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Micro行业资讯

2022-12-21 02:09:23

本文重新关注 SWAP(尺寸、重量 + 功率),重点关注比旧D-Sub连接器所需的更轻、更小的需求。

本文重新关注 SWAP(尺寸、重量 + 功率),重点关注比旧D-Sub连接器所需的更轻、更小的需求。

当今,由于使用 COB(板上芯片)、组装方法的电子产品,因此其密度、数据采集能力和处理高速数据的能力方面都在不断提高。比如,新传感器从多个来源收集信号,这些信号被收集并路由到高性能处理芯片。物联网和机器学习系统正在将数据输入量子计算设备,以同时处理多种功能。神经形态计算机开始模仿我们的大脑处理微小信号的方式,并将它们与其他输入进行比较。今天的电路还用于需要高质量、坚固耐用的便携式设备中。

很多时候,它们必须在暴露于高湿度和宽温度范围期间或之后发挥作用。新应用需要在旧电路之上增加信号线的数量。同时,GaAs(砷化镓)和 GaN(氮化镓)芯片正在提高信号速度,并正在扩大向大规模数字化的步伐。而且多条数据线在较低的电压和电流水平下同时运行。因此设计人员要求更小尺寸、更轻重量、更便携和高使用可靠性。

电路板设计已成为确保板上电路支持新时代高速数字系统的一项关键技能。高速电路板设计团队正在成长为专家。电路板设计需要匹配电路每个部分的上升和下降时间,仔细布置信号路线并仔细定位电源分配。

在某些情况下,可能必须在电路板上过滤低功率噪声。电路板上的印刷线宽和间距对数字速度和性能有关键影响。pc板的介电常数 (Dk)电路板材料在支持新数字信号的快速上升和下降时间方面变得至关重要。电路板内的介电材料可能会被极化,并对电路板表面的能量本身的速度和耗散因数 (Df) 产生负面影响。FR-4材料正在被更高速的基材材料所取代,这些材料减少了编织和过渡损耗的影响。数字信号对的长度还必须非常相似,以避免歪斜并最大限度地减少从一条线到另一条线的反射。

单芯片处理器电路板

设计人员还需要特别注意印刷电路布局上的连接器焊盘。多种布局指南是众所周知的,需要避免串扰、噪声和感应EMI到其信号路径。正确的电路板设计可以避免噪声耦合机制的影响,例如辐射、磁场或电场耦合。这需要采用已建立的 Micro-D 焊盘布局标准来帮助扩展电路板上焊盘到焊盘的距离。这种额外的距离往往会减少“感应EMI”对较新的高速数字信号的影响。

一个例子是用脉冲幅度调制 (PAM),为 NRZ(不归零)方法设置信令,它提供了通过电路板和连接器的多条数字线路。使用PAM,每个信号使用不同电压电平的“突发”,将每个信号与其他信号隔离开来。如果运行时靠近 PC 板上的其他信号,这些电压电平的突然变化可能会产生噪音。

连接器直接与pc板上的信号一致时,还需要考虑到输入/输出信号的“直接耦合”机制,例如阻抗。电缆到连接器可以成为天线,将噪声添加到其中一条信号线上。然后,这种噪声会耦合到印刷电路板焊盘,并污染pc板上的信号处理。现在,许多更高密度的电路板使用直接与电缆串联的 Micro-D 连接器

这种新电路应用被用于光学导弹导引头和相控阵控制雷达,以及用于民用和国防工业的自主机器人。我们现在一直与可以收集和提供战术信息的士兵设备保持联系。轨道卫星监测战场上每个士兵的个人位置和健康状况。这些应用中的关键电路模块常常被塞在空间和模块之间的多线互连系统中,并能在极端条件下生存。

此外,与早期的无源测量设备相比,当今的便携式测试仪器涵盖了完全有源的电子设备。新型便携式仪器具有多功能性,并包括可收集高水平数据的附加附件。这需要显著增加用于高级系统的电线和连接器的数量。由于每信号电流较低,电线和连接器直径减小到 Micro-D 连接器中使用的直径。现在可以在更小的空间内容纳更高的引脚数,并直接安装到印刷电路板上的标准图案上。

Micro-D 连接器长期以来一直是复杂系统网络的主要贡献者。当今更多的电路需要小于 1 安培的电流,来处理以低于15 伏特运行的多个信号。芯片直接安装在印刷电路板上,并塞进狭小的空间和/或探头或传感器设备的末端。新的差分数字信号满足更多需求,并以更高的速度运行。单板计算机已成为大型网络的中心,具有复杂的连接器和电缆系统来路由信号。信息处理和存储发生在“数据采集”——“数据分析”——和“功能操作”的复杂系统的中心。

矩形 Micro-D 连接器与用于坚固便携的新型芯片电路非常匹配,重量更小、更轻,引脚间距为 0.05英寸中心。军用规范编号MIL-DTL-83513已完成,电线尺寸设定为26 AWG,已演变为处理3安培及更低电流的标准。矩形形状也适合印刷电路卡的纵横比,可用作边缘连接器,并有助于模块的更高密度堆叠。具有标准电路板连接图案的标准 Micro-D 可提供垂直和直角安装格式,并提供从 9 引脚到超过 37 引脚的各种引脚数尺寸。

标准军用Spec Micro-D 适合业内大多数电路板上的许多应用,并且可以在线选择。当需要替代连接器形状、角度和板安装时,设计人员可以查看标准模型,然后开始与连接器设计供应商讨论修改这些标准以很好地适应新仪器。外壳更改包括用于 EMI 屏蔽和网络保护的金属后壳是一个常见的例子。配合标准 Micro-D 连接器使用需要额外时间和工具的起重螺钉来完成。较新的闩锁 Micro-D 解决了这些问题,并且仍然可以在非常坚固的应用中牢固地工作。请参阅附带的图像,其中包含用于无人机上的监视安装系统的带有 2 根电源线和 5 根信号线的无人机电缆。

Omnetics 的垂直标准空间 Micro-D

密封 Micro-D

设计人员可以直接与 Omnetics 和其他公司合作,指定带有硅胶环密封件的连接器,以防止灰尘和水进入。包覆成型的聚合物外壳可以将金属连接器外壳桥接到电缆护套上,从而提供从电缆到连接器的平滑过渡接头,以便处理和消除应变。多种材料已准备就绪,从铝制成的外壳到不锈钢等等。该产品还选择外壳板以匹配环境暴露问题,还可提供反灌封和密封环氧树脂,以保持在 200°C 以上或在 NASA 选择的低释气条件下维持深空旅行。

来自人工智能、机器学习系统和自主机器人的更高速数字电路,正在改变对坚固小型化的需求。Micro-D 连接器可以直接匹配混合电源和信号的设计,以及直接安装到适当间隔的电路板图案上,确保当今新芯片技术的最大性能。Omnetics 使用在线实体模型来规划特殊布局,并提供连接器形状的良好变化,同时匹配电路板上所需的标准布局。

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