Wywiad wideo – P005 – praktycy dla praktyków
Mamy dla Ciebie kolejny wywiad z serii „Praktycy dla praktyków„. Jest to cykl rozmów ze specjalistami związanymi z elektroniką, którzy mogą przekazać swoją wiedzę i doświadczenia. Idea nagrań pojawiła się podczas konferencji EMC for Business.
Signal Integrity – High Speed Design – czyli rozmowa o projektowaniu układów wysokiej częstotliwości.
„Jeśli chce się uczyć studentów (czy ludzi) zaawansowanej technologii, to nie da się tego zrobić, samemu nie uprawiając tej technologii” dr inż. Krzysztof Czuba
Bio
DR INŻ. KRZYSZTOF CZUBA
Projektant elektroniki w.cz., Z-ca Dyrektora Instytutu Systemów Elektronicznych Politechniki Warszawskiej
Adiunkt w Zakładzie Układów i Aparatury Mikrofalowej. Jego obszar zainteresowań to konstrukcja i badania systemów RF, w.cz., w tym budowa układów do generacji i synchronizacji akceleratorów cząstek elementarnych oraz integralność sygnałowa. Prowadzi wykłady z elektronicznych układów analogowych oraz integralności sygnałów. Od wielu lat współpracuje z zagranicznymi ośrodkami naukowymi, a także kieruje zaawansowanymi
Rozmawiają: dr. inż. Krzysztof Czuba i Tomasz Utkowski
Data nagrania: luty 2020
- Jak to się stało, że zająłeś się elektroniką (bardzo) wysokich częstotliwości?
- Synteza mikrofale, kilka gigaherców.
- Czym się zajmuje Twój zespół? Projekty międzynarodowe.
- Projektowanie układów wielkiej częstotliwości, RF, mixed signals, układy cyfrowo-analogowe, interfejsy,
- Współpraca z Niemcami, Szwedami, układy sterowania, akceleratory cząstek elementarnych, szybkie przetworniki A/D, generacja sygnałów, FPGA,
- Systemy dystrybucji fazy (referencja fazy), European XFEL ((ang. European X-ray Free Electron Laser), synchronizacja w dziedzinie czasu (tysięczne części stopnia), nisko szumne sygnały, zmiany mechaniczne, temperaturowe,
- Współpraca interdyscyplinarna,
- Duże projekty, bardzo zaawansowane.
- Czym jest “to” Signal Integrity (spójność, integralność sygnałów).
- Nadawanie i odbiór sygnałów cyfrowych,
- Oparte o układy w.cz.,
- Mikrofale,
- “Nie ma sygnałów cyfrowych, są tylko analogowe…”
- Taktowanie,
- Czas narastania (ns, ps),
- Kształt sygnału,
- Widmo sygnału,
- Analogowy charakter sygnałów cyfrowych,
- Patrz na widmo, szerokość pasma (czasy narastania, opadania),
- Analizator widma.
- Im większa amplituda, tym większa moc.
- Zmniejszając amplitudę pogarszamy stosunek sygnał szum.
- Podstawowe zjawiska, które utrudniają nam prawidłowe przesyłanie sygnałów.
- Zjawiska falowe,
- Kiedy linia staje się długa?
- Długość fali, długość ścieżki,
- Czas propagacji,
- Odbicia, straty, przesłuchy, efekty falowe.
- O czym pamiętać projektując linię transmisyjną (linię długą)?
- Kontrola impedancji, ciągłość impedancji,
- Przejścia na inne warstwy PCB,
- Przejścia przez złącza.
- Co to znaczy, że linia ma impedancje?
- Jak elektronik ma sobie wyobrażać impedancję?
- Wyobraź sobie pojemność,
- Struktura dwuwarstwowa (z odniesieniem).
- Dlaczego sygnał odbija się, nawet jak przechodzimy na niższą impedancję?
- Zachowanie energii,
- Zmiana impedancji, to zmiana prądu, napięcia.
- Przesłuchy (crosstalk, X-talk).
- Indukcyjność, pojemność,
- Sumowanie prądów, napięć z różnym znakiem,
- Struktura przestrzenna.
- Praktyczne niuanse w projektowaniu elektroniki wysokich częstotliwości.
- Odniesienie do mikrofal,
- Pozłacanie zamiast cynowania,
- Efekt naskórkowy,
- Pady lutownicze,
- Odwrócone rezystory,
- Inspiruj się techniką mikrofalową,
- Dbaj o precyzję
- Przykład złącza SMA
- Różne średnice pinów,
- Dopasowanie do pola lutowniczego.
- Używanie oprogramowania wspierającego
- Kontrola impedancji
- Struktury trójwymiarowe
- Symulacje w różnych narzędziach, zależnie od zastosowanie,
- Różnice w modelach, równaniach,
- Wymagany czas poznania środowiska, oprogramowania,
- Jak już dobrze znasz narzędzie to idzie szybko,
- Urządzenia pomiarowe, weryfikacja projektów,
- Analizator wektorowy z funkcją reflektometru (TDR),
- Trudność podpięcia do układu,
- Oscyloskopy (z odpowiednim pasmem), sondy,
- Analizatory widma,
- Kolano teflonowe
- Zmiana fazy w funkcji temperatury,
- Problemy w temperaturze pokojowej,
- Łączenie pracy naukowej, badawczej, praktycznej i edukacyjnej na uczelni.
- Jeśli chcemy nauczać studentów nowoczesnych technologii, trzeba to robić.
Publikacje naukowe: