Aron masabtan ang serpentine line, atong hisgotan PCB routing una. Kini nga konsepto ingon og dili kinahanglan nga ipaila. Dili ba ang inhenyero sa hardware nagtrabaho kada adlaw? Ang matag pagsubay sa PCB gikuha sa usag usa sa hardware engineer. Unsa may ikasulti? Sa tinuud, kini nga yano nga pag-ruta adunay daghang mga punto sa kahibalo nga kasagaran natong gibalewala. Pananglitan, ang konsepto sa microstrip line ug stripline. Sa yanong pagkasulti, ang microstrip line mao ang trace nga nagdagan sa ibabaw sa PCB board, ug ang stripline mao ang trace nga nagdagan sa sulod nga layer sa PCB. Unsa ang kalainan niining duