모든 산업 분야의 고속 신호 소프트웨어 및 하드웨어의 빠른 개발로 인해 더 높은 수준의 빈도와 대역폭이 생겼습니다. 따라서 커넥터 구성 요소의 전체 성능 요구 사항도 더 엄격합니다. 동시에 시스템 내에서 장치 및 패키지 형태, 상호 연결 및 기타 장치의 소형화는 추가 설계 문제를 제시합니다. 이러한 모든 사실은 신호 전송 무결성에 중대한 영향을 미칩니다.
고속 커넥터의 신호 무결성의 기본 이론
대부분의 장치와 장비의 전체 구조가 상당히 작아지고 더 높은 주파수에서 작동함에 따라 신호 무결성 문제가 발생하고 특별한주의가 필요합니다. 특징적인 임피던스, 삽입 손실, 반환 손실 및 Crosstalk (임피던스 및 Crosstalk 중 커넥터의 신호 무결성에 가장 큰 영향을 미치는 Crosstalk)는 최적의 장치 성능을 보장하기 위해 테스트 수준에서 모두 모니터링해야합니다.
산란 매개 변수 (S- 파라미터)는 종종 상호 연결의 광대역 고주파 동작을 설명하기위한 표준 형식으로서 신호 무결성에 사용됩니다. S- 파라미터는 DUT (테스트중인 장치) 프로세스 중에 상호 연결 또는 구성 요소의 표준 파형이 어떻게 흩어 지는지를 설명하는 형식입니다.
고속 커넥터의 신호 무결성에 영향을 미치는 주요 요인
일반적으로 고속 커넥터의 신호 무결성에 영향을 미치는 주요 요인은 설계 공간, 전송 속도 및 신호 손실입니다. 다른 PCB 레이아웃 설계는 이러한 요소와 밀접한 관련이 있으며, 이는 전체 신호 무결성에 중요한 영향을 미칩니다. 다른 PCB 레이아웃 설계에서 커넥터가 제시 한 고주파 특성이 영향을받습니다.
현재 표준 고속 커넥터에는 완전한 구조와 사양이 있습니다. 엔지니어는 특정 사양에 필요한 고주파 조건을 충족시키기 위해이 구조 아래의 설계 만 조정하면됩니다. 정상적인 상황에서 고객은 설계 공간과 필요한 전송 속도 만 제공 할 수 있습니다. 많은 경우에, 신호 손실에 대한 요구 사항조차 불확실하므로, 디자인 내에서 다른 PCB 레이아웃과 추가 조정이 필요합니다. 맞춤형 제품이 필요한 곳입니다. 고속 커넥터 개발의 사용자 정의는 높은 수준의 신호 무결성을 보장합니다. 엔지니어는 종종 고속 커넥터 설계를 지원하기 위해 FEA (유한 요소 분석) 시뮬레이션에 의존합니다.
FEA 시뮬레이션이 고속 커넥터 설계를 지원하는 방법
고속 커넥터의 맞춤형 개발에서 XHSConn은 스트레스 및 고주파 FEA 시뮬레이션을 통해 고객 요구를 충족시키기 위해 메커니즘 설계를 종종 조정하고, 마지막으로 시뮬레이션의 유효성을 확인하기 위해 프로세스 후 제품의 고주파 특성을 비교합니다. 경험을 축적하고 시뮬레이션의 정확도를 지속적으로 향상시키기 위해 다중 비교가 이루어집니다. 프로세스는 다음 단계로 나뉩니다.
1. FEA 삽입 및 추출 시뮬레이션 후, 메커니즘 설계가 요구 사항을 충족하는지 판단하기 위해 커넥터의 삽입 및 추출력 데이터를 얻을 수 있습니다. 또한, 터미널의 변형 상태는 커넥터를 삽입 한 후 FEA의 시뮬레이션 결과로부터 도출 될 수있다. 다중 검증 시뮬레이션 후, 재료 매개 변수 및 FEA 시뮬레이션 조건이 올바르게 설정되는 한, 터미널의 삽입력 및 변형 상태는 실제 값에 매우 가까운 결과를 정확하게 제공합니다.
2. FEA 시뮬레이션에 의해 발견 된 터미널 변형 상태를 지키고 PCB의 3D 모델을 다시 그리십시오. 그려진 모델을 고주파 FEA 소프트웨어로 가져 와서 고주파 시뮬레이션을 수행하도록 모델의 매개 변수를 설정하십시오.
3. 설계 및 시뮬레이션의 지속적이고 반복적 인 조정 후 고객의 요구를 충족시키는 S- 파라미터를 얻을 수 있습니다. 4 가지 고주파 조건은 특징적인 임피던스, 삽입 손실, 반환 손실 및 근거리 및 원거리 크로스 토크 (Next and Fext)입니다.
전송 주파수가 높을수록 발생하는 신호 무결성 문제와 커넥터의 설계 문제가 더욱 심해집니다. 이론적으로, 고주파 전송과 관련하여 특성 임피던스가 더 일치할수록 신호 무결성 문제의 발생이 줄어 듭니다. 그러나 공간 메커니즘의 한계에 따라 커넥터의 접점 터미널의 모양이 더 불규칙하여 커넥터가 고주파 전송과 일치합니다. 특히 PCB 레이아웃의 설계가 신호 무결성에 큰 영향을 미치기 때문에 특징적인 임피던스는 어렵습니다. 따라서 맞춤형 고속 커넥터를 개발할 때 FEA 시뮬레이션을 통해보다 정확한 참조를 얻을 수 있으며 신호 무결성을 보장하고 장비에 필요한 고속 전송 요구 사항을 충족 시키며 자원 낭비를 효과적으로 피하면 비용 절감이 발생합니다.