מתן ענבר
ההתפתחויות התכופות בתחום התעופתי והצבאי בתחום עיבוד והעברת המידע דורשות כיום מענה טכנולוגי אשר יוכל לעמוד בדרישות המתגברות. הדרישה לקצב גבוה יותר של העברת נתונים ולרוחב פס גדול יותר ע”י המפתחים מדרבנת חיפוש פתרונות טכנולוגים אשר יעמדו בדרישות אלו.
דוגמא לדרישה הזו היא בגידול בשימוש באמצעים טכנולוגים בשדה הקרב. הצורך בהעברת מידע במהירות בזמן אמת מהחייל ואליו על יד המפקדים. גידול השימוש באמצעי איסוף נתונים אלקטרונים בזמן אמת כגון מצלמות על גבי החייל ובמקביל איסוף מידע מהאוויר ע”י מטוסים בלתי מאוישים ושילוב כל המידע לתוך מערכת אחת. במקרה זה תעבורה גדולה ומהירה של נתונים מתורגמת לשמירה על ביטחונו של החייל והצלחתו במשימה. העברת מידע מסוגיו השונים כמו תמונה, קול ותמונה, עיבודו המהיר של המידע בחמ”ל והזרמתו הלאה דורשות תקשורת מהירה יותר ופס רחב יותר אשר יוכל להעביר את כל זה ולכן גם כבילה חדשה ומחברים מתאימים. בעקבות מגמה זו החליטה חברת המחברים העולמית “אמפנול” ליצור חטיבה חדשה במפעלה אשר בסידני ניו יורק אשר מיועד כולו למטרה זו – העברת נתונים במהירות גבוהה.
תהליך התכנון של מחברים מנקודת המבט של העברת מידע התפתח רבות בשנים האחרונות וגרר עלייה מהירה בדרישה לרוחב פס גדול יותר של אותות דיפרנציאלים.
בעבר בתדרים אשר מתחת לתחום של 100MHz היה נהוג לא לייחס חשיבות להשפעה של המחברים על המערכת. אך עם הטיפוס של רוחב הפס לרמות של GHz ויותר נהיה מתחייב יותר ויותר לשלב סימולציות מתחום תדרי המיקרו RF (3D full-wave EM software, RF circuit simulator ועוד) ובדיקה
של מחברים על מנת להבטיח את שלמות האות בתדרים גבוהים אלו.
על מנת לשפר את תהליך התכנון ולהגיע להישגיים הרצויים תהליך היצור כיום משלב יותר ויותר עבודה ישירה מול מתכנני המערכת על מנת לוודא התאמה מלאה בין המגע, המחבר והכבל.
היכולת להיכנס לפרטים ושיתוף מלא של מידע כמו תוצאות TDR ונתוני (S-Parameter (Touchstone files הם נטבח חשוב אשר נהייה קריטי יותר ויותר להצלחת התכנון. עוד אלמנט שנכנס לשימוש כיום הוא שימוש במכשור (Arbitrary Waveform Generator) (AWG) אשר מאפשר בדיקה ספציפית על פי דרישת פרוטוקול של כל רכיב או הרכבה ייעודית. בדיקה כזו מבטיחה את התוצאות המבוקשות ולמעשה מאפשרת לדעת מראש את איכות התדר בתוך המערכת.
התקדמות בטכנולוגיה וההתמקדות בטכניקות מהירות גבוהה אפשרו תכנון מחדש של כמה וכמה ממחברים על מנת שיתאימו לדרישות הגבוהות החדשות.
דוגמא מעניינת כיום לפיתוח ושיפור של מחבר קיים הוא מגע ה- “Star Quadrax” אשא מאכלס בתוכו 4 מגעים אשר ממוקמים בצורה אסטרטגית דבר המאפשר תיאום אימפדנסים למניעת crosstalk ביצירת שתי זוגות דיפרנציאלים. דוגמא נוספת הוא מגע ה- “Split-Pair Quadrax” (בתמונה) אשר משלב חוצץ פיזי בין שתי זוגות נפרדים, אלמנט אשר מאפשר תוצאות טובות יותר.
