorar a eficiência volumétrica, alcançar a intercambiabilidade,ou formar isolamento físico para melhorar o fluxo de ar e reduzir EMIOs conectores de placa para placa são conectados diretamente à placa de circuito sem o uso de cabos. O conector de painel sanduíche pode atingir várias alturas de empilhamento com espaçamento determinado da placa.A placa de circuito superior pode ser suportada e fixada por conectores, ou fixados com colunas de isolamento de superfície ou roscadas para aumentar a resistência às vibrações e aos impactos (Figura 1, à direita).
Fatores de consideração para a integridade do sinal
A integridade do sinal descreve como os sinais são distorcidos ou atenuados quando transmitidos de uma placa de circuito a outra através de conectores.são independentes da frequência e podem ser facilmente incorporados aos cálculos e corrigidos.
No entanto, os dois principais parâmetros de integridade do sinal relacionados com a frequência são o coeficiente de reflexão (ρ) e o coeficiente de transmissão (t) (Figura 2).O coeficiente de transmissão é geralmente expresso em decibéis (dB) utilizando a perda de inserçãoO coeficiente de reflexão (perda de retorno) é causado pela reflexão dos sinais de dados de volta à fonte de sinal quando encontram passos de valor de impedância.A perda de inserção é utilizada para quantificar a atenuação do caminho de transmissãoAmbos dependem da impedância do conector (ZCAB) em relação à impedância da linha da placa PC (Zs).
Tanto a perda de retorno quanto a perda de inserção dependem da impedância do conector
Figura 2: Perda de retorno e perda de inserção dependem da impedância do conector em relação à impedância da linha da placa de PC. (Fonte da imagem: Würth Elektronik)
A perda de transmissão reduz a amplitude do sinal que passa através do conector e é proporcional ao comprimento do caminho e à estrutura geométrica do conector.A transmissão de sinal próximo (NEXT) ou a transmissão de sinal distante (FEXT) também podem causar alguma perda de energia. Return loss and transmission coefficient are frequency dependent parameters that depend on the difference between the connector impedance (simulated as a cable) and the circuit board transmission line impedance (assumed to be 50 Ω in this example)O coeficiente de reflexão e o coeficiente de transmissão são definidos pelas fórmulas apresentadas.
A figura 2 mostra a variação destes parâmetros com a impedância do conector (cabo).a perda de retorno teórica é zero e o coeficiente de transmissão é de 100%;Se a impedância do conector se desviar de 50 Ω,As alterações nos parâmetros relevantes serão proporcionais ao valor e à frequência de desvio da impedância do conector de 50 ΩEm conectores, a impedância depende do material de isolamento utilizado e da estrutura geométrica dos pinos, incluindo largura, comprimento e distância (espaçamento).A fiação dos pinos adjacentes também pode ter um impacto sobre ele.
Existem duas configurações de fiação comuns para a transmissão de dados de alta velocidade (Figura 3): uma é uma estrutura de extremidade única, onde o sinal de dados é referenciado à terra;Outro tipo é a estrutura diferencial, que utiliza duas linhas de sinal complementares, e a amplitude do sinal de dados é a diferença de tensão entre as duas linhas de sinal.Os sinais diferenciais são utilizados para reduzir o ruído e as interferências nas linhas de sinal duplasEm geral, os sinais diferenciais são usados para aplicações com as maiores taxas de dados.