Signallarni uzatish usullari Reja: Yuqori

Muhammad Al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti Qarshi filiali ATS 11_21 guruhi talabasi sheravatov shaxzodning Fizika2 fanidan 3-mustaqil ishi

Topshirdi : Sheravatov.Sh Qabul qildi : Jumayev.N
Yuqori chastotali signallarni uzatish usullari

Reja:

1. 
   Yuqori chastotali sxemalar
   
2. 
   Yuqori chastotali signal uzatish usullari va turlar
   
3. 
   Signallar uzatish va kabel, simlarni ulash qoidalari
   

Yuqori chastotali sxemalar yuqori integratsiya va yuqori simli zichlikka ega. Ko'p qavatli taxtalardan foydalanish nafaqat simlarni ulash uchun zarur, balki shovqinlarni kamaytirish uchun samarali vositadir. PCB Layout bosqichida ma'lum miqdordagi qatlamlar bilan bosilgan taxta hajmini oqilona tanlash qalqonni o'rnatish uchun oraliq qatlamdan to'liq foydalanishi, yaqin atrofdagi topraklamani yaxshiroq anglashi va parazitik indüktansni samarali ravishda kamaytirishi va signalni qisqartirishi mumkin. Bu usullarning barchasi yuqori chastotali davrlarning ishonchliligi uchun foydalidir, masalan, signallarning o'zaro ta'sirini kamaytirish.
Ba'zi ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, xuddi shu materialdan foydalanilganda, to'rt qavatli taxtaning shovqini ikki tomonlama taxtadan 20dB pastroq. Biroq, muammo ham mavjud. PCB yarim qatlamlari soni qancha ko'p bo'lsa, ishlab chiqarish jarayoni shunchalik murakkablashadi va birlik narxi oshadi. Bu bizga PCB Layout-ni bajarishda tegishli qatlamlarga ega bo'lgan tenglikni taxtalarini tanlashni talab qiladi. Tarkibni oqilona rejalashtirish va dizaynni yakunlash uchun to'g'ri simi qoidalaridan foydalaning.
2. Bir nechta yuqori tezlikda ishlaydigan elektron qurilmalar pinlari orasidagi qo'rg'oshin qanchalik kam bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi
Yuqori chastotali zanjirning simlari uchun to'liq to'g'ri chiziqdan foydalanish yaxshidir va uni burish kerak. Uni 45 daraja singan chiziq yoki dumaloq yoy bilan burish mumkin. Ushbu talab faqat mis plyonkaning past chastotali zanjirda mahkamlash kuchini yaxshilash uchun ishlatiladi, yuqori chastotali pallada esa bu talabga javob berishi mumkin. Bitta talab yuqori chastotali signallarning tashqi emissiyasini va o'zaro bog'lanishini kamaytirishi mumkin.
3. Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olish moslamalari qancha qisqa bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi
Signalning nurlanish intensivligi signal chizig'ining iz uzunligiga mutanosibdir. Yuqori chastotali signal uzatish qanchalik uzoq bo'lsa, unga yaqin bo'lgan qismlarga qo'shilish osonroq bo'ladi. Shuning uchun soat, kristalli osilator, DDR ma'lumotlari, LVDS liniyalari, USB liniyalari, HDMI liniyalari va boshqa yuqori chastotali signal liniyalari kabi signallar uchun imkon qadar qisqa bo'lishi kerak.
4. Qo'rg'oshin qatlami yuqori chastotali o'chirish moslamasining pimlari o'rtasida qanchalik kam o'zgarib tursa, shuncha yaxshi bo'ladi
GG quot deb ataladigan narsa; qo'rg'oshinlarning qatlamlararo almashinuvi qancha kam bo'lsa, shuncha yaxshi" shuni anglatadiki, tarkibiy ulanish jarayonida vias (Via) qancha kam bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Tomonlarning fikriga ko'ra, a orqali taxminan 0,5pF taqsimlangan sig'im paydo bo'lishi mumkin, viyalar sonining kamayishi tezlikni sezilarli darajada oshirishi va ma'lumotlar xatolarining paydo bo'lish ehtimolini kamaytirishi mumkin.
5." crosstalk" yaqin masofalarga parallel ravishda signal chiziqlari tomonidan kiritilgan
Yuqori chastotali elektr uzatish simlari GG-ga e'tibor berishlari kerak; signal liniyalarining yaqin parallel yo'nalishi bilan kiritilgan. Crosstalk to'g'ridan-to'g'ri bog'liq bo'lmagan signal chiziqlari orasidagi bog'lanish hodisasini anglatadi. Yuqori chastotali signallar uzatish liniyasi bo'ylab elektromagnit to'lqinlar shaklida uzatilganligi sababli, signal liniyasi antenna vazifasini bajaradi va elektromagnit maydon energiyasi uzatish liniyasi atrofida chiqadi. Elektromagnit maydonlarning o'zaro bog'lanishi tufayli signallar orasida keraksiz shovqin signallari hosil bo'ladi. Crosstalk (Crosstalk) deb nomlangan. PCB qatlamining parametrlari, signal liniyalari oralig'i, harakatlantiruvchi uchi va qabul qilish uchining elektr xususiyatlari va signal chizig'ini to'xtatish usuli hammasi o'zaro faoliyat maydonga ma'lum darajada ta'sir qiladi. Shuning uchun, yuqori chastotali signallarning kesishishini kamaytirish uchun simlarni ulaganda iloji boricha quyidagi fikrlar talab qilinadi:
①Agar simlarni ulash joyi ruxsat etilsa, izolyatsiya qilishda va kesishishni kamaytirishi mumkin bo'lgan jiddiy simlar bilan ikkita simlar orasiga tuproq simini yoki tuproq tekisligini joylashtiring.
②Signal chizig'ini o'rab turgan kosmosda vaqt o'zgaruvchan elektromagnit maydon mavjud bo'lganda, agar parallel taqsimotning oldini olish mumkin bo'lmasa," ning katta maydoni; tuproq" shovqinlarni sezilarli darajada kamaytirish uchun parallel signal chizig'ining qarama-qarshi tomoniga joylashtirilishi mumkin.
③Agar sim o'tkazgich oralig'i ruxsat bersa, qo'shni signal liniyalari orasidagi masofani oshiring, signal chiziqlarining parallel uzunligini kamaytiring va soat chizig'ini parallel o'rniga kalit signal chizig'iga perpendikulyar qilib qo'ying.
