配电和宇宙大爆炸
- 1/4/2011
- Categorized in: QuietPower电源设计专题--Istvan Novak, 视频报道

原文链接http://www.pcb007.com/pages/zone.cgi?a=73398
随着2010年,这个21世纪第一个十年接近尾声,是值得我们反思的时刻。几周前,我在CERN(欧洲核研究组织,也是万维网诞生地)进行为期五天的信号完整性培训。这次访问带来了一些有趣的回忆。
CERN是一个迷人的地方。如果你没有机会亲自去那里,很多材料可以从网上获取【1】和【2】。我最喜欢的视频,它用了一分钟的时间像你展示了巨大的ATLAS探测器是怎样建造的。
CERN正是成立于1954年,有12个成员国。今天,CERN网站列出了来自欧洲的20个成员国,以及来自世界各地的更多的合作机构。CERN最为公众所熟知的是大型强子对撞机(LHC)实验,科学家试图重新创造大约13.7亿年前在大爆炸后很快发生的条件。
如果你要重温一下这部分的物理知识,你可以从【4】开始。要重新创造大爆炸后一瞬间的条件,两束粒子沿着27公里(17英里)的通道在特定位置碰撞。

图1,LHC实验的横截面,两束粒子由一个超导磁体网络保持在反向旋转通路。
为了保持粒子束在圆形通道上,磁场是建立在一个巨大的超冷管中,在超导磁体中通上数千安培的电流。图1照片摄于CERN的微观世界展览,展示了地下管线的一部分。
我在1976年的夏天和之后的1990年代中期真的非常走运,有机会参观了CERN的地下隧道。1976年,CERN刚刚完成了“'小隧道”,长度为7公里。在90年代中期,我访问了新的27公里的隧道,位于法国和瑞士地底100米。
在LHC试验的设计和建造过程中,我有幸成为一个由大学工作人员,研究生和毕业生组成的一个热情的小团队的一员。的学生和热情的小团队的一部分,研究这个巨大项目的一小部分。任务是创建一个数据采集系统,从探测器中带出大量的数据。
在90年代初期,我们使用光纤通道1.0625 Gbps的光纤连接。在图2中,你可以看到一个1Gbps链路前端的原型单位之一。这些印制电路板均是欧洲第一次使用(当时是新的)ZBC2000 50微米电地层压板,也被称为埋电容。电路板尺寸为9x3.5公分(3.5x1.4“)。

图2,一个早期的1.0625 Gbps的光纤通道媒体接口电路板原型。
图3展示了堆叠,再加上正在运行的系统测得的随机数据干扰。干扰由直接同轴连接测量,提供10 GHz的带宽。你可以看到,薄薄的层压板保持的配电干扰非常低。

图3,在电源轨上的堆叠和测量干扰。
为了说明技术的进步,图4展示了今天的一个高速数据采集前端电路板原型。你可以从照片中我朋友上的这块电路板比较出大小。

图4,今天的新的5-10 Gbps媒体接口电路板原型。
在接下来的专栏中,我们将讨论薄层板的误解及真正的好处。
References
[1] http://public.web.cern.ch/public/
[2] www.boston.com/bigpicture/2008/08/the_large_hadron_collider.html
[3] www.atlas.ch/multimedia/html-nc/atlas-built-in-one-minute.html
Istvan Novak博士是甲骨文的工程师,研究中档服务器的信号和电源完整性设计,以及新技术的开发。
