PCB ንድፍ: ከእባቡ መስመር በስተጀርባ የተደበቁ ወጥመዶች

የእባብ መስመርን ለመረዳት, ስለእሱ እንነጋገር ዲስትሪከት መጀመሪያ ማዘዋወር. ይህ ጽንሰ-ሐሳብ መተዋወቅ ያለበት አይመስልም። የሃርድዌር መሐንዲሱ በየቀኑ የሽቦ ሥራ እየሰራ አይደለም? በፒሲቢ ላይ ያለው እያንዳንዱ ዱካ በሃርድዌር መሐንዲስ አንድ በአንድ ይወጣል። ምን ማለት ይቻላል? እንደ እውነቱ ከሆነ፣ ይህ ቀላል ማዘዋወር ብዙ ጊዜ ችላ የምንላቸው ብዙ የእውቀት ነጥቦችን ይዟል። ለምሳሌ, ማይክሮስትሪፕ መስመር እና ስትሪፕሊን ጽንሰ-ሐሳብ. በቀላል አነጋገር የማይክሮስትሪፕ መስመር በፒሲቢ ቦርድ ላይ የሚሠራው ዱካ ሲሆን የዝርፊያው መስመር ደግሞ በፒሲቢ ውስጠኛው ክፍል ላይ የሚሄድ ነው። በእነዚህ ሁለት መስመሮች መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

ipcb

የ microstrip መስመር የማመሳከሪያ አውሮፕላን የፒ.ሲ.ቢ ውስጠኛው ሽፋን መሬት አውሮፕላን ሲሆን ሌላኛው የመንገዱን ክፍል በአየር ላይ ይገለጣል, ይህም በዱካው ዙሪያ ያለው የዲኤሌክትሪክ ቋሚ አለመጣጣም ያስከትላል. ለምሳሌ ያህል, የእኛ በተለምዶ ጥቅም ላይ FR4 substrate ያለውን dielectric ቋሚ 4.2 አካባቢ ነው, የአየር ያለውን dielectric ቋሚ 1. የ ስትሪፕ መስመር ላይኛው እና የታችኛው ጎኖች ላይ ሁለቱም ማጣቀሻ አውሮፕላኖች አሉ, መላውን ዱካ PCB substrate ውስጥ የተካተተ ነው; እና በዱካው ዙሪያ ያለው የዲኤሌክትሪክ ቋሚ ተመሳሳይ ነው. ይህ ደግሞ የTEM ሞገድ በጠፍጣፋው መስመር ላይ እንዲተላለፍ ያደርገዋል፣ የኳሲ-TEM ሞገድ ደግሞ በማይክሮስትሪፕ መስመር ላይ ይተላለፋል። ለምንድነው የኳሲ-TEM ሞገድ? ያ በአየር እና በፒሲቢ ንኡስ ክፍል መካከል ባለው ግንኙነት የደረጃ አለመመጣጠን ምክንያት ነው። TEM wave ምንድን ነው? በዚህ ጉዳይ ላይ በጥልቀት ከቆፈሩ በአስር ወር ተኩል ውስጥ ማጠናቀቅ አይችሉም።

ረጅም ታሪክን ለማሳጠር የማይክሮስትሪፕ መስመርም ይሁን ስትሪፕላይን የእነርሱ ሚና ዲጂታል ሲግናሎችም ሆነ የአናሎግ ሲግናሎች ምልክቶችን ከመያዝ ያለፈ አይደለም። እነዚህ ምልክቶች በክትትል ውስጥ ከአንድ ጫፍ ወደ ሌላው በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች መልክ ይተላለፋሉ. ማዕበል ስለሆነ ፍጥነት መኖር አለበት። በ PCB ፈለግ ላይ ያለው የምልክት ፍጥነት ምን ያህል ነው? በዲኤሌክትሪክ ቋሚ ልዩነት መሰረት, ፍጥነቱም እንዲሁ የተለየ ነው. በአየር ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት ፍጥነት የሚታወቀው የብርሃን ፍጥነት ነው. በሌሎች ሚዲያዎች ውስጥ ያለው የስርጭት ፍጥነት በሚከተለው ቀመር መቆጠር አለበት።

