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25 de octubre de 2010

El Pulso: Integridad de señal. La "S"

25/10/2010

                                                   

Tres palabras, o más bien, frases, están en el proceso de introducción de la lengua vernácula de la industria del PCB, aunque es una frase con la que ya están familiarizados, pero teniendo un significado diferente. Todos comienzan con "S" y todas se refieren, de un modo u otro a la integridad de la señal.



La junta del IPC D24, se reunieron recientemente para discutir las normas de medición de las pérdidas, de las líneas de transmisión, en el fondo del debate, una cuestión de fondo se hizo eco en todo el espacio de encuentro, "Sí, así es como se mide, pero lo que el fabricante puede hacer para asegurar su pase en las juntas, ¿lo que la pérdida prueba de las mediciones, es adoptado?", El primer paso aquí, es comenzar a entender el lenguaje de la integridad de la señal, y algunos de los nuevos efectos que la interacción en el acto de malabarismo, de la calidad de fabricación en épocas de lata demanda, sin embargo, los PCB tienen su costo efectivo.
                                                




Así que echemos un vistazo a las tres frases "S", es decir, los parámetros “S”, la rugosidad superficial y el efecto piel. El primero, de los parámetros “S”, permite a un ingeniero registrar el rendimiento de la línea de transmisión, en un rango de frecuencias. El segundo, la rugosidad de la superficie, es un factor clave en la integridad de la señal, debido a su impacto sobre las pérdidas de señal, el efecto de la rugosidad de la superficie, se ve magnificado por el tercer término, la profundidad de la piel, debido a la tendencia de las corrientes eléctricas, que fluyen a ciertas profundidades, en un conductor, a medida que aumenta la frecuencia.



Los parámetros “S”, describen el comportamiento de las redes pasivas a una frecuencia fija, totalitariamente llamado parámetros de dispersión, en los términos coloquiales, puede tal vez ser más que de "dispersión" desde una perspectiva óptica, lo que sucede cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro. En cuanto a los parámetros de dispersión de RF, al describir lo que sucede cuando una onda electromagnética, viaja de una línea de transmisión de una impedancia, a un línea pasiva desconocida. "¿En una frecuencia fija? He oído que preguntan, "¿pero es inherente a la transmisión de las líneas digitales de banda ancha?" ¡Correcto!. Y en el caso de la velocidad, de serie de la transmisión en alta, con los datos de palabras muy largos, el ancho de banda de una conexión en serie, puede ser muy amplia por cierto. Así se encuentra, que las líneas se caracterizan, por una amplia gama de frecuencias. Para ello es necesario medir o modelar a los cientos o miles de pasos de las frecuencias finitas.
 



Para facilitar el uso de los parámetros “S”, se han guardado en un formato de archivo común, llamado archivo Touchstone ™, en ocasiones el archivo Touchstone, se llama un archivo  "s.np", después de su extensión de archivo, la n se refiere al número de puertos: . S1P, un puerto, es decir, una terminación. s2p, una sola línea de transmisión de composición. S3P, microondas y una batidora. S4P, una línea de cuatro puertos, es decir, un par diferencial. La frecuencia con experiencia única en formas de una perspectiva, de alta velocidad digital son los s2p. Y el S4P. Los parámetros “S” describen cómo la señal es reflejada, transmitida desde cada extremo de la línea, y el desplazamiento de fase de las señales respectivas. Para conocer un poco más, esta nota de aplicación le baje a un buen comienzo.




La segunda "S", es para rugosidad de la superficie, algo que usted puede pensar que es más el dominio de Paul Reid Reid, en la fiabilidad "de columna, como la industria de PCB, desde hace tiempo para considerar el nivel de rugosidad necesaria, para promover la adhesión en el proceso de laminación y por lo tanto, garantizar una buena fiabilidad. Sin embargo, la frecuencia aumenta, y los recorridos de la señal se reflejan en el exterior del conductor (más detalle en la explicación profundidad de la piel más adelante), los impactos más la superficie de rugosidad, en las pérdidas de señal.



Afortunadamente, el papel de aluminio laminado, y los proveedores han estado trabajando duro en esta área, y han empezado a distribuir las gamas de materiales que ofrecen perfiles sorprendentemente suaves, mientras que todavía ofrece el rendimiento necesario para la adherencia de excelente fiabilidad.




¿Sin embargo, la lectura?, Hasta ahora hemos visto cómo los parámetros “S”, describen el comportamiento de las líneas de transmisión en el rango de frecuencias de interés, para el diseñador, y cómo afecta a la rugosidad de la superficie, las pérdidas en la línea de transmisión.  Al quedarse más cerca de la superficie del conductor, a medida que aumenta la frecuencia, este fenómeno se denomina efecto de piel.








El diagrama anterior, representa gráficamente la amplitud de corriente de conducción en contra de la profundidad (z), en un conductor. Hay una corriente de conducción de la densidad de Jx, (donde J0, es la densidad de corriente en la superficie). La distancia δ, es el valor de z en la que |Jx | J =0 / e. Este es también, el mismo valor en el que el área rectangular δJ0, en el diagrama es igual al área bajo la curva exponencial  δ, se conoce como la profundidad de la piel. Para ir un poco más a fondo, sobre el tema (sin juego de palabras) hay que echar un vistazo, a esta nota.




El efecto de la piel Sin embargo, a frecuencias más bajas de la profundidad de la piel, (la profundidad media a la que fluye la corriente), es mucho mayor que el espesor de la lámina de cobre. A la frecuencia de 60Hz, de la  línea de energía, sin embargo, la profundidad de la piel, es de unos 8 mm, por lo que los ingenieros de energía de línea de distribución, todavía necesita tenerla en cuenta. De vuelta en el mundo digital, la profundidad de la piel, en el cobre está a sólo 2 micrones a 1 GHz, por lo que no cubre mucho la sección cruzada para llevar la corriente allí, los ingenieros de microondas, para compensar esto, usan pistas anchas, pero desde una perspectiva digital de alta velocidad, las geometrías de la viruta y la densidad deseada de enrutamiento, significa que la profundidad de la piel, siempre va a jugar, en las pérdidas de señal, por lo tanto, el paso a la más suave de cobre, con la promoción de adhesivo alternativo para  tratamientos., no es exclusiva de ultra alta velocidad, el efecto de pie está presente en todos los sistemas de transmisión de CA.




Así que ahí lo tienen, tres pares de palabras, que se han colado hasta en la industria de fabricación, y diseño, sin duda, siguen siendo de interés, como el método de señalización de alta velocidad, de movimientos como opción, cada vez más a los pares diferenciales de alta velocidad, en líneas de transmisión con pérdidas.







Martyn Gaudion, consejero delegado de la empresa Polar Instruments Ltd., comenzó su carrera en Tektronix, en la década de 1980, donde fue responsable de la ingeniería de prueba en banda ancha portátil, de los osciloscopios de alta resolución. Gaudion Polar, se unió en 1990, donde fue responsable del diseño y desarrollo de la Toneohm 950, Polar localizador de cortocircuitos de PCB, de múltiples capas. Se convirtió en gerente de marketing de Polar en 1997, como el mercado de prueba de impedancia controlada se convirtió en una importante sección de la gama de productos de la compañía, fue nombrado Director de Ventas y Marketing en enero de 2001 y fue nombrado CEO en enero de 2010. Gaudion, también escribe artículos ocasionales para una serie de publicaciones de la industria de PCB y contribuye regularmente con el IPC, de alta frecuencia de desarrollo de las actividades normativas de velocidad. 

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