Yüksek Hızlı Elektronik Devreler İçin Sinyal ve Güç Bütünlüğü

Eğitim Şekli

Yüz Yüze

Ön Koşullar, Diğer Koşullar

Yok

Önerilen Destekleyici Dersler

MEL529 Güç Elektroniği Sistemlerinde Elektromanyetik Uyumluluk

Dersin İçeriği

Yüksek hızlı elektronik devrelerde sinyal/güç bütünlüğü, iletim hatları; yansıma, kayıp, kuplaj, parazit, kırpışma, jitter, elektromanyetik girişim (EMG), elektromanyetik uyumluluk (EMU), zaman ve frekans uzayları, bant genişliği ve yükselme zamanı, empedans ve elektriksel modeller, iletim hatları, iletim hattının karakteristik empedansının hesaplanması, iletim hatları ve yansıma, iletim hatlarında kayıplar, kayıplı hatlar, yükselme süresi bozulması ve malzeme özellikleri, iletim hatlarında çapraz etkileşim, sinyal bütünlüğü uygulamalarında S-parametreleri, PCB tasarımında güç dağıtımı ve güç dağıtım ağı (PND), Baskı Devre Kartı (PCB) teknolojileri, maksimum akım için iz kalınlığı ve via yapısı, PCB’de fiziksel katmanlar, PCB tasarımı yazılımı ve aygıtları, yazılım yardımıyla tasarlanan PCB ‘nin elektromanyetik analiz programlarına aktarılması, elektromanyetik analiz yazılım ile PCB’nin modellenmesi ve simülasyonu, örnek uygulamalar

Haftalık Ders İzlencesi

1) Temel kavramlar: yüksek hızlı elektronik devrelerde sinyal/güç bütünlüğü, iletim hatları; yansıma, kayıp, kuplaj, parazit, kırpışma, jitter, elektromanyetik girişim (EMG), elektromanyetik uyumluluk (EMU),
2) Zaman ve frekans uzayları, bant genişliği ve yükselme zamanı; gerçek sinyalin bant genişliği, bant genişliği ve saat frekansı, bir ölçümün bant genişliği, bir modelin bant genişliği ve bir ara bağlantını bant genişliği
3) Empedans ve elektriksel modeller, direnç; toplu özdirenç, uzunluk başına direnç, katman direnci, kapasite; dielektrik sabiti, güç ve toprak düzlemleri ve dekuplaj kapasitesi, uzunluk başına kapasite, indüktans; öz indüktans, karşılıklı indüktans ve kısmi indüktans, döngü indüktansı, akım dağılımı ve deri kalınlığı, yüksek manyetik geçirgenlikli malzemeler, girdap akımları
4) İletim hatları; iletim hattında sinyalin hızı, iletim hattının empedansı, iletim hattının karakteristik empedansının hesaplanması, iletim hatları ve yansıma; kısa seri iletim hatlarından yansımalar, kısa iletim hatlarından yansımalar, kapasitif sonlandırılmış terminallerden yansımalar, bir izin ortasındaki kapasitif yüklerden yansımalar
5) İletim hatlarında kayıplar, kayıplı hatlar, yükselme süresi bozulması ve malzeme özellikleri, kayıplı iletim hattında sinyal hızı, kayıplı iletim hattında zayıflama, kayıplı iletim hatlarının zaman uzayı davranışı, göz diyagramı
6) İletim hatlarında çapraz etkileşim, kapasitif olarak kuple olmuş akımlar, endüktif olarak kuple olmuş akımlar, yakın alan ve uzak alan çapraz etkileşim
7) Ara Sınav
8) Sinyal bütünlüğü uygulamalarında S parametreleri
9) PCB tasarımında güç dağıtımı ve güç dağıtım ağı (PND), güç dağıtımı ve empedans, güç dağıtımı acısından kapasite ve indüktans, PND anahtarlama gürültülerinin ölçümü
10) Baskı Devre Kartı (PCB) teknolojileri, maksimum akım için iz kalınlığı ve via yapısı, PCB’de fiziksel katmanlar, katmanlar arası bağlantılar/via teknolojileri, ısı ve via aracılığıyla ısı tahliyesi, via’nın direnci, ısı via’sının direnci
11) PCB tasarımı yazılımı ve aygıtları
12) Yazılım yardımıyla tasarlanan PCB için empedans hesaplama ve empedans eşleştirme aygıtları
13) Yazılım yardımıyla tasarlanan PCB ‘nin elektromanyetik analiz programlarına aktarılması, elektromanyetik analiz yazılım ile PCB’nin modellenmesi ve simülasyonu
14) Sinyal ve güç bütünlüğü ile örnek uygulamalar 1
15) Sinyal ve güç bütünlüğü ile örnek uygulamalar 2
16) Final Sınavı

Önerilen/İstenen Ders Kaynakları

1- Eric Bogatin, Signal and Power Integrity - Simplified, 3rd Edition, Prentice Hall, 2018
2- Eric Bogatin, Bogatin's Practical Guide to Prototype Breadboard and PCB Design, Artech House, 2021
3- Xing-Chang Wei, Modeling and Design of Electromagnetic Compatibility for High-Speed Printed Circuit Boards and Packaging, Taylor&Francis, 2017
4- Fabie Ndagijimana, Signal integrity from high speed to radio frequency application, Wiley, 2014
5- Ralph Morrison, Fast circuit boards, Energy management, Wiley, 2018
6- Mike Peng Li, Jitter, Noise, and Signal Integrity at High-Speed, Printice Hall, 2008
7- Raj Nair, Donald Bennett ,Power Integrity Analysis and Management for Integrated Circuits, Prentice Hall, 2010

Planlanan Öğrenim Faaliyetleri Ve Eğitim Yöntemi

1) Anlatım
2) Soru-Cevap
3) Tartışma
4) Alıştırma ve Uygulama
5) Model Yapma
6) Benzetim
7) Örnek Olay
8) Bireysel Çalışma
9) Proje Temelli Öğrenme

Değerlendirme Yöntemi ve Ölçütleri

Ara Sınav Notunun Başarıya Oranı	50%
Yarıyıl Sonu Sınavının Başarıya Oranı	50%
Toplam	100%

Dersin Eğitim Dili

Türkçe

Mesleki Uygulama

İstenmemekte