W dzisiejszych czasach, dzięki zastosowaniu technologii COB (chip-on-board) i metod montażu produktów elektronicznych, ich gęstość, możliwości gromadzenia danych oraz zdolność przetwarzania danych z dużą prędkością ulegają ciągłej poprawie. Na przykład nowy czujnik zbiera sygnały z wielu źródeł, które są zbierane i kierowane do wysokowydajnych chipów przetwarzających. Internet rzeczy i systemy uczenia maszynowego dostarczają dane do kwantowych urządzeń obliczeniowych, aby obsługiwać wiele funkcji jednocześnie. Komputery neuromorficzne zaczynają naśladować sposób, w jaki nasz mózg przetwarza drobne sygnały i porównuje je z innymi danymi wejściowymi. Obecnie układy' stosowane są również w urządzeniach przenośnych, które wymagają wysokiej jakości, wytrzymałości i trwałości.
Wielokrotnie muszą funkcjonować w trakcie lub po wystawieniu na działanie wysokiej wilgotności i szerokiego zakresu temperatur. Nowe aplikacje muszą zwiększyć liczbę linii sygnałowych na szczycie starego obwodu. Jednocześnie chipy GaAs (arsenek galu) i GaN (azotek galu) zwiększają prędkość sygnału i przyspieszają cyfryzację na dużą skalę. Co więcej, wiele linii danych działa jednocześnie przy niższych poziomach napięcia i prądu. Dlatego projektanci wymagają mniejszych rozmiarów, lżejszej wagi, większej przenośności i wysokiej niezawodności.
Projektowanie płytek drukowanych stało się kluczową umiejętnością zapewniającą, że obwody pokładowe obsługują szybkie systemy cyfrowe w nowej erze. Zespół projektantów szybkich płytek drukowanych staje się ekspertami. Projekt płytki drukowanej musi odpowiadać czasom narastania i opadania każdej części obwodu, starannie rozplanować trasy sygnału i dokładnie zlokalizować dystrybucję zasilania.
W niektórych przypadkach może być konieczne filtrowanie szumów o małej mocy na płytce drukowanej. Szerokość drukowanych linii i odstępy na płytce drukowanej mają krytyczny wpływ na szybkość i wydajność cyfrową. Stała dielektryczna (Dk) płytki drukowanej staje się krytyczna we wspieraniu szybkich czasów narastania i opadania nowych sygnałów cyfrowych. Materiał dielektryczny w płytce drukowanej może być spolaryzowany i negatywnie wpływać na prędkość i współczynnik rozpraszania (Df) energii na powierzchni płytki drukowanej. Materiały FR-4 są zastępowane materiałami podłoża o większej prędkości, które zmniejszają skutki tkania i strat przejściowych. Długości par sygnałów cyfrowych muszą być również bardzo podobne, aby uniknąć przekrzywienia i zminimalizować odbicia od jednej linii do drugiej.
Płytka z pojedynczym chipem procesora
Projektanci muszą również zwrócić szczególną uwagę na podkładki złączy na układzie obwodów drukowanych. Różne wytyczne dotyczące układu są dobrze znane i należy unikać przesłuchów, szumów i indukowanych zakłóceń EMI na ścieżce sygnału. Prawidłowa konstrukcja płytki drukowanej pozwala uniknąć wpływu mechanizmów sprzęgania szumów, takich jak sprzężenie promieniowania, pola magnetycznego lub elektrycznego. Wymaga to zastosowania ustalonych standardów rozmieszczenia padów Micro-D, aby zwiększyć odległość między padami na płytce drukowanej. Ta dodatkowa odległość ma tendencję do zmniejszania wpływu"indukowanego EMI" na nowszych szybkich sygnałach cyfrowych.
Przykładem jest zastosowanie modulacji amplitudy impulsów (PAM) do skonfigurowania sygnalizacji dla metody NRZ (brak powrotu do zera), która zapewnia wiele linii cyfrowych przez płytki drukowane i złącza. W przypadku PAM każdy sygnał wykorzystuje"burst" różnych poziomów napięcia, aby odizolować każdy sygnał od innych sygnałów. Jeśli pracuje blisko innych sygnałów na płycie PC, te nagłe zmiany poziomów napięcia mogą powodować zakłócenia.
Gdy złącze jest bezpośrednio zgodne z sygnałem na płytce pc, konieczne jest również uwzględnienie"bezpośrednie sprzężenie" mechanizm sygnału wejściowego/wyjściowego, taki jak impedancja. Kabel do złącza może stać się anteną, dodając szum do jednej z linii sygnałowych. Następnie ten hałas może łączyć się z padami płytki drukowanej i zanieczyścić przetwarzanie sygnału na płytce drukowanej. Wiele płytek drukowanych o wyższej gęstości wykorzystuje teraz złącza Micro-D bezpośrednio połączone szeregowo z kablem.
To nowe zastosowanie obwodów jest wykorzystywane w optycznych poszukiwaczach pocisków i radarach z układem fazowym, a także w autonomicznych robotach dla przemysłu cywilnego i obronnego. Jesteśmy teraz w kontakcie z żołnierzami' sprzęt, który może zbierać i dostarczać informacje taktyczne. Satelity na orbicie monitorują osobistą pozycję i stan zdrowia każdego żołnierza na polu bitwy. Kluczowe moduły obwodów w tych zastosowaniach są często umieszczane w wieloprzewodowym systemie połączeń między przestrzenią a modułami i mogą przetrwać w ekstremalnych warunkach.
Ponadto, w porównaniu z wcześniejszym pasywnym sprzętem pomiarowym, dzisiejsze przenośne przyrządy testowe' obejmują w pełni aktywny sprzęt elektroniczny. Nowy przenośny przyrząd jest wszechstronny i zawiera dodatkowe akcesoria, które mogą zbierać dane wysokiego poziomu. Wymaga to znacznego zwiększenia ilości przewodów i złącz stosowanych w zaawansowanych systemach. Ze względu na niższy prąd na sygnał średnica przewodu i złącza jest zmniejszona do średnicy stosowanej w złączach Micro-D. Teraz możliwe jest umieszczenie większej liczby pinów na mniejszej przestrzeni i bezpośrednie zamontowanie jej na standardowym wzorze na płytce drukowanej.
Złącza Micro-D od dawna są głównym elementem złożonych sieci systemowych. Obecnie więcej obwodów wymaga mniej niż 1 ampera prądu do przetwarzania wielu sygnałów działających pod napięciem niższym niż 15 woltów. Chip jest montowany bezpośrednio na płytce drukowanej i umieszczany w wąskiej przestrzeni i/lub końcu sondy lub czujnika. Nowy różnicowy sygnał cyfrowy spełnia więcej potrzeb i działa z większą prędkością. Komputery jednopłytkowe stały się centrum dużych sieci ze złożonymi złączami i systemami okablowania do kierowania sygnałów. Przetwarzanie i przechowywanie informacji odbywa się w centrum złożonego systemu&„akwizycji danych &” –&„analizy danych &” – i&„operacji funkcjonalnej [GG ] cytat;.
Prostokątne złącza Micro-D są bardzo kompatybilne z nowymi obwodami chipowymi dla wytrzymałych i przenośnych, mniejszych i lżejszych, z rozstawem pinów 0,05 cala pośrodku. Wojskowy numer specyfikacji MIL-DTL-83513 został uzupełniony, a rozmiar drutu został ustawiony na 26 AWG, co przekształciło się w standard obsługi prądów o natężeniu 3 amperów i niższych. Prostokątny kształt jest również odpowiedni dla współczynnika kształtu karty obwodu drukowanego, może być używany jako złącze krawędziowe i ułatwia układanie modułów w większej gęstości. Standardowy Micro-D ze standardowymi wzorami połączeń płytek drukowanych jest dostępny w pionowych i prostopadłych formatach montażowych i oferuje różne rozmiary liczby pinów od 9 pinów do ponad 37 pinów.
Standardowy wojskowy Spec Micro-D nadaje się do wielu zastosowań na większości płytek drukowanych w branży i można go wybrać online. Kiedy konieczna jest wymiana kształtu złącza, kąta i instalacji płytki, projektant może wyświetlić standardowy model, a następnie rozpocząć dyskusję z dostawcą projektu złącza w celu zmodyfikowania tych norm, aby dobrze pasowały do nowego instrumentu. Typowym przykładem są zmiany obudowy, w tym metalowe obudowy tylne do ekranowania EMI i ochrony sieci. Można to wykonać za pomocą śrub jack, które wymagają dodatkowego czasu i narzędzi do pracy ze standardowymi złączami Micro-D. Nowszy zatrzask Micro-D rozwiązuje te problemy i nadal może działać stabilnie w bardzo wytrzymałych aplikacjach. Proszę odnieść się do załączonego obrazu, który zawiera kabel drona z 2 przewodami zasilającymi i 5 przewodami sygnałowymi do systemu instalacji nadzoru na dronie.
Omnetyka' pionowa przestrzeń standardowa Micro-D
Uszczelniony Micro-D
Projektanci mogą współpracować bezpośrednio z firmą Omnetics i innymi firmami, aby określić złącza z silikonowymi uszczelkami pierścieniowymi, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu i wody. Powlekana powłoka polimerowa może połączyć metalową powłokę złącza z osłoną kabla, zapewniając w ten sposób płynne przejście od kabla do złącza w celu obsługi i odciążenia. Dostępnych jest wiele materiałów, od obudów aluminiowych po stal nierdzewną i nie tylko. Produkt wybiera również płytę osłonową, aby odpowiadała problemom związanym z narażeniem środowiskowym, a także może zapewnić żywicę epoksydową do zalewania i uszczelniania w celu utrzymania temperatury powyżej 200°C lub utrzymania podróży w głęboką przestrzeń kosmiczną w warunkach niskiego odgazowywania wybranych przez NASA.
Szybsze obwody cyfrowe ze sztucznej inteligencji, systemów uczenia maszynowego i autonomicznych robotów zmieniają zapotrzebowanie na odporność i miniaturyzację. Złącza Micro-D mogą bezpośrednio pasować do projektu mieszanego zasilania i sygnału i mogą być bezpośrednio montowane na wzorcu płytki drukowanej w odpowiednich odstępach, aby zapewnić maksymalną wydajność dzisiejszej nowej technologii chipowej'. Firma Omnetics wykorzystuje modele fizyczne online do planowania specjalnych układów i zapewniania dobrych wariacji w kształtach złączy, przy jednoczesnym dopasowaniu standardowego układu wymaganego na płytce drukowanej.
