PROPOSTA DE KIT DIDÁTICO PARA ESTUDO DE INTEGRIDADE DE SINAL EM PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO
Tendo em vista o singular avanço nos mais diversos ramos da eletrônica, fica difícil não se preocupar com o processamento de sinais, que vem apresentando tempos de transição cada vez menores entre seus níveis lógicos. Este fato faz com que até mesmo as trilhas de uma placa de circuito impresso (PCI) se tornem empecilhos para o bom funcionamento dos sistemas eletrônicos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um kit didático para estudo do problema de integridade de sinal em PCI, utilizando, para isso, uma fonte de alimentação e um osciloscópio digital de uso geral, equipamentos considerados de baixo custo e presentes na maioria das bancadas das instituições de ensino. Desta forma, os discentes terão a oportunidade de inter-relacionar aspectos teóricos e práticos relativos à sua área de atuação. Os resultados aqui apresentados foram obtidos a partir de um protótipo constituído de um gerador de clock com saída programada para 32kHz/4MHz, tempos de transição entre níveis lógicos da ordem de 5ns e com cinco trilhas de comprimentos diferentes. Todas as trilhas foram submetidas às mesmas condições e as medidas dos sinais na carga mostraram que o fenômeno de reflexão de onda pode ser verificado, principalmente, através do sobressinal de 1,7V na trilha de 80cm. Demonstrando que, o comprimento das trilhas, juntamente com os tempos de transição entre níveis lógicos são variáveis fundamentais para o projeto de circuitos digitais e de sinais mistos. Somado a isso, o resistor de casamento de impedância demonstrou-se eficiente na minimização do sobressinal mencionado.
PROPOSTA DE KIT DIDÁTICO PARA ESTUDO DE INTEGRIDADE DE SINAL EM PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO
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DOI: 10.22533/at.ed.73919220415
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Palavras-chave: Integridade de sinal. Kit didático. Placa de circuito impresso. Reflexão de onda.
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Keywords: Signal Integrity. Laboratory Kit. Printed Circuit Board. Wave Reflection.
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Abstract:
Considering the technological improvement in electronics where the rise/fall time of digital circuits are each round faster, the data processing is becoming a challenge. In this scenario the printed circuit board tracks (PCB) are becoming an issue to be faced in this kind of design. The main objective in this work is to propose a laboratory kit for signal integrity study in PCB tracks, using a power source and a general-purpose oscilloscope. The mentioned equipment encountered in many learning institutions are considered low cost. In this way, students will be the opportunity to relate theoretical and practical aspects related with their profession. A prototype with a 4MHz/32 kHz and 5ns rise/fall time clock generator and five length PCB tracks was developed. The wave reflection phenomenon was observed when the five tracks was exited with the same signal and load conditions. A 1.7V overshoot can be observed in 80cm long track due to wave reflection. In addition, it demonstrates that track lengths and the signal rise/fall time are key aspect to take in account during the PCB design of digital and mixed signal circuits. Other study, the kit allows, is the wave reflection control by an impedance matching technic. Adding a resistor in series with de source signal is a manner to minimize this kind of issue without the need to change drastically the PCB layout.
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Número de páginas: 15
- Giovane Rodrigues de Oliveira
- Gustavo Melsi Floriani
- Pablo Dutra da Silva
