امروزه به دلیل استفاده از COB (تراشه روی برد) و روشهای مونتاژ محصولات الکترونیکی، تراکم، قابلیت جمعآوری دادهها و توانایی پردازش دادههای پرسرعت به طور مداوم در حال بهبود است. به عنوان مثال، حسگر جدید سیگنالها را از چندین منبع جمعآوری میکند که جمعآوری شده و به سمت تراشههای پردازشی با کارایی بالا هدایت میشوند. اینترنت اشیا و سیستمهای یادگیری ماشینی دادهها را به دستگاههای محاسباتی کوانتومی تغذیه میکنند تا چندین عملکرد را همزمان انجام دهند. کامپیوترهای نورومورفیک در حال تقلید از روشی هستند که مغز ما سیگنال های کوچک را پردازش می کند و آنها را با ورودی های دیگر مقایسه می کند. امروزه مدارهای's در دستگاه های قابل حملی که به کیفیت، استحکام و دوام بالایی نیاز دارند نیز استفاده می شود.
در بسیاری از مواقع، آنها باید در حین یا پس از قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا و محدوده دمایی وسیع عمل کنند. برنامه های جدید نیاز به افزایش تعداد خطوط سیگنال در بالای مدار قدیمی دارند. همزمان، تراشههای GaAs (گالیوم آرسنید) و GaN (نیترید گالیوم) سرعت سیگنال را افزایش میدهند و سرعت دیجیتالی شدن در مقیاس بزرگ را گسترش میدهند. علاوه بر این، چندین خط داده به طور همزمان در سطوح ولتاژ و جریان پایین تر کار می کنند. بنابراین، طراحان به اندازه کوچکتر، وزن سبک تر، قابلیت حمل بیشتر و قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند.
طراحی برد مدار به یک مهارت کلیدی تبدیل شده است تا اطمینان حاصل شود که مدارهای روی برد از سیستم های دیجیتال پرسرعت در عصر جدید پشتیبانی می کنند. تیم طراحی برد مدار پرسرعت در حال تبدیل شدن به متخصصان است. طراحی برد مدار باید با زمانهای صعود و سقوط هر قسمت از مدار مطابقت داشته باشد، مسیرهای سیگنال را با دقت تعیین کند و توزیع برق را به دقت تعیین کند.
در برخی موارد، ممکن است نیاز به فیلتر کردن نویز کم مصرف روی برد مدار باشد. عرض خط چاپی و فاصله روی برد مدار تاثیر مهمی بر سرعت و عملکرد دیجیتال دارد. ثابت دی الکتریک (Dk) برد کامپیوتر برای پشتیبانی از زمان های افزایش و سقوط سریع سیگنال های دیجیتال جدید حیاتی می شود. ماده دی الکتریک موجود در برد مدار ممکن است پلاریزه شده و بر سرعت و ضریب اتلاف انرژی (Df) روی سطح برد مدار تأثیر منفی بگذارد. مواد FR-4 با مواد بستر با سرعت بالاتر جایگزین می شوند، که اثرات بافندگی و تلفات انتقال را کاهش می دهد. طول جفت سیگنال دیجیتال نیز باید بسیار شبیه باشد تا از انحراف جلوگیری شود و بازتاب از یک خط به خط دیگر به حداقل برسد.
برد مدار پردازنده تک تراشه
طراحان همچنین باید به پدهای اتصال در طرح مدار چاپی توجه ویژه ای داشته باشند. دستورالعملهای طرحبندی مختلف به خوبی شناخته شدهاند و باید از تداخل، نویز و EMI القایی در مسیر سیگنال خودداری شود. طراحی صحیح برد مدار می تواند از تأثیر مکانیسم های جفت کننده نویز مانند تابش، کوپلینگ میدان مغناطیسی یا الکتریکی جلوگیری کند. این امر مستلزم استفاده از استانداردهای چیدمان پد Micro-D برای کمک به گسترش فاصله پد تا پد روی برد مدار است. این فاصله اضافی تمایل به کاهش تاثیر"EMI القایی" در سیگنال های دیجیتال پرسرعت جدیدتر
به عنوان مثال استفاده از مدولاسیون دامنه پالس (PAM) برای تنظیم سیگنال برای روش NRZ (بدون بازگشت به صفر) است که چندین خطوط دیجیتال را از طریق بردهای مدار و کانکتورها فراهم می کند. با PAM، هر سیگنال از"burst" سطوح مختلف ولتاژ برای جداسازی هر سیگنال از سیگنال های دیگر. اگر نزدیک به سیگنالهای دیگر روی برد PC باشد، این تغییرات ناگهانی در سطوح ولتاژ ممکن است باعث ایجاد نویز شود.