④Agar bitta qavatdagi parallel simlar deyarli muqarrar bo'lsa, ikkita qo'shni qatlamda simlarning yo'nalishi bir-biriga perpendikulyar bo'lishi kerak.
⑤Raqamli sxemalarda odatdagi soat signallari tez o'zgaruvchan signallar bo'lib, ular tashqi qarama-qarshilikka ega. Shuning uchun, dizaynda soat chizig'i er chizig'i bilan o'ralgan bo'lishi kerak va taqsimlangan sig'imni kamaytirish uchun ko'proq chiziqli teshiklardan foydalanish kerak, shu bilan o'zaro to'qnashuvni kamaytiradi.
⑥Yuqori chastotali signal soatlari uchun past kuchlanishli differentsial soat signallaridan foydalanishga harakat qiling va er usti rejimini o'rab ko'ring va paketli tuproqli shtampning butunligiga e'tibor bering.
⑦Ushbu foydalanilmaydigan kirish terminalini to'xtatmang, balki uni erga ulang yoki quvvat manbaiga ulang (quvvat manbai ham yuqori chastotali signalli tsiklda topilgan), chunki osilgan sim uzatuvchi antennaga teng bo'lishi mumkin va topraklama mumkin emissiyani inhibe qilish. Amaliyot shuni ko'rsatdiki, o'zaro faoliyat stalkni yo'q qilish uchun ushbu usuldan foydalanish ba'zida darhol natija berishi mumkin.
6. Integral elektron blokning quvvat pimlariga yuqori chastotali ajratish kondensatorlarini qo'shing
Yaqin atrofdagi har bir integral mikrosxemaning quvvat manbaiga yuqori chastotali ajratish kondensatorini qo'shing. Elektr ta'minoti pimining yuqori chastotali ajratish kondensatorini oshirish yuqori chastotali harmonikalarning elektr ta'minoti pimidagi aralashuvini samarali ravishda bostirishi mumkin.
7. Yuqori chastotali raqamli signalning er simini va analog signalli tuproq simini ajratib oling
Analog tuproq simlari, raqamli tuproq simlari va boshqalar umumiy er simlariga ulanganda, ulanish yoki to'g'ridan-to'g'ri ajratish uchun yuqori chastotali bo'g'ma magnit boncuklardan foydalaning va bitta nuqtali o'zaro bog'liqlik uchun mos joyni tanlang. Yuqori chastotali raqamli signalning topraklama simi potentsiali umuman mos kelmaydi. Ikkala o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir voltaj farqi mavjud. Bundan tashqari, yuqori chastotali raqamli signalning topraklama simida ko'pincha yuqori chastotali signalning juda boy harmonik komponentlari mavjud. Raqamli uzatish simlari va analog uzatish simlari to'g'ridan-to'g'ri ulanganda, yuqori chastotali signalning harmonikalari yer simlari muftasi orqali analog signalga xalaqit beradi. Shuning uchun, odatdagi sharoitlarda, yuqori chastotali raqamli signalning topraklama simini va analog signalning topraklama simini ajratish kerak va bitta nuqtada o'zaro bog'lanish usuli mos keladigan holatda yoki yuqori magnitlangan boncukning o'zaro bog'liqligini ishlatishi mumkin.
8. Bolal o'tkazgich orqali hosil bo'lgan ko'chadan saqlaning
Har qanday yuqori chastotali signal izlari iloji boricha pastadir hosil qilmasligi kerak. Agar uni oldini olish mumkin bo'lmasa, ilmoq maydoni iloji boricha kichikroq bo'lishi kerak.
9. Signal impedansining yaxshi mos kelishini ta'minlashi kerak
Signalni uzatish jarayonida, impedans mos kelmasa, signal uzatish kanalida aks etadi. Ko'zgu sintezlangan signalni haddan tashqari ko'tarilishini keltirib chiqaradi va signal mantiqiy chegaraga yaqin o'zgarib turadi.
Ko'zgularni yo'q qilishning asosiy usuli bu uzatish signalining impedansiga mos kelishdir. Elektr uzatish liniyasining yuk impedansi va xarakterli empedansi o'rtasidagi farq qanchalik katta bo'lsa, aks ettirish shunchalik katta bo'ladi, shuning uchun signal uzatish liniyasining xarakterli empedansi imkon qadar yuk impedansiga tenglashtirilishi kerak. Shu bilan birga, tenglikni uzatish liniyasida to'satdan o'zgarish yoki burchak bo'lmasligi kerakligiga e'tibor bering va uzatish liniyasining har bir nuqtasining impedansini doimiy ravishda ushlab turishga harakat qiling, aks holda elektr uzatish liniyasi segmentlari o'rtasida akslar bo'ladi. Buning uchun yuqori tezlikdagi tenglikni simli ulanishda quyidagi simi qoidalariga rioya qilish kerak:
①USB kabellari qoidalari. USB signalining differentsial marshrutizatsiyasi, chiziq kengligi 10 mil, chiziqlar oralig'i 6 mil, yer chizig'i va uzatish liniyalari oralig'i 6 mil.
DMHDMI simlarini ulash qoidalari. HDMI signalining differentsial marshrutizatsiyasi talab qilinadi, chiziq kengligi 10 mil, chiziqlar oralig'i 6 mil va har ikkala HDMI differentsial signal juftlari orasidagi masofa 20 mildan oshadi.
VLVDS simlarini ulash qoidalari. LVDS signalining differentsial marshrutizatsiyasi, chiziq kengligi 7mil, chiziqlar oralig'i 6milni talab qiladi, maqsadi HDMI-ning differentsial signal empedansini 100+-15% ohmgacha boshqarishdir.
DRDDR simlarini ulash qoidalari. DDR1 izlari signallardan iloji boricha teshiklardan o'tmaslikni talab qiladi, signal chiziqlari teng kenglikda va chiziqlar teng masofada joylashgan. Signallar orasidagi o'zaro faoliyatni kamaytirish uchun iz 2W printsipiga javob berishi kerak. DDR2 va undan yuqori tezkor qurilmalar uchun ham yuqori chastotali ma'lumotlar talab qilinadi. Signalning impedansga mos kelishini ta'minlash uchun chiziqlar uzunligi bo'yicha tengdir.