V=C/Er0.5

ከነሱ መካከል, V በመካከለኛው ውስጥ የስርጭት ፍጥነት, C የብርሃን ፍጥነት እና ኤር የመካከለኛው ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ ነው. በዚህ ቀመር በ PCB ፈለግ ላይ የሲግናል ማስተላለፊያ ፍጥነትን በቀላሉ ማስላት እንችላለን. ለምሳሌ ፣ በቀላሉ ለማስላት የ FR4 ቤዝ ቁሳቁስ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚውን ወደ ቀመር እንወስዳለን ፣ ማለትም ፣ በ FR4 መሠረት ቁሳቁስ ውስጥ ያለው የምልክት ማስተላለፊያ ፍጥነት የብርሃን ፍጥነት ግማሽ ነው። ነገር ግን, ላይ ላዩን ላይ ተከስቷል microstrip መስመር ግማሹ በአየር ውስጥ እና substrate ውስጥ ግማሹ, dielectric ቋሚ በትንሹ ይቀንሳል, ስለዚህ የማስተላለፊያ ፍጥነት ስትሪፕ መስመር ይልቅ በትንሹ ፈጣን ይሆናል. በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውለው ተጨባጭ መረጃ የማይክሮስትሪፕ መስመር የክትትል መዘግየት 140ps/ኢንች ነው፣ እና የጭረት መስመር መከታተያ መዘግየት 166ps/ኢንች ነው።

ቀደም ሲል እንደተናገርኩት አንድ ዓላማ ብቻ ነው, ማለትም, በ PCB ላይ ያለው የሲግናል ስርጭት ዘግይቷል! ይኸውም አንድ ፒን ከተላከ በኋላ ምልክቱ በቅጽበት በሽቦው በኩል ወደ ሌላኛው ፒን አይተላለፍም። ምንም እንኳን የሲግናል ማስተላለፊያ ፍጥነት በጣም ፈጣን ቢሆንም, የመከታተያው ርዝመት በቂ ርዝመት ያለው ከሆነ, አሁንም የሲግናል ስርጭትን ይጎዳል. ለምሳሌ፣ ለ 1GHz ሲግናል፣ ጊዜው 1ns ነው፣ እና የሚወጣበት ወይም የሚወድቅበት ጊዜ ከክፍለ ጊዜው አንድ አስረኛ ያህል ነው፣ ከዚያ 100ps ነው። የዱካችን ርዝመት ከ 1 ኢንች (በግምት 2.54 ሴ.ሜ) ካለፈ, የማስተላለፊያ መዘግየቱ ከፍ ካለ ጠርዝ በላይ ይሆናል. ዱካው ከ 8 ኢንች (በግምት 20 ሴ.ሜ) ካለፈ, መዘግየቱ ሙሉ ዑደት ይሆናል!

PCB ይህን ያህል ትልቅ ተጽእኖ እንዳለው ተረጋግጧል, የእኛ ሰሌዳዎች ከ 1 ኢንች በላይ አሻራዎች እንዲኖራቸው በጣም የተለመደ ነው. መዘግየቱ የቦርዱን መደበኛ አሠራር ይነካ ይሆን? ትክክለኛውን ስርዓት ስንመለከት, ምልክት ብቻ ከሆነ እና ሌሎች ምልክቶችን ማጥፋት ካልፈለጉ, መዘግየቱ ምንም ውጤት ያለው አይመስልም. ነገር ግን, በከፍተኛ ፍጥነት ያለው ስርዓት, ይህ መዘግየት በትክክል ተግባራዊ ይሆናል. ለምሳሌ የእኛ የጋራ ማህደረ ትውስታ ቅንጣቶች በአውቶቡስ መልክ የተገናኙ ናቸው, የውሂብ መስመሮች, የአድራሻ መስመሮች, ሰዓቶች እና የመቆጣጠሪያ መስመሮች. የእኛን የቪዲዮ በይነገጽ ይመልከቱ። ምንም ያህል ቻናሎች ኤችዲኤምአይ ወይም ዲቪአይ ቢሆኑም፣ የውሂብ ቻናሎችን እና የሰዓት ቻናሎችን ይይዛል። ወይም አንዳንድ የአውቶቡስ ፕሮቶኮሎች፣ ሁሉም የተመሳሰለ የመረጃ ልውውጥ እና ሰዓት ናቸው። ከዚያም፣ በትክክለኛው ባለከፍተኛ ፍጥነት ሲስተም፣ እነዚህ የሰዓት ምልክቶች እና የመረጃ ምልክቶች በተመሳሳይ ጊዜ ከዋናው ቺፕ ይላካሉ። የእኛ ፒሲቢ መከታተያ ንድፍ ደካማ ከሆነ የሰዓት ምልክት ርዝመት እና የውሂብ ምልክት በጣም የተለያየ ነው። የተሳሳተ የውሂብ ናሙና ማምጣት ቀላል ነው, እና ከዚያ አጠቃላይ ስርዓቱ በመደበኛነት አይሰራም.