هنگامی که کانکتور مستقیماً با سیگنال روی برد کامپیوتر سازگار است، لازم است که"coupling direct" مکانیسم سیگنال ورودی/خروجی، مانند امپدانس. کابل اتصال دهنده می تواند به آنتن تبدیل شود و به یکی از خطوط سیگنال نویز اضافه کند. سپس، این نویز می تواند به پدهای برد مدار چاپی متصل شود و پردازش سیگنال روی برد کامپیوتر را آلوده کند. اکنون بسیاری از بردهای مدار با چگالی بالاتر از کانکتورهای Micro-D مستقیماً به صورت سری با کابل استفاده می کنند.
این برنامه مدار جدید در جستجوگرهای موشک نوری و رادارهای کنترل آرایه فازی و همچنین روباتهای خودران برای صنایع غیرنظامی و دفاعی استفاده میشود. ما اکنون با سربازان' در تماس هستیم. تجهیزاتی که می توانند اطلاعات تاکتیکی را جمع آوری و ارائه کنند. ماهواره های در حال گردش موقعیت شخصی و سلامت هر سرباز را در میدان نبرد رصد می کنند. ماژول های مدار کلیدی در این کاربردها اغلب در سیستم اتصال چند سیمی بین فضا و ماژول ها قرار می گیرند و می توانند در شرایط سخت زنده بمانند.
علاوه بر این، در مقایسه با تجهیزات اندازهگیری غیرفعال قبلی، امروزه ابزارهای تست قابل حمل'؛ تجهیزات الکترونیکی کاملاً فعال را پوشش میدهند. ابزار قابل حمل جدید همه کاره است و شامل لوازم جانبی اضافی است که می تواند داده های سطح بالا را جمع آوری کند. این امر مستلزم افزایش قابل توجهی در تعداد سیم ها و کانکتورهای مورد استفاده در سیستم های پیشرفته است. به دلیل جریان کمتر در هر سیگنال، قطر سیم و کانکتور به قطر مورد استفاده در کانکتورهای Micro-D کاهش می یابد. اکنون میتوان تعداد بیشتری پین را در فضای کوچکتری قرار داد و مستقیماً روی یک الگوی استاندارد روی برد مدار چاپی نصب کرد.
کانکتورهای Micro-D مدتهاست که سهم عمدهای در شبکههای سیستم پیچیده داشتهاند. امروزه مدارهای بیشتری برای پردازش چندین سیگنال که با ولتاژ کمتر از 15 ولت کار می کنند به کمتر از 1 آمپر جریان نیاز دارند. تراشه مستقیماً بر روی برد مدار چاپی نصب می شود و در فضای باریک و/یا انتهای پروب یا دستگاه حسگر قرار می گیرد. سیگنال دیجیتال دیفرانسیل جدید نیازهای بیشتری را برآورده می کند و با سرعت های بالاتر کار می کند. کامپیوترهای تک بردی به مرکز شبکه های بزرگ تبدیل شده اند، با اتصال دهنده ها و سیستم های کابلی پیچیده برای مسیریابی سیگنال ها. پردازش و ذخیره سازی اطلاعات در مرکز سیستم پیچیده"اکتساب داده"-"تحلیل داده"-و"عملیات عملکردی&] quot;.