TO’LQIN O’TKAZGICHLAR

(VOLNOVODLAR)

•
Toʻlqinlar — fazoda chekli tezlik bilan tarqaluvchi modda yoki muhitning holat 

oʻzgarishlaridir. Toʻlqinlarning tarqalish jarayonida energiya fazoning bir nuqtasidan 
ikkinchi nuktasiga uzatiladi, lekin zarralari koʻchmaydi. Turli xil mexanik, issiqlik, 
elektromagnit holat oʻzgarishlariga turli xil toʻlqinlar mos keladi. Elastik toʻlqin, sirtiy 
toʻlqin, elektromagnit toʻlqin turlari keng tarqalgan. Elastik deformatsiyalarni gaz, 
suyuqlik va qattiq jismlarda tarqalishi elastik toʻlqin deyiladi. Tovush toʻlqini va Yer 
qobigʻidan seysmik toʻlqin elastik toʻlqinning xususiy holi hisoblanadi. Ikki muhit 
chegarasi sirti boʻylab tarqaluvchi toʻlqinlar sirtiy toʻlqinlardir. Elektromagnit toʻlqinlar 
— xususan radio toʻlqinlar, yorugʻlik toʻlqinlari, ultrabinafsha toʻlqinlar, rentgen va 
gamma toʻlqinlar — tarqalayotgan oʻzgaruvchi elektromagnit maydonlardan iborat.

Bulardan tashqari gravitatsion toʻlqinlar ham mavjud. Toʻlqin jarayonlari 

fizik hodisalarning deyarli barcha sohalarida uchraydi. Toʻlqinlarni 
oʻrganish fizika va texnika fanlari uchun muhim.
•
Muayyan vaqt oraliqlarida takrorlanib turadigan harakatlar tebranishlar 
deyiladi. Tebranishlar toʻlqin tarqalish yoʻnalishi boʻyicha boʻlsa, 
boʻylama toʻlqin, tarqalish yoʻnalishiga perpendikulyar boʻlsa, 
koʻndalang toʻlqin deyiladi. Boʻylama toʻlqinlar tarqalayotganda muhit 
zarralari toʻlqin tarqalayotgan yoʻnalish boʻylab tarqaladi. 

•
Koʻndalang toʻlqinlarda esa muhit zarralari toʻlqinlar yoʻnalishiga perpendikulyar yoʻnalish boʻylab 

tebranadi. Gazlar, suyuqliklardagi elastik toʻlqinlar boʻylama toʻlqinlardir. Qattiq jismlardagi elastik 
toʻlqinlar, jumladan, Yerning seysmik toʻlqinlari boʻylama toʻlqinlar shaklidagina emas, koʻndalang 
toʻlqinlar ham boʻlishi mumkin. Muhit zarralarining tebranishlari toʻlqinlar tarqalishi yoʻnalishiga 
perpendikulyardir. Elektromagnit toʻlqinlar koʻndalang toʻlqinlardir, ularda tebranuvchi elektr maydon va 
magnit maydon kuchlanganliklarining yoʻnalishlari toʻlqinlar tarqalishi yoʻnalishiga perpendikulyar 
boʻladi. Mexanik toʻlqinlar manbai tashqi kuch taʼsirida holati oʻzgarishga moyil boʻlgan chekli jism va 
moddalar boʻlib, elektromagnit toʻlqinlar manbai tebranish konturi va harakatlanayotgan zaryadlar 
hisoblanadi. Toʻlqinlarning xossalarini oʻrganishda uning parametrlaridan, yaʼni amplitudasi, uzunligi, 
chastotasi, uning tarqalish tezligi, fazasi, toʻlqin vektori va boshqa kattaliklardan foydalaniladi. Toʻlqinlar 
chastotasi, fazasi yoki amplitudasining oʻzgarishini toʻlqinlar modulyatsiyasi deyiladi. Aniq parametrning 
oʻzgarishiga qarab moye modulyatsiya — chastota modulyatsiyasi, faza modulyatsiyasi, amplituda 
modulyatsiyasi roʻy beradi.

•
Ixtiyoriy shakldagi har qanday toʻlqinlar garmonik toʻlqinlar yigʻindisi 

deb qaralishi mumkin. Vaqtning har bir momentida fazoning 
cheklangan kichik qismidagi juda yaqin chastotalarga ega toʻlqinlar 
tizimi toʻlqinlar guruhi yoki toʻlqinlar paketi deyiladi. Umuman toʻlqinlar 
fronti va toʻlqinlar paketining biror, masalan, maksimal amplitudasi turli 
tezliklar bilan tarqaladi. Toʻlqinlar fronti tezligi biror oʻzgarmas faza 
tezligidir, shu sababli bu tezlik fazaviy tezlik deyiladi. Toʻlqinlar paketiga 
tegishli aniq amplituda tezligi guruhli tezlik deyiladi. Toʻlqinlar 
tarqalishida energiya guruhli tezlik bilan tarqaladi.

•
Turli toʻlqinlar uchun interferensiya, difraksiya, sinish, qaytish, qutblanish va 

boshqa hodisalar bir xil qonuniyatlar asosida boradi. Toʻlqinlarning gravitatsion 
va glyuon turlari tajribada tasdiqlanmagan. Yarimo’tkazgichlar oʻtkazuvchanligi 
jihatidan metall va dielektriklar orasidagi moddalar boʻlib, oʻz fizik xususiyatlarini 
turli tashqi taʼsirlar (masalan yoritish, isitish va hokazo) natijasida keng 
intervalda oʻzgartira olish xususiyatiga ega. Yarimoʻtkazgichlar elektronika va 
mikroelektronikada juda keng qoʻllanilib, zamonaviy elektr jihozlarning deyarli 
hammasi – kompyuterlardan tortib to uyali aloqa telefonlarigacha barchasi 
yarimoʻtkazgichli texnologiyaga asoslangan. Eng keng qoʻllaniladigan 
yarimoʻtkazgich modda kremniy boʻlib, boshqa moddalar ham keng qoʻllaniladi.