בתחילה פותח מגע “Star Quadrax” על מנת לתמוך באפליקציות דיפרנציאליות שונות כמו אינטרנט 10/100/1000 MIL-STD-1553, DVI, USB ועוד. לאחר בדיקות וסימולציות של המגע התגלה שהמגע מסוגל אפילו להגיע לרוחב פס של 1 (GHz (-15 dB return loss
מגע ה“Split-Pair Quadrax” תוכנן על מנת לתת מענה לאפליקציות אחרות דוגמת: HDMI, SATA, PCI Express ועוד. אפליקציות בעלות דרישות רוחב פס גבוהות יותר דבר אשר הוביל לצורך בתכנון מחדש של המגע הקיים. תכנון זה הושג על ידי עבודה אינטראקטיבית תוך כדי בדיקה חוזרת והרצת סימולציות נשנות של המגע. מגעי קואדראקס שונים שופרו ונוסו לשימוש בכל אפליקציה ייעודית בתלוי לדרישותיהן (אימפדנס קצב העברת המידע, דרישות crosstalk ועוד) .
עוד דוגמא לשיפורים וחידושים בתחום הוא “Micro Twinax Transition Adapters“ המתאמים הם מתאמי 100 אוהם העומדים בזכות עצמם ויכולים לשמש לאפליקציות בתוך מארזים וכעת הם פותחו בגדלים קטנים יותר אשר מסוגל לספק תיאום אימפדנסים (עכבה) לחיבור למעגלים מודפסים. המתאם החדש מותאם לשימוש ב:,Ethernet 10/100 Base-T ,Gigabit Ethernet 1000 Base-T וUSB2.0 system protocols.
המתאם תוכנן בתצורת ניתוק מהיר בדחיפה שליפה (push-pull quick disconnect) אשר מעניק את יתרונות רבים כגון: יתרונות על פני מתאמים מסורתיים בעלי הברגה, הוצאה של אותות מבוקרי אימפנדס (100 אוהם למגעי TWINAX) בעלי מהירות גבוהה למתאם בכל ניתוק מהיר בדחיפה שליפה, מחבר בעל עמידות גבוהה, 100 + מחזורים של חיבור ניתוק אשר תורמים למעבר מידע באמינות ובביטחון ובנוסף גודלו המיניאטורי מאפשר הקטנת המרווחים על גבי המעגל המודפס. לבסוף המתאם החדש מסוגל להחליף את המתאמים בעלי ההברגה הקיימים מפני שהוא בעל אותם מיקומי וגודלי “רגליים”.
דוגמא נוספת למחבר להעברת נתונים בקצב מהיר אשר שופר לאחרונה אבל מתחום מחברי הלוח הוא מחבר הויפר “VIPER” .
מחבר ה- VIPER מיועד לחיבור בין כרטיסים ללוח-אם בתנאי סביבה קשה (צבאיים) ובתדר גבוהה- עד 10GbPS. המחבר מיועד לחיבור כרטיסים ללוח אם בפרוטוקול VPX בסטנדרט 60 VITA הוא בעל פלטפורמה בצפיפות גבוהה ומהירות גבוהה. המחבר מגיע ל63 אותות דיפרנציאלים לאינץ’ לינארי. יש לו הגנת ESD משולבת בתוך המחבר – הארקה והגנה מאובטחות. המחבר תוכנן ונמצא בשימוש כבר כעת במערכות רדאר קרקעיות משודרגות כחלק ממערכת עיבוד אות דיגיטלי בנוסף הוא בשימוש בתכנון מחדש של מעבדים אוויריים, מעבדים במזל”ט- כחלק מהרדאר האווירי ובתכנון טנק חדש-בתוך יחידת המעבד.
חברת אמפנול חושבת שעדיין לא נאמרה המילה האחרונה בתחום והדרישות רק ילכו ויגדלו עם התפתחות הטכנולוגיה. לכן היא ממשיכה במאמץ המרוכז בתחום העברת הנתונים בקצב גבוהה אם ע”י נחושת או ע”י סיבים אופטיים מתוך אמונה שעתיד ודרישות התעשייה נמצאות בכך.
מתן ענבר, חברת בר-טק, נציגת אמפנול בישראל.