کانکتورهای Micro-D مستطیلی با مدارهای تراشه جدید برای وزن های ناهموار و قابل حمل، کوچکتر و سبک تر، با فاصله پین 0.05 اینچ در مرکز، بسیار سازگار است. شماره مشخصات نظامی MIL-DTL-83513 تکمیل شده است و اندازه سیم روی 26 AWG تنظیم شده است که به استانداردی برای کنترل جریان های 3 آمپر و کمتر تبدیل شده است. شکل مستطیلی همچنین برای نسبت ابعاد کارت مدار چاپی مناسب است، می تواند به عنوان یک اتصال دهنده لبه استفاده شود و انباشته شدن ماژول ها با چگالی بالاتر را تسهیل می کند. Micro-D استاندارد با الگوهای اتصال تخته مدار استاندارد در قالبهای نصب عمودی و راست در دسترس است و اندازههای مختلف تعداد پینها از ۹ پین تا بیش از ۳۷ پایه را ارائه میدهد.
استاندارد نظامی Spec Micro-D برای بسیاری از کاربردها در اکثر بردهای مدار در صنعت مناسب است و می تواند به صورت آنلاین انتخاب شود. هنگامی که نیاز به جایگزینی شکل اتصال، زاویه و نصب برد باشد، طراح میتواند مدل استاندارد را مشاهده کند، و سپس با تامینکننده طراحی کانکتور شروع به بحث کند تا این استانداردها را بهخوبی متناسب با ابزار جدید تغییر دهد. تغییرات قاب از جمله قاب های پشتی فلزی برای محافظ EMI و محافظت از شبکه یک مثال رایج است. می توان با استفاده از پیچ های جک که برای کار با کانکتورهای استاندارد Micro-D به زمان و ابزار اضافی نیاز دارند، این کار را تکمیل کرد. ضامن جدیدتر Micro-D این مشکلات را حل می کند و همچنان می تواند در برنامه های بسیار ناهموار کار کند. لطفاً به تصویر پیوست که شامل یک کابل پهپاد با 2 سیم برق و 5 سیم سیگنال برای سیستم نصب نظارت بر روی پهپاد است مراجعه کنید.
Omnetics' فضای استاندارد عمودی Micro-D
Micro-D مهر و موم شده
طراحان می توانند مستقیماً با Omnetics و سایر شرکت ها برای تعیین کانکتورهایی با حلقه مهر و موم سیلیکونی برای جلوگیری از ورود گرد و غبار و آب همکاری کنند. پوسته پلیمری بیش از حد قالبگیری شده میتواند پوسته اتصال فلزی را به غلاف کابل متصل کند، در نتیجه یک انتقال صاف از کابل به رابط برای جابجایی و کاهش فشار ایجاد میکند. مواد مختلفی از بدنه آلومینیومی گرفته تا فولاد ضد زنگ و غیره آماده است. این محصول همچنین صفحه پوسته را برای مطابقت با مسائل مربوط به قرار گرفتن در معرض محیطی انتخاب میکند و همچنین میتواند اپوکسی پشتی و آببندی را برای حفظ دمای بالای 200 درجه سانتیگراد یا حفظ سفر در اعماق فضا تحت شرایط کم گاز خروجی که توسط ناسا انتخاب شده است، ارائه دهد.
مدارهای دیجیتالی با سرعت بالاتر از هوش مصنوعی، سیستمهای یادگیری ماشین و روباتهای مستقل، تقاضا برای استحکام و کوچکسازی را تغییر میدهند. کانکتورهای Micro-D میتوانند مستقیماً با طراحی ترکیبی قدرت و سیگنال مطابقت داشته باشند و میتوانند مستقیماً روی الگوی برد مدار در فواصل زمانی مناسب نصب شوند تا از حداکثر عملکرد فناوری جدید تراشه امروزی' اطمینان حاصل شود. Omnetics از مدلهای فیزیکی آنلاین برای برنامهریزی طرحبندیهای خاص استفاده میکند و تغییرات خوبی در اشکال رابط ارائه میکند در حالی که با چیدمان استاندارد مورد نیاز بر روی برد مدار مطابقت دارد.
