Geri Dön

Yüksek hızlı yongalar arası baskı devre tabanlı iletim hattı geliştirilmesi

Development of a printed circuit based transmission channel between high-speed chips

PDF İndir

  1. Tez No: 655877
  2. Yazar: FURKAN AYDIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ BOZBEY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

İlerleyen günümüz yarı iletken teknolojileri ile birlikte kısa sürede yüksek hızlarda veri işlenmesi ve transferi mümkün hale gelmiştir. Radar, uydu, cep telefonu, bilgisayar gibi bünyesinde birçok alt sistemi de barındıran ileri teknoloji ürünler; telekomünikasyon, savunma, uzay ve havacılık sanayisi gibi sektörlerde yüksek hızlı yongalardan oluşan karmaşık mimariler barındırmaktadırlar. Yüksek frekanslarda faaliyet gösteren elektronik ürünlerde; iletilen sinyalin güç kaybı, iletim hattındaki yansımalar, çapraz sinyal girişimi, elektromanyetik yayılım, sinyal üzerindeki gürültü gibi sinyal kalitesine etki eden parametreler tasarımın başarısız ya da düşük performanslı çalışmasına neden olabilmektedir. Tüm elektronik sistem mimarisinin omurgasını oluşturan baskı devre kartları ise sistem kararlılığı ve güvenilirliği açısından hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmanın amacı; geliştirme aşamasında olan yüksek bant genişlikli yongaların hızlı ve ucuz maliyetli testlerini gerçekleştirebilmek amacıyla baskı devre tabanlı, slot geçişli test platformu geliştirilmesidir. Bu çalışma kapsamında; çok kanallı, 5 Gbps bant genişliğinde, yüksek hızlı yongalar için ara yüz tasarımı yapılmış, sistem bütünü seviyesinde yüksek hızlı ara yüzün S-parametre modellemeleri, Vektör Network Analizör (VNA) kalibrasyon ölçümleri, baskı devre kartı üzerindeki sinyal kalitesine etki eden faktörlerin modellenmesi ve test ölçümleri yapılmıştır. Tasarımı doğrulamak için 3 adet IPC-Class 3 kategorinde tasarlanan baskı devre kartı ürettirilmiştir. Tasarım ve üretim; yonga taşıyıcı kartı için slot ve RF konektör arayüzü sağlayan sırtlık kartı, yonga taşıyıcı kartı ve VNA ile ölçüm için gerekli 5 adet SMA konektör girişli test kartından oluşmaktadır. Yonga taşıyıcı kartı FR408HR dielektrik üzerinde 100 µm genişliğe, 15 µm kalınlığa sahip mikro şerit, 50Ω empedans kontrollü, 96 kanaldan oluşmaktadır. Kanal 77.45 mm mikro şerit iletim hattı için 2.5 GHz frekans bant genişliğinde -10 dB altı sinyal yansıma değerine (S11), -1.72 dB iletim hattı kaybına (S21) sahiptir. Kanal çıkışına 1 metre, maksimum 6 GHz bant genişliği destekli RF kablo eklenmesi dâhilinde iletim hattı kaybı -3.53 dB olmaktadır. Sinyal hattı üzerindeki yakın uç çapraz girişim gürültüsü (S31) -10 dB altında, uzak uç çapraz girişim gürültüsü -20 dB altında kalmaktadır. Çapraz girişime neden olan agresif kanal, sessiz sinyal hattına 7.5 mm uzunluk, 0.2 mm mesafe ile paralel olarak akupledir. Ölçüm bant genişliği 2.5 GHz olarak belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

With today's advancing semiconductor technologies, it has become possible to process and transfer data at high speeds in a short time. Advanced technology products, such as radar, satellite, mobile phone, and computer, also hosts several sub-systems; those products contain complex architectures consisting of high-speed chips in telecommunication, defense, space, and aviation industries. In electronic products operating at high frequencies; the power loss of the transmitted signal, reflections in the transmission line, cross talk, electromagnetic propagation, and the parameters that affect the signal quality, such as noise on the signal, may cause the design to fail or operate with low performance. Printed circuit boards, which form the entire electronic system architecture's backbone, are vital in system stability and reliability. This study aims to develop a printed circuit-based, slot-pass test platform to perform fast and cost-effective high-bandwidth chips' tests under development. Within this study's scope, 5 Gbps multi-channel interface design for high-speed chips, system-level S-parameter modeling of the high-speed interface, calibration and measurement techniques with Vector Network Analyzer (VNA), modeling of factors affecting signal quality on the printed circuit board, and measurements were carried out. In order to verify the design, three configurations of printed circuit boards were manufactured complying with IPC-Class 3 requirements. Design and production consist of a backplane board that provides a slot connector and RF connector interface for the chip carrier board, a chip carrier board, and a test board with 5 SMA connector inputs required for VNA measurements. The chip carrier board consists of 100 µm wide, 15 µm thick, 50Ω impedance controlled, 96 channel microstrip line on FR408 dielectric substrate. The channel has a signal reflection below -10 dB (S11) and -1.72 dB insertion loss (S21) at 2.5 GHz frequency bandwidth for a 77.45 mm microstrip transmission line. The insertion loss is -3.53 dB when 1 meter long, RF cable with 6 GHz bandwidth support is added to the channel output. The measured near-end cross talk (S31) on the signal line is below -10 dB, and the measured far-end cross talk is below -20 dB. The aggressive channel causing cross-talk is coupled to the silent signal line 7.5 mm in length with a 0.2 mm air gap. The measurement bandwidth is set to 2.5 GHz.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    29661

    Computer aided analysis and simulation of complex passive integrated optical circuits

    Kayıplı karmaşık optik tümleşik devrelerin bilgisayar destekli analizi ve benzetimi

    GÜRKAN ÖNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYHAN ALTINTAŞ

  2. Tez No

    766889

    Multiplication circuit block design using reversible logic gates

    Tersinir mantık kapıları kullanarak çarpma devresi bloğu tasarımı

    BERKAY GÖNÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ

  3. Tez No

    58423

    Seçilmiş bazı yonca klonlarının kuraklık ve soğuğa karşı durumlarının belirlenmesi

    The Identification of conditions of some selected alfalfa clones to drought and cold

    HÜSEYİN KANSUR FIRINCIOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    ZiraatAnkara Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ERAÇ

  4. Tez No

    287062

    Alan programlanabilir kapı dizisi ile sigma-delta modülatörlerin gerçeklenmesi

    Implementation of sigma-delta modulator via FPGA

    ÖMER FARUK ALÇİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET GEDİKPINAR

  5. Tez No

    392657

    Arıza kaldırabilir yonga-üstü-ağlar için topoloji oluşturma, uygulama eşleme ve yönlendirme algoritmalarının tasarlanması

    Designing topology generation, application mapping, and routing algorithms for fault-tolerant network-on-chips

    VAHID BABAEI AJABSHIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İMAN ASKERBEYLİ

    DOÇ. DR. SÜLEYMAN TOSUN

Geri Dön