Отверстия, моделирование и целостность сигнала. Часть 1

автор Мартин Годион (Martyn Gaudion) POLAR INSTRUMENTS |

Недавно редактор журнала Энди Шонесси обратился ко мне с просьбой: Не хотел бы ты написать на тему отверстий? Я подумал, тема сложная и в ней много подводных камней. Но после некоторых размышлений, мне показалось это хорошей идеей…. И вот что получилось.

Я как раз собрался лететь в PCB West в сентябре, но с моим стыковочным рейсом возникла проблема. Всегда лучше, если самолет ломается на земле, а не в воздухе, но как бы то ни было, все равно создаются неудобства. Если вы хотите быть уверенным, что успеете на свой дальний перелет, скажите своему агенту, что вы должны лететь через лондонский Gatwick.

 

Рис. 1: Представляемый вид импульса «растягивания» диэлектрика. Цифра 1 обозначает запасенную энергию.

Рис. 2: Энергия распространяется вдоль линии. Цифра 2 показывает направление тока.

Рис. 3: Энергия продолжает распространяться до тех пор…

Рис. 4: …Пока не встречает слот в возвратном пути (3), который вызывает излучение энергии (4).

Я сокращу длинную историю, но у меня было 10 минут на принятие решения. С одной стороны я могу выбрать добраться до лондонского Хитроу через лондонский Гэтвик, или же мне взять мой изначальный рейс, которой может доставит меня в Хитроу вовремя, а может и нет, чтобы я мог успеть на свой стыковочный рейс. Я стиснул зубы, забрал свой багаж и повторно начал процесс прохождения проверок и бронирования нового рейса на другом самолете всего лишь через 45 минут после отправления, одновременно пытаясь забронировать отель на эту ночь, и в то же время проходя досмотр на этот новый рейс.

В этом процессе я стал одним из тех раздражающих людей, которые висят на телефоне при прохождении посадки и на трапе самолета. Я пытался забронировать все онлайн, но когда ты делаешь все в спешке, это тоже реальный кошмар. В итоге я забронировал последний доступный номер вблизи нужного мне терминала.

Каким образом все это относится к целостности сигнала? А тем, что намного проще добраться докуда-то прямым путем, чем через что-то еще. То же самое касается и сигналов. Лучшее, что может сделать проектировщик, это убедиться в том, что его отверстие создает минимум неудобства сигналу; в противном случае он может прийти к месту назначения недовольным и изменившим свою форму. Точно как я, когда я сел в самолет на дальний перелет на следующее утро. Только несколько бокалов шираза смогли восстановить мое психическое состояние. Но сигналам не всегда так везет.

Прежде чем вникать в электрические отверстия, я предлагаю вам подумать о следующем сценарии линии передачи. Потерпите меня: понимание следующего поможет лучше понять смысл сценария отверстия. Второй момент, который я бы хотел, чтобы вы одновременно держали в голове, это то, что хорошее моделирование не может исправить плохой дизайн. Модель может показать вам, где есть слабости разработки, но если вы создали свой проект под продукт, модель может только показать вам, как он себя ведет. Некоторые менее опытные проектировщики могут попасть в ловушку, думая, что хорошая модель исправит что-то, что не работает: нет, так не будет. Она только заверит вас, что в первую очередь ваша разработка была плохой.

Но давайте вернемся к простой линии трансмиссии. Давайте возьмем для примера микрополосковую линию; у нее есть поверхностная линия проходящая через возвратный путь. Итак, в нашем вымышленном эксперименте, представим, что на нашей вымышленной микрополосковой линии (допустим, 5 дюймов длиной) есть два серьезных нарушения. Помните также, что когда вы возбуждаете сигналом линию передачи, сигнал распространяется по линии примерно в половину скорости света (чуть больше в микрополосковой). В нашей воображаемой микрополосковой линии представьте, что вы по какой-то причине вырезали прорезь в панели заземления примерно на полпути вдоль дорожки под прямым углом к ней. Что будет происходить с вашей линией трансмиссии?

 

Источник: Журнал The PCB Design Magazine, Ноябрь 2016

 

 

 

Назад