Hoy en día, debido al uso de COB (chip-on-board) y métodos de ensamblaje de productos electrónicos, su densidad, capacidades de recolección de datos y la capacidad de procesar datos de alta velocidad están mejorando constantemente. Por ejemplo, el nuevo sensor recopila señales de múltiples fuentes, que se recopilan y enrutan a chips de procesamiento de alto rendimiento. El Internet de las cosas y los sistemas de aprendizaje automático están introduciendo datos en dispositivos de computación cuántica para manejar múltiples funciones al mismo tiempo. Las computadoras neuromórficas están comenzando a imitar la forma en que nuestro cerebro procesa señales diminutas y las comparan con otras entradas. Hoy en día, los circuitos de&también se utilizan en dispositivos portátiles que requieren alta calidad, robustez y durabilidad.
Muchas veces, deben funcionar durante o después de la exposición a alta humedad y un amplio rango de temperatura. Las nuevas aplicaciones necesitan aumentar el número de líneas de señal en la parte superior del circuito antiguo. Al mismo tiempo, los chips de GaAs (arseniuro de galio) y GaN (nitruro de galio) están aumentando la velocidad de la señal y están ampliando el ritmo de la digitalización a gran escala. Además, varias líneas de datos operan simultáneamente a niveles más bajos de voltaje y corriente. Por lo tanto, los diseñadores requieren un tamaño más pequeño, un peso más liviano, más portabilidad y alta confiabilidad.
El diseño de placas de circuitos se ha convertido en una habilidad clave para garantizar que los circuitos integrados admitan sistemas digitales de alta velocidad en la nueva era. El equipo de diseño de placas de circuitos de alta velocidad se está convirtiendo en expertos. El diseño de la placa de circuito debe coincidir con los tiempos de subida y bajada de cada parte del circuito, trazar con cuidado las rutas de las señales y localizar con cuidado la distribución de energía.
En algunos casos, puede ser necesario filtrar el ruido de baja potencia en la placa de circuito. El ancho y el espaciado de las líneas impresas en la placa de circuito tienen un impacto crítico en la velocidad y el rendimiento digitales. La constante dieléctrica (Dk) de la placa de circuito impreso se vuelve crítica para soportar los rápidos tiempos de subida y bajada de las nuevas señales digitales. El material dieléctrico en la placa de circuito puede estar polarizado y afectar negativamente la velocidad y el factor de disipación (Df) de la energía en la superficie de la placa de circuito. Los materiales FR-4 están siendo reemplazados por materiales de sustrato de mayor velocidad, que reducen los efectos del tejido y las pérdidas de transición. Las longitudes de los pares de señales digitales también deben ser muy similares para evitar sesgos y minimizar los reflejos de una línea a la otra.
Placa de circuito del procesador de un solo chip
Los diseñadores también deben prestar especial atención a las almohadillas de conexión en el diseño del circuito impreso. Varias pautas de diseño son bien conocidas y deben evitar diafonía, ruido y EMI inducida en su ruta de señal. El diseño correcto de la placa de circuito puede evitar la influencia de los mecanismos de acoplamiento de ruido, como la radiación, el acoplamiento de campo magnético o eléctrico. Esto requiere el uso de estándares establecidos de diseño de almohadilla Micro-D para ayudar a expandir la distancia de almohadilla a almohadilla en la placa de circuito. Esta distancia adicional tiende a reducir el impacto de" EMI inducida" en señales digitales de alta velocidad más nuevas.
Un ejemplo es el uso de modulación de amplitud de pulso (PAM) para configurar la señalización para el método NRZ (sin retorno a cero), que proporciona múltiples líneas digitales a través de placas de circuito y conectores. Con PAM, cada señal utiliza una" burst" de diferentes niveles de voltaje para aislar cada señal de otras señales. Si se ejecuta cerca de otras señales en la placa de circuito impreso, estos cambios repentinos en los niveles de voltaje pueden causar ruido.
Cuando el conector es directamente consistente con la señal en la placa de circuito impreso, también es necesario considerar el" acoplamiento directo" mecanismo de la señal de entrada / salida, como la impedancia. El cable al conector puede convertirse en una antena, agregando ruido a una de las líneas de señal. Entonces, este ruido puede acoplarse a las almohadillas de la placa de circuito impreso y contaminar el procesamiento de la señal en la placa de circuito impreso. Muchas placas de circuitos de mayor densidad ahora utilizan conectores Micro-D directamente en serie con el cable.
Esta nueva aplicación de circuito se utiliza en buscadores de misiles ópticos y radares de control de matriz en fase, así como en robots autónomos para las industrias civil y de defensa. Ahora estamos en contacto con soldados' equipo que puede recopilar y proporcionar información táctica. Los satélites en órbita controlan la posición personal y la salud de cada soldado en el campo de batalla. Los módulos de circuito clave en estas aplicaciones a menudo se insertan en el sistema de interconexión de múltiples cables entre el espacio y los módulos, y pueden sobrevivir en condiciones extremas.
Además, en comparación con los equipos de medición pasiva anteriores, los instrumentos de prueba portátiles de&de hoy cubren equipos electrónicos completamente activos. El nuevo instrumento portátil es versátil e incluye accesorios adicionales que pueden recopilar datos de alto nivel. Esto requiere un aumento significativo en la cantidad de cables y conectores utilizados en sistemas avanzados. Debido a la menor corriente por señal, el diámetro del cable y del conector se reduce al diámetro utilizado en los conectores Micro-D. Ahora es posible acomodar una mayor cantidad de pines en un espacio más pequeño y montarlo directamente en un patrón estándar en una placa de circuito impreso.
Los conectores Micro-D han contribuido durante mucho tiempo a las redes de sistemas complejos. Actualmente, más circuitos requieren menos de 1 amperio de corriente para procesar múltiples señales que operan a menos de 15 voltios. El chip se monta directamente en la placa de circuito impreso y se coloca en el espacio estrecho y / o en el extremo de la sonda o dispositivo sensor. La nueva señal digital diferencial satisface más necesidades y funciona a velocidades más altas. Las computadoras de placa única se han convertido en el centro de grandes redes, con conectores y sistemas de cables complejos para enrutar señales. El procesamiento y almacenamiento de la información tiene lugar en el centro del complejo sistema de" adquisición de datos" -" análisis de datos" -y" operación funcional [GG ] quot ;.
Los conectores Micro-D rectangulares son muy compatibles con los nuevos circuitos de chip para pesos resistentes y portátiles, más pequeños y livianos, con un espaciado de pines de 0.05 pulgadas en el centro. Se completó el número de especificación militar MIL-DTL-83513 y el tamaño del cable se estableció en 26 AWG, que se ha convertido en un estándar para manejar corrientes de 3 amperios y menos. La forma rectangular también es adecuada para la relación de aspecto de la tarjeta de circuito impreso, se puede utilizar como conector de borde y facilita el apilado de módulos de mayor densidad. El Micro-D estándar con patrones de conexión de placa de circuito estándar está disponible en formatos de montaje vertical y en ángulo recto, y ofrece varios tamaños de recuento de pines desde 9 pines hasta más de 37 pines.
El Spec Micro-D militar estándar es adecuado para muchas aplicaciones en la mayoría de las placas de circuito de la industria y se puede seleccionar en línea. Cuando sea necesario reemplazar la forma del conector, el ángulo y la instalación de la placa, el diseñador puede ver el modelo estándar y luego comenzar a discutir con el proveedor del diseño del conector para modificar estos estándares para que se ajusten bien al nuevo instrumento. Los cambios de carcasa, incluidas las carcasas traseras de metal para blindaje EMI y protección de red, son un ejemplo común. Se puede completar mediante el uso de tornillos de gato que requieren tiempo y herramientas adicionales para trabajar con conectores Micro-D estándar. El pestillo Micro-D más nuevo resuelve estos problemas y aún puede funcionar firmemente en aplicaciones muy difíciles. Consulte la imagen adjunta que contiene un cable de dron con 2 cables de alimentación y 5 cables de señal para el sistema de instalación de vigilancia en el dron.
Omnetics' espacio estándar vertical Micro-D
Micro-D sellado
Los diseñadores pueden trabajar directamente con Omnetics y otras empresas para especificar conectores con sellos de anillo de silicona para evitar la entrada de polvo y agua. La carcasa de polímero sobremoldeado puede unir la carcasa del conector de metal con la cubierta del cable, proporcionando así una transición suave del cable al conector para su manipulación y alivio de tensión. Una variedad de materiales están listos, desde carcasas de aluminio hasta acero inoxidable y más. El producto también selecciona la placa de la carcasa para que coincida con los problemas de exposición ambiental, y también puede proporcionar revestimiento posterior y epoxi de sellado para mantener por encima de 200 ° C o mantener los viajes al espacio profundo en condiciones de baja desgasificación seleccionadas por la NASA.
Los circuitos digitales de mayor velocidad de la inteligencia artificial, los sistemas de aprendizaje automático y los robots autónomos están cambiando la demanda de robustez y miniaturización. Los conectores Micro-D pueden coincidir directamente con el diseño de potencia y señal mixtas, y pueden montarse directamente en el patrón de la placa de circuito a intervalos apropiados para garantizar el máximo rendimiento de la nueva tecnología de chip de&actual. Omnetics utiliza modelos físicos en línea para planificar diseños especiales y proporcionar buenas variaciones en las formas de los conectores al mismo tiempo que coincide con el diseño estándar requerido en la placa de circuito.
