Ngày nay, do việc sử dụng COB (chip-on-board) và phương pháp lắp ráp các sản phẩm điện tử, mật độ, khả năng thu thập dữ liệu và khả năng xử lý dữ liệu tốc độ cao của chúng không ngừng được cải thiện. Ví dụ, cảm biến mới thu thập tín hiệu từ nhiều nguồn, được thu thập và chuyển đến các chip xử lý hiệu suất cao. Internet of Things và hệ thống máy học đang cung cấp dữ liệu vào các thiết bị tính toán lượng tử để xử lý nhiều chức năng cùng một lúc. Máy tính cấu trúc thần kinh đang bắt đầu bắt chước cách bộ não của chúng ta xử lý các tín hiệu nhỏ và so sánh chúng với các đầu vào khác. Ngày nay, mạch của' cũng được sử dụng trong các thiết bị di động yêu cầu chất lượng cao, độ chắc chắn và độ bền.
Nhiều khi, chúng phải hoạt động trong hoặc sau khi tiếp xúc với độ ẩm cao và phạm vi nhiệt độ rộng. Các ứng dụng mới cần tăng số lượng đường tín hiệu trên đầu mạch cũ. Đồng thời, các chip GaAs (gallium arsenide) và GaN (gallium nitride) đang tăng tốc độ tín hiệu và đang mở rộng tốc độ số hóa quy mô lớn. Hơn nữa, nhiều đường dữ liệu hoạt động đồng thời ở mức điện áp và mức dòng điện thấp hơn. Do đó, các nhà thiết kế yêu cầu kích thước nhỏ hơn, trọng lượng nhẹ hơn, tính di động hơn và độ tin cậy cao.
Thiết kế bảng mạch đã trở thành một kỹ năng quan trọng để đảm bảo rằng các mạch trên bo mạch hỗ trợ các hệ thống kỹ thuật số tốc độ cao trong kỷ nguyên mới. Nhóm thiết kế bảng mạch tốc độ cao đang phát triển thành các chuyên gia. Thiết kế bảng mạch cần phù hợp với thời gian lên xuống của từng bộ phận trong mạch, bố trí cẩn thận các tuyến tín hiệu và xác định vị trí phân phối điện một cách cẩn thận.
Trong một số trường hợp, có thể cần phải lọc nhiễu công suất thấp trên bảng mạch. Chiều rộng và khoảng cách dòng in trên bảng mạch có tác động quan trọng đến tốc độ và hiệu suất kỹ thuật số. Hằng số điện môi (Dk) của bo mạch máy tính trở nên quan trọng trong việc hỗ trợ thời gian tăng và giảm nhanh chóng của các tín hiệu kỹ thuật số mới. Chất điện môi trong bảng mạch có thể bị phân cực và ảnh hưởng tiêu cực đến tốc độ và hệ số tiêu tán (Df) của năng lượng trên bề mặt bảng mạch. Vật liệu FR-4 đang được thay thế bằng vật liệu nền tốc độ cao hơn, giúp giảm ảnh hưởng của quá trình dệt và tổn thất chuyển tiếp. Độ dài của các cặp tín hiệu số cũng phải rất giống nhau để tránh lệch và giảm thiểu phản xạ từ đường này sang đường kia.
Bảng mạch vi xử lý chip đơn
Các nhà thiết kế cũng cần đặc biệt chú ý đến các miếng đệm đầu nối trên bố cục mạch in. Các nguyên tắc bố trí khác nhau đã được biết đến nhiều và cần tránh xuyên âm, nhiễu và cảm ứng EMI đối với đường dẫn tín hiệu của nó. Thiết kế bảng mạch chính xác có thể tránh ảnh hưởng của các cơ chế ghép nhiễu, chẳng hạn như ghép bức xạ, từ trường hoặc điện trường. Điều này yêu cầu sử dụng các tiêu chuẩn bố trí miếng đệm Micro-D đã được thiết lập để giúp mở rộng khoảng cách giữa các miếng đệm trên bảng mạch. Khoảng cách tăng thêm này có xu hướng làm giảm tác động của" gây ra bởi EMI" trên tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao mới hơn.
