Eş düzlemsel iletim hatlarında çapraz karışımın iyileştirilmesi
Improvement of crosstalk in coplanar transmission lines
Yazar: SÜLEYMAN COŞKUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERİH YILDIZ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ TEMEL SÖNMEZOCAK
Doğuş Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Baskı devre = Printed circuit ; Elektronik devreler = Electronic circuits ; Mikrodalga devreleri = Microwave circuits

Özet:
Elektronik devre kartlarında iletim hatları arasında meydana gelen çapraz karışım, devrenin çalışmasını olumsuz yönde etkileyen bir unsurdur. Bu çalışmada yan yana yönlendirilmiş iki tane topraklanmamış eş düzlemsel dalga kılavuzlu (UCPW) iletim hatları arasında meydana gelen çapraz karışım incelenmiştir. Bu amaçla flame retardant 4 (FR4) ve poli tetra floro etilen (PTFE) dielektrik malzemeye sahip iki ayrı elektronik devre kartı üzerinde çalışılmıştır. UCPW iletim hattına ait model parametrelerinden olan empedans, kapasite, indüktans ve geçiş iletkenliği hem FR4 hem de PTFE iletim hatları için hesaplanmıştır. Çapraz karışım ölçümleri vektör ağ analizörü (VNA) ile 100 kHz - 3.2 GHz aralığında yapılmıştır. Tasarlanan iletim hatları arasında bulunan toprak düzlemi ile iletim hattının diğer ucundaki toprak düzlemleri arasına dışarıdan harici bir kapasite veya indüktör eklendi. Bu harici bileşenler hattın başına, ortasına ve sonuna olacak şekilde yerleştirildi. Her konum için üç farklı kapasite ve indüktör değeri seçildi. Yapılan ölçümler sonrasında FR4 dielektrik malzemeye sahip olarak tasarlanan iletim hattındaki çapraz karışımın 17.5 dB ile 32.5 dB aralığında azaldığı görüldü. PTFE'de ise 20.8 dB ile 32.5 dB aralığında azaldığı görüldü. Elde edilen bulgular ile iki katmanlı elektronik devre kartlarında harici olarak iletim hatlarına dahil edilen kapasite ve indüktör gibi pasif bileşenlerin çapraz karışımı azaltabildiği görülmüştür ve test sonuçları verilmiştir.

Abstract:
Crosstalk that occurs between transmission lines in electronic circuit boards is a factor that negatively affects the operation of the circuit. In this study, crosstalk between two ungrounded coplanar waveguide (UCPW) transmission lines oriented side by side was investigated. For this purpose, two separate electronic circuit boards with flame retardant (FR4) and poly tetra fluoro ethylene (PTFE) dielectric materials were studied. Impedance, capacitance, inductance and transconductance, which are model parameters of the UCPW transmission line, were calculated for both FR4 and PTFE transmission lines. Crosstalk measurements were made with a vector network analyzer (VNA) in the range of 100 kHz - 3.2 GHz. An external capacitance or inductor was added from outside between the ground plane located between the designed transmission lines and the ground planes at the other end of the transmission line. These external components were placed at the beginning, middle and end of the line. Three different capacitor and inductor values were selected for each location. After the measurements, it was seen that the crosstalk in the transmission line designed with FR4 dielectric material decreased between 17.5 dB to 32.5 dB. It was observed that PTFE decreased between 20.8 dB to 32.5 dB. With the findings obtained, it has been observed that passive components such as capacitors and inductors, which are included externally in the transmission lines in two-layer electronic circuit boards, can reduce crosstalk and test results are given.