Impedančna optimizacija tiskanega vezjaKUTIN, VASJA (Avtor) Strle, Drago (Mentor) SIwave™impedanca med točkami na tiskanem vezjuvektorski analizator vezjiparazitne komponente tiskanih vezijS-parametrikalibracijaprimerjava simulacijskih in izmerjenih impedancimpedančna optimizacija tiskanega vezjaelektromagnetna združljivostKo imamo pred seboj nalogo razviti elektronsko napravo in jo potem prodajati, ni cilj razvoja samo ta, da naprava opravlja delo, kateremu je namenjena, temveč tudi da deluje v skladu s predpisanimi standardi. Ena izmed zahtev za vse elektronske naprave je delovanje naprave v skladu z direktivami elektromagnetne združljivosti (EMC). Elektromagnetna združljivost je sposobnost naprave, enote naprave ali sistema, da zadovoljivo deluje v elektromagnetnem okolju, ne da bi pri tem vnašala nedopustne elektromagnetne motnje v okolje. Na splošno pri ugotavljanju elektromagnetne združljivosti govorimo o ugotavljanju [2]: • elektromagnetnih motečih emisij, to je elektromagnetnih motenj, ki jih zaradi svojega delovanja povzroča naprava, oprema ali sistem; • elektromagnetne imunosti, to je sposobnosti naprave, enote naprave ali sistema, da neoslabljeno deluje v prisotnosti elektromagnetnih motenj. Pri vsakem načrtovanju tiskanega vezja izdelka, razporejamo komponente tiskanih vezij z upoštevanjem osnovne vezalne sheme. Končno tiskano vezje poleg osnovnih lastnosti komponent vsebuje tudi neželene tj. parazitne lastnosti, ki izvirajo iz komponent samih ter njihove postavitve na tiskanini. Če načrtovalec pozna vplive realnih komponent in tiskanine na osnovno delovanje ter EMC, jih lahko upošteva že v fazi načrtovanja tiskanih vezij. Na ta način se optimizira časovni cikel razvoja izdelka, hkrati pa se s tem posledično znižajo tudi stroški. Eden od načinov poznavanja vplivov realnih elementov tiskanega vezja je simuliranje impedanc med izbranimi točkami na vezju. Iz te ideje izhaja tudi tema tega magistrskega dela, kjer je glavni cilj verifikacija simulacij impedanc med izbranimi točkami na tiskanem vezju, narejenih v programu SIwave™, s pomočjo meritev z vektorskim analizatorjem vezij. Kot primer vplivov parazitnih komponent tiskanih vezij, je v zadnjem poglavju predstavljena impedančna analiza vhodne senzorske stopnje, na primeru izbranega tiskanega vezja. Magistrsko delo je razdeljeno na teoretični del, simulacije in meritve. V prvem delu so opisani modeli ter teoretični izračuni parazitnih komponent glavnih elementov tiskanih vezij, ki so pasivne komponente, linija na tiskanem vezju, medplastna metalizirana povezava in bakrene plasti napajanja in mas. Predstavljeni so tudi S-parametri, ki služijo za karakterizacijo poljubnih vezij. Za zaključek teoretičnega dela je opisano delovanje vektorskega analizatorja, ki je bil uporabljen za meritve. Predstavljene so tudi transformacije, ki jih inštrument uporablja za pretvorbo pomerjenih S-parametrov v impedanco z upoštevanjem parazitnih lastnosti merilne opreme. V drugem delu je predstavljeno delo s programom SIwave™, ki je bil uporabljen za simulacijo impedanc med izbranimi točkami na načrtu tiskanega vezja. Simulirano vezje je bilo v program SIwave™ uvoženo iz programa Altium Designer, kjer je bil narisan načrt tiskanega vezja. Pokazani so rezultati simulacij ter komentarji. Za verifikacijo simulacij, so bile opravljene meritve impedanc med enakimi točkami še na realnem vezju. Meritve so bile opravljene z vektorskim analizatorjem vezji E5061B, podjetja Keysight. Opisana je izbira merilne metode ter postavitev referenčne ravnine s kalibracijo. Vsak rezultat simulacije je nato na istem grafu prikazan z ustreznim rezultatom meritve. Ujemanje in odstopanje primerjav je komentirano in argumentirano. V zadnjem poglavju je predstavljena impedančna analiza vhodne stopnje. Prikazane so meritve impedanc vhodnih linij preko katerih je senzor povezan z integriranim vezjem. Iz meritev so narejeni modeli linij, ki vključujejo parazitne komponente. Ob poznavanju parazitnih lastnosti so predstavljeni koraki za izenačitev impedančnih potekov obeh vhodnih linij, s čimer se vezju izboljša odpornost na motnje.20152015-09-30 08:55:03Magistrsko delo/naloga72772VisID: 31961sl