Một ví dụ là việc sử dụng điều chế biên độ xung (PAM) để thiết lập báo hiệu cho phương pháp NRZ (không trở về không), phương pháp này cung cấp nhiều đường kỹ thuật số thông qua bảng mạch và đầu nối. Với PAM, mỗi tín hiệu sử dụng" bùng nổ" của các mức điện áp khác nhau để cách ly từng tín hiệu với các tín hiệu khác. Nếu nó đang chạy gần với các tín hiệu khác trên bo mạch PC, những thay đổi đột ngột về mức điện áp này có thể gây ra tiếng ồn.
Khi đầu nối trực tiếp phù hợp với tín hiệu trên bo mạch máy tính, cũng cần phải xem xét" khớp nối trực tiếp" cơ chế của tín hiệu đầu vào / đầu ra, chẳng hạn như trở kháng. Cáp nối với đầu nối có thể trở thành ăng-ten, gây thêm nhiễu cho một trong các đường tín hiệu. Sau đó, tiếng ồn này có thể kết hợp với các tấm lót bảng mạch in và làm ô nhiễm quá trình xử lý tín hiệu trên bảng mạch máy tính. Nhiều bảng mạch mật độ cao hơn hiện sử dụng đầu nối Micro-D trực tiếp với cáp.
Ứng dụng mạch mới này được sử dụng trong các đầu dò tên lửa quang học và radar điều khiển mảng theo giai đoạn, cũng như các robot tự động cho các ngành công nghiệp quốc phòng và dân sự. Bây giờ chúng tôi đang liên lạc với những người lính' thiết bị có thể thu thập và cung cấp thông tin chiến thuật. Vệ tinh quỹ đạo giám sát vị trí cá nhân và sức khỏe của từng người lính trên chiến trường. Các mô-đun mạch chính trong các ứng dụng này thường được nhồi trong hệ thống kết nối nhiều dây giữa không gian và các mô-đun, và có thể tồn tại trong các điều kiện khắc nghiệt.
Ngoài ra, so với thiết bị đo lường thụ động trước đây, dụng cụ kiểm tra cầm tay của' ngày nay bao gồm thiết bị điện tử chủ động hoàn toàn. Thiết bị cầm tay mới rất linh hoạt và bao gồm các phụ kiện bổ sung có thể thu thập dữ liệu cấp cao. Điều này đòi hỏi sự gia tăng đáng kể về số lượng dây và đầu nối được sử dụng trong các hệ thống tiên tiến. Do dòng điện trên mỗi tín hiệu thấp hơn, đường kính dây và đầu nối giảm xuống đường kính được sử dụng trong đầu nối Micro-D. Giờ đây, có thể chứa số lượng chân cắm cao hơn trong một không gian nhỏ hơn và gắn trực tiếp vào mẫu tiêu chuẩn trên bảng mạch in.
Các đầu nối Micro-D từ lâu đã trở thành yếu tố góp phần quan trọng trong các mạng hệ thống phức tạp. Ngày nay, nhiều mạch hơn yêu cầu dòng điện ít hơn 1 ampe để xử lý nhiều tín hiệu hoạt động ở mức dưới 15 vôn. Con chip được gắn trực tiếp trên bảng mạch in và được nhồi vào không gian hẹp và / hoặc phần cuối của đầu dò hoặc thiết bị cảm biến. Tín hiệu kỹ thuật số vi sai mới đáp ứng nhiều nhu cầu hơn và chạy ở tốc độ cao hơn. Máy tính bo mạch đơn đã trở thành trung tâm của các mạng lớn, với các đầu nối phức tạp và hệ thống cáp để định tuyến tín hiệu. Quá trình xử lý và lưu trữ thông tin diễn ra tại trung tâm của hệ thống phức hợp" thu thập dữ liệu" -" phân tích dữ liệu" -và" hoạt động chức năng [GG ] quot ;.
Đầu nối Micro-D hình chữ nhật rất tương thích với các mạch chip mới để chắc chắn và di động, trọng lượng nhỏ hơn và nhẹ hơn, với khoảng cách giữa các chân là 0,05 inch. Số thông số kỹ thuật quân sự MIL-DTL-83513 đã được hoàn thành và kích thước dây được đặt thành 26 AWG, đã phát triển thành tiêu chuẩn để xử lý dòng điện từ 3 ampe trở xuống. Hình dạng hình chữ nhật cũng phù hợp với tỷ lệ khung hình của thẻ mạch in, có thể được sử dụng như một đầu nối cạnh và tạo điều kiện cho việc xếp chồng các mô-đun với mật độ cao hơn. Micro-D tiêu chuẩn với các mẫu kết nối bảng mạch tiêu chuẩn có sẵn ở các định dạng lắp đặt thẳng đứng và góc vuông, đồng thời cung cấp nhiều kích thước số lượng chân cắm khác nhau từ 9 chân đến hơn 37 chân.
Spec Micro-D tiêu chuẩn quân sự phù hợp với nhiều ứng dụng trên hầu hết các bảng mạch trong ngành và có thể được lựa chọn trực tuyến. Khi cần thay thế hình dạng đầu nối, góc và lắp đặt bo mạch, nhà thiết kế có thể xem mô hình tiêu chuẩn, sau đó bắt đầu thảo luận với nhà cung cấp thiết kế đầu nối để sửa đổi các tiêu chuẩn này cho phù hợp với thiết bị mới. Các thay đổi về vỏ bao gồm cả vỏ sau bằng kim loại để che chắn EMI và bảo vệ mạng là một ví dụ phổ biến. Nó có thể được hoàn thành bằng cách sử dụng vít giắc cắm đòi hỏi thêm thời gian và công cụ để làm việc với đầu nối Micro-D tiêu chuẩn. Chốt mới hơn Micro-D giải quyết những vấn đề này và vẫn có thể hoạt động chắc chắn trong các ứng dụng rất khó. Vui lòng tham khảo hình ảnh đính kèm trong đó có cáp máy bay không người lái với 2 dây nguồn và 5 dây tín hiệu cho hệ thống lắp đặt giám sát trên máy bay không người lái.
Omnetics' không gian tiêu chuẩn dọc Micro-D
Kín Micro-D
Các nhà thiết kế có thể làm việc trực tiếp với Omnetics và các công ty khác để chỉ định các đầu nối có vòng đệm silicon để ngăn bụi và nước xâm nhập. Lớp vỏ polyme được bọc quá dày có thể làm cầu nối giữa vỏ đầu nối kim loại với vỏ cáp, do đó mang lại sự chuyển đổi trơn tru từ cáp sang đầu nối để xử lý và giảm căng thẳng. Nhiều loại vật liệu đã sẵn sàng, từ vỏ nhôm đến thép không gỉ và hơn thế nữa. Sản phẩm cũng lựa chọn tấm vỏ để phù hợp với các vấn đề tiếp xúc với môi trường, đồng thời có thể cung cấp epoxy làm kín và đóng bầu trở lại để duy trì trên 200 ° C hoặc duy trì du hành vũ trụ sâu trong điều kiện thoát khí thấp do NASA lựa chọn.
Các mạch kỹ thuật số tốc độ cao hơn từ trí tuệ nhân tạo, hệ thống máy học và robot tự động đang thay đổi nhu cầu về độ chắc chắn và thu nhỏ. Các đầu nối Micro-D có thể phù hợp trực tiếp với thiết kế của nguồn và tín hiệu hỗn hợp, đồng thời có thể được gắn trực tiếp trên mẫu bảng mạch ở những khoảng thời gian thích hợp để đảm bảo hiệu suất tối đa của công nghệ chip mới ngày nay của' Omnetics sử dụng các mô hình vật lý trực tuyến để lập kế hoạch bố trí đặc biệt và cung cấp các biến thể tốt về hình dạng đầu nối đồng thời phù hợp với bố cục tiêu chuẩn được yêu cầu trên bảng mạch.