ይህንን ችግር ለመፍታት ምን ማድረግ አለብን? በተፈጥሮ ፣ የአጭር-ርዝመት ዱካዎች ከተራዘሙ የአንድ ቡድን ርዝመቶች ተመሳሳይ ከሆኑ ፣ መዘግየቱ ተመሳሳይ ይሆናል ብለን እናስባለን? ሽቦውን እንዴት ማራዘም ይቻላል? ዞር ዞር ይበሉ! ቢንጎ! በመጨረሻ ወደ ርዕሰ ጉዳዩ መመለስ ቀላል አይደለም. ይህ በከፍተኛ ፍጥነት ባለው ስርዓት ውስጥ የእባቡ መስመር ዋና ተግባር ነው. ጠመዝማዛ, እኩል ርዝመት. በጣም ቀላል ነው። የእባቡ መስመር እኩል ርዝመቱን ለመንደፍ ያገለግላል. የእባቡ መስመርን በመሳል, ተመሳሳይ የቡድን ምልክቶች ተመሳሳይ ርዝመት እንዲኖራቸው ማድረግ እንችላለን, ስለዚህም ተቀባዩ ቺፕ ምልክቱን ከተቀበለ በኋላ, መረጃው በ PCB ፈለግ ላይ በተለያየ መዘግየት ምክንያት አይሆንም. የተሳሳተ ምርጫ። የእባቡ መስመር በሌሎች PCB ሰሌዳዎች ላይ ካሉት ዱካዎች ጋር ተመሳሳይ ነው።

ምልክቶቹን ለማገናኘት ያገለግላሉ, ግን ረጅም ናቸው እና የላቸውም. ስለዚህ የእባቡ መስመር ጥልቅ አይደለም እና በጣም የተወሳሰበ አይደለም. ልክ እንደሌሎች ሽቦዎች ተመሳሳይ ስለሆነ አንዳንድ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውሉት የገመድ ሕጎች ለእባብ መስመሮችም ተፈጻሚ ይሆናሉ። በተመሳሳይ ጊዜ, በእባቡ መስመሮች ልዩ መዋቅር ምክንያት, ሽቦ በሚሰሩበት ጊዜ ለእሱ ትኩረት መስጠት አለብዎት. ለምሳሌ, የእባቡ መስመሮች እርስ በርስ በሩቅ እንዲቆዩ ለማድረግ ይሞክሩ. አጠር ያለ፣ ማለትም፣ እንደ ቃሉ በትልቅ መታጠፊያ ዙሩ፣ በትንሽ ቦታ ጥቅጥቅ እና ትንሽ አትሂዱ።

ይህ ሁሉ የምልክት ጣልቃገብነትን ለመቀነስ ይረዳል. የእባብ መስመር የመስመሩን ርዝመት በሰው ሰራሽ መጨመር ምክንያት በሲግናል ላይ መጥፎ ተጽእኖ ይኖረዋል, ስለዚህ በሲስተሙ ውስጥ ያሉትን የጊዜ መስፈርቶች እስካልተሟላ ድረስ, አይጠቀሙበት. አንዳንድ መሐንዲሶች መላውን ቡድን እኩል ርዝመት ለማድረግ DDR ወይም ባለከፍተኛ ፍጥነት ምልክቶችን ይጠቀማሉ። የእባቡ መስመሮች በቦርዱ ላይ ይበርራሉ. ይህ የተሻለ የወልና ነው ይመስላል. በእውነቱ, ይህ ሰነፍ እና ኃላፊነት የጎደለው ነው. መቁሰል የማያስፈልጋቸው ብዙ ቦታዎች ቁስለኛ ናቸው, ይህም የቦርዱን አካባቢ ያባክናል, እንዲሁም የምልክት ጥራትን ይቀንሳል. የቦርዱን የወልና ደንቦች ለመወሰን እንደ ትክክለኛው የሲግናል ፍጥነት መስፈርቶች መሰረት የዘገየውን ድግግሞሽ ማስላት አለብን.

ከእኩል ርዝመት ተግባር በተጨማሪ ፣ የእባብ መስመር ሌሎች በርካታ ተግባራት ብዙውን ጊዜ በይነመረብ ላይ ባሉ መጣጥፎች ውስጥ ይጠቀሳሉ ፣ ስለዚህ ስለእሱ በአጭሩ እናገራለሁ ።

1. ብዙ ጊዜ ከማያቸው ቃላቶች አንዱ የ impedance ማዛመድ ሚና ነው። ይህ አባባል በጣም የሚገርም ነው። የ PCB ዱካው መጨናነቅ ከመስመሩ ስፋት, ከዲኤሌክትሪክ ቋሚ እና ከማጣቀሻው አውሮፕላን ርቀት ጋር የተያያዘ ነው. ከእባቡ መስመር ጋር የሚዛመደው መቼ ነው? የዱካው ቅርፅ በእንፋሎት ላይ ተጽእኖ የሚኖረው መቼ ነው? የዚህ አባባል ምንጭ ከየት እንደመጣ አላውቅም።

2. የማጣራት ሚናም ነው ተብሏል። ይህ ተግባር የለም ማለት አይቻልም፣ ነገር ግን በዲጂታል ሰርኮች ውስጥ ምንም የማጣራት ተግባር መኖር የለበትም ወይም ይህንን ተግባር በዲጂታል ወረዳዎች ውስጥ መጠቀም አያስፈልገንም። በሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ዑደት ውስጥ የእባቡ ዱካ የ LC ወረዳ ሊፈጥር ይችላል። በተወሰነ የድግግሞሽ ምልክት ላይ የማጣራት ውጤት ካለው አሁንም ያለፈው ነው።

3. አንቴና መቀበያ. ይህ ሊሆን ይችላል። ይህንን ተጽእኖ በአንዳንድ ሞባይል ስልኮች ወይም ራዲዮዎች ላይ ማየት እንችላለን። አንዳንድ አንቴናዎች በ PCB አሻራዎች የተሰሩ ናቸው.

4. መነሳሳት. ይህ ሊሆን ይችላል። በ PCB ላይ ያሉ ሁሉም ዱካዎች በመጀመሪያ ጥገኛ ተውሳክ አላቸው. አንዳንድ የ PCB ኢንደክተሮችን መስራት ይቻላል.

5. ፊውዝ. ይህ ተፅዕኖ ግራ ያጋባል። አጭር እና ጠባብ የእባብ ሽቦ እንደ ፊውዝ እንዴት ይሠራል? የአሁኑ ከፍተኛ ሲሆን ይቃጠላል? ቦርዱ አልተሰረቀም, የዚህ ፊውዝ ዋጋ በጣም ውድ ነው, ምን ዓይነት መተግበሪያ ውስጥ እንደሚውል አላውቅም.

ከላይ ባለው መግቢያ በኩል በአናሎግ ወይም በሬዲዮ ፍሪኩዌንሲዎች ውስጥ የእባብ መስመሮች አንዳንድ ልዩ ተግባራት እንዳሉት ግልጽ ማድረግ እንችላለን, ይህም በ microstrip መስመሮች ባህሪያት ይወሰናል. በዲጂታል ዑደት ንድፍ ውስጥ, የእባብ መስመር የጊዜ ማዛመጃን ለማግኘት ለእኩል ርዝመት ያገለግላል. በተጨማሪም የእባቡ መስመር በሲግናል ጥራት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል, ስለዚህ የስርዓት መስፈርቶች በሲስተሙ ውስጥ ግልጽ መሆን አለባቸው, የስርዓቱ ድግግሞሽ በተጨባጭ መስፈርቶች መሰረት ይሰላል, እና የእባቡ መስመር በጥንቃቄ ጥቅም ላይ መዋል አለበት.