อ่าน 1 นาที
การเชื่อมต่อพื้นผิว
ใน วงจรรวม สัญญาณสามารถส่งผ่านจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งผ่านทางวัสดุรองรับ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การส่งผ่านสัญญาณผ่านวัสดุรองรับ หรือ การส่งผ่าน สัญญาณ รบกวนผ่านวัสดุรองรับ
การเชื่อมต่อพื้นผิว
ในวงจรรวมสัญญาณสามารถส่งผ่านจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งผ่านทางวัสดุรองรับ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการส่งผ่านสัญญาณผ่านวัสดุรองรับหรือ การส่งผ่าน สัญญาณ รบกวนผ่านวัสดุรองรับ
แรงผลักดันในการลดต้นทุน แผงวงจรขนาดกะทัดรัดยิ่งขึ้น และคุณสมบัติเพิ่มเติมสำหรับลูกค้า ได้สร้างแรงจูงใจให้มีการรวม ฟังก์ชัน อนาล็อก เข้ากับ วงจรรวม MOS แบบดิจิทัลเป็นหลัก ทำให้เกิดวงจร รวมสัญญาณผสม (mixed-signal ICs ) ในระบบเหล่านี้ ความเร็วของวงจรดิจิทัลเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ชิปมีความหนาแน่นมากขึ้น มีการเพิ่มชั้นเชื่อมต่อ และความละเอียดของอนาล็อกเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของแอปพลิเคชันไร้สายและตลาดที่กำลังเติบโตได้นำไปสู่เป้าหมายการออกแบบที่ท้าทายมากขึ้นสำหรับการสร้างระบบสัญญาณผสม ในที่นี้ นักออกแบบได้รวม วงจรอนาล็อก ความถี่วิทยุ (RF) และวงจรดิจิทัลเบสแบนด์ไว้ในชิปเดียว เป้าหมายคือการสร้างวงจรรวมความถี่วิทยุ (RFICs) บนซิลิคอนแบบชิปเดียว ซึ่งบล็อกทั้งหมดถูกผลิตขึ้นบนชิปเดียวกัน ข้อดีอย่างหนึ่งของการรวมนี้คือการใช้พลังงานต่ำเพื่อความสะดวกในการพกพา เนื่องจากการลดจำนวนขาของแพ็คเกจและค่าความจุของสายเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง อีกเหตุผลหนึ่งที่โซลูชันแบบบูรณาการช่วยลดการใช้พลังงานคือ การส่งสัญญาณความถี่สูงออกนอกชิปมักต้องการการจับคู่ความต้านทาน 50Ω ซึ่งอาจส่งผลให้มีการสูญเสียพลังงานสูงขึ้น ข้อดีอื่นๆ ได้แก่ ประสิทธิภาพความถี่สูงที่ดีขึ้นเนื่องจากลดพาราสิติกของการเชื่อมต่อในแพ็คเกจ ความน่าเชื่อถือของระบบที่สูงขึ้น จำนวนแพ็คเกจที่น้อยลง และการรวมส่วนประกอบ RF เข้ากับวงจรดิจิทัลที่เข้ากันได้กับ VLSI ได้มากขึ้น อันที่จริงตัวรับส่งสัญญาณ แบบชิปเดียวได้ กลายเป็นความจริงแล้วในปัจจุบัน
อย่างไรก็ตาม การออกแบบระบบดังกล่าวเป็นงานที่ซับซ้อนมีความท้าทายหลักสองประการในการสร้างวงจรรวมสัญญาณผสม ประการแรก ความท้าทายเฉพาะสำหรับวงจรรวมสัญญาณวิทยุ (RFIC) คือการสร้างองค์ประกอบแบบพาสซีฟที่ดีบนชิป เช่น ตัวเหนี่ยวนำที่มี ค่า Q สูง ประการที่สอง ความท้าทายที่ใช้ได้กับวงจรรวมสัญญาณผสมใดๆ และเป็นหัวข้อของบทนี้ คือการลดการเชื่อมต่อของสัญญาณรบกวนระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบให้น้อยที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานผิดพลาดของระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สำหรับการรวมระบบบนชิปที่ประสบความสำเร็จของระบบสัญญาณผสม การเชื่อมต่อของสัญญาณรบกวนที่เกิดจากการแยกที่ไม่เหมาะสมจะต้องลดลงให้น้อยที่สุด เพื่อให้วงจรอนาล็อกที่ไวต่อสัญญาณและวงจรดิจิทัลที่มีสัญญาณรบกวนสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และระบบทำงานได้อย่างถูกต้อง เพื่ออธิบายเพิ่มเติม โปรดทราบว่าในวงจรสัญญาณผสม ทั้งวงจรอนาล็อกที่ไวต่อสัญญาณและวงจรดิจิทัลที่ฉีดสัญญาณรบกวนความถี่สูงที่มีการแกว่งสูง อาจมีอยู่บนชิปเดียวกัน ซึ่งนำไปสู่การเชื่อมต่อสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างวงจรทั้งสองประเภทนี้ผ่านทางพื้นผิวตัวนำ ระยะห่างที่ลดลงระหว่างวงจรเหล่านี้ ซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง (ดูจากกฎของมัวร์และแผนงานเทคโนโลยีระดับนานาชาติสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ ) ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างวงจรยิ่งทวีความรุนแรงขึ้น ปัญหานี้ร้ายแรงมาก เนื่องจากสัญญาณที่มีลักษณะและความแรงต่างกันจะรบกวนกัน ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวม ซึ่งต้องการอัตราความถี่สัญญาณนาฬิกาที่สูงขึ้นและความแม่นยำแบบอนาล็อกที่มากขึ้น
ปัญหาหลักของการรบกวนสัญญาณแบบผสมเกิดจากสัญญาณดิจิทัลที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วไปรบกวนโหนดอนาล็อกที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง สาเหตุสำคัญอีกประการหนึ่งของการรบกวนสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์คือการแทรกซ้อนระหว่างโหนดอนาล็อกเองเนื่องจากสัญญาณอนาล็อกความถี่สูง/กำลังสูง หนึ่งในสื่อที่ทำให้เกิดการรบกวนสัญญาณแบบผสมคือซับสเตรต การทำงานของระบบดิจิทัลทำให้เกิดความผันผวนในแรงดันไฟฟ้าของซับสเตรต ซึ่งแพร่กระจายไปทั่วซับสเตรตทั่วไป ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของซับสเตรตของอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงในส่วนอนาล็อก ในทำนองเดียวกัน ในกรณีของการแทรกซ้อนระหว่างโหนดอนาล็อก สัญญาณสามารถส่งผ่านจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งผ่านทางซับสเตรต ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการรบกวนผ่านซับสเตรตหรือการรบกวนสัญญาณผ่านซับสเตรต
การสร้างแบบจำลอง การวิเคราะห์ และการตรวจสอบการเชื่อมต่อสัญญาณผสม
มีเอกสารจำนวนมากเกี่ยวกับวัสดุรองรับและการเชื่อมต่อสัญญาณแบบผสม หัวข้อที่พบบ่อยที่สุดบางส่วน ได้แก่:
- การแยกแยะความแตกต่างระหว่างสัญญาณรบกวนแบบสุ่มที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสัญญาณรบกวนแบบกำหนดได้ที่เกิดจากวงจร
- ศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ก่อให้เกิดสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์ในวงจรดิจิทัล และกลไกการส่งผ่านสัญญาณเหล่านั้นไปยังส่วนอื่นๆ ของระบบ กลไกการเชื่อมต่อที่พบได้บ่อยที่สุดคือการเชื่อมต่อผ่านวัสดุรองรับ (substrate) แต่การเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุการเหนี่ยวนำร่วม และการเชื่อมต่อผ่านแหล่งจ่ายไฟก็ได้รับการวิเคราะห์เช่นกัน
- การเปรียบเทียบวิธีการสร้างแบบจำลองและเทคนิคการจำลองต่างๆ มีแบบจำลองที่เป็นไปได้มากมายสำหรับการสร้างสัญญาณรบกวนดิจิทัล เครือข่ายอิมพีแดนซ์ของวัสดุรองรับ และความไวของตัวรับสัญญาณ (ที่ไม่ได้ตั้งใจ) เทคนิคที่เลือกใช้มีอิทธิพลอย่างมากต่อความเร็วและความแม่นยำของการวิเคราะห์
- เทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิวและสัญญาณผสมสามารถนำมาประยุกต์ใช้ใน การสังเคราะห์ ตำแหน่งและการกระจายพลังงานได้
อ่านเพิ่มเติม / ลิงก์ภายนอก
- หนังสือวิชาการ: " การรบกวนสัญญาณรบกวนในวงจรรวม: แนวทางปฏิบัติในการวิเคราะห์ การสร้างแบบจำลอง และการลดสัญญาณรบกวน " โดย ดร. คอสมิน ไอออร์กา จำนวน 286 หน้า ปกแข็ง
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การเชื่อมต่อพื้นผิว
ใน วงจรรวม สัญญาณสามารถส่งผ่านจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งผ่านทางวัสดุรองรับ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การส่งผ่านสัญญาณผ่านวัสดุรองรับ หรือ การส่งผ่าน สัญญาณ รบกวนผ่านวัสดุรองรับ
การสร้างแบบจำลอง การวิเคราะห์ และการตรวจสอบการเชื่อมต่อสัญญาณผสม
มีเอกสารจำนวนมากเกี่ยวกับวัสดุรองรับและการเชื่อมต่อสัญญาณแบบผสม หัวข้อที่พบบ่อยที่สุดบางส่วน ได้แก่:
อ่านเพิ่มเติม / ลิงก์ภายนอก
หนังสือวิชาการ: " การรบกวนสัญญาณรบกวนในวงจรรวม: แนวทางปฏิบัติในการวิเคราะห์ การสร้างแบบจำลอง และการลดสัญญาณรบกวน " โดย ดร. คอสมิน ไอออร์กา จำนวน 286 หน้า ปกแข็ง ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Substrate_coupling&oldid=1327473207 "