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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/1830| Determinación de la impedancia característica de líneas de transmisión en PCB considerando el efecto de las pérdidas debidas al conductor | |
| María Teresa Serrano | |
| Reydezel Torres Torres | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Characteristic impedance PCB Transmission lines | |
| Data transmission through PCB interconnects falls within the microwave frequency range for circuits used in high speed computing applications. In consequence, for carrying out the analysis that allows for the corresponding design, these interconnections are treated as transmission lines that can be characterized from their fundamental parameters (i.e., the propagation constant and characteristic impedance). With this purpose, several research group have developed experimentally-based methods for obtaining these parameters. Nonetheless, for the case of the characteristic impedance, the problem has not been solved due to the difficult determination introduced by the effect of the electrical transitions required for measuring the required test structures.
In this work, a proposal for experimentally obtaining the characteristic impedance is presented, whose knowledge is crucial for avoiding signal reflections and unmatched transitions within the system; besides, once the characteristic impedance is known, the appropriate characterization of the interconnects can be performed.
Even though there exist different methods for calculating the characteristic impedance either from measured S-parameters or from propagation constant data, the main motivation of this work consists of including in the data processing previously neglected effects, such as the losses introduced by the conductor materials. This is achieved by including a term associated to the conductor losses that has not been previously considered. This method is physically based and is verified in different prototypes in which the line length and width, the position of the lines within the PCB, as well as the fiber weave pattern and the resin content of the dielectric laminate. Finally, good model–experiment correlation is achieved, where the maximum observed error is 1.5%.
En circuitos electrónicos con aplicaciones de cómputo de alta velocidad, la transmisión de datos a través las interconexiones presentes en placas de circuito impreso o PCB, se encuentran dentro del rango de frecuencias de las microondas. Como consecuencia, para llevar a cabo el análisis que permita su diseño, dichas interconexiones se tratan como líneas de transmisión que se pueden caracterizar a partir de sus parámetros fundamentales (i.e., la constante de propagación y la impedancia característica). Con este propósito, se han desarrollado por distintos grupos de investigación métodos experimentales para su obtención. Sin embargo, para el caso de la impedancia característica, el problema no ha sido resuelto debido a su difícil determinación por el considerable efecto de las transiciones eléctricas requeridas para la medición de las estructuras de prueba necesarias. En este trabajo se presenta una propuesta para obtener de manera experimental la impedancia característica, la cual es crucial conocer para evitar reflexiones y desacoplamientos en el sistema; además de que a partir de ésta, se puede realizar una caracterización adecuada de las interconexiones. A pesar de que existen distintos métodos para calcular la impedancia característica a partir directamente los parámetros S medidos o bien, a partir de la constante de propagación, la principal motivación de este trabajo consiste en incluir en este proceso efectos previamente despreciados, como el de las pérdidas introducidas por el material conductor. Esto se logra añadiendo el término de las pérdidas debidas al conductor que no ha sido considerado anteriormente. Dicho método propuesto es físicamente fundamentado y se comprueba con distintos prototipos diferentes entre sí, variando la longitud, ancho de línea y posiciones de las líneas de transmisión, así como también el patrón del tejido de fibra de vidrio y el contenido de resina empleado en la construcción del laminado dieléctrico. Al final, se obtiene a una buena correlación entre el modelo y los datos obtenidos de manera experimental, con un error máximo menor al 1.5 %. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2019-08 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Serrano Serrano, M. T., (2019), Determinación de la impedancia característica de líneas de transmisión en PCB considerando el efecto de las pérdidas debidas al conductor, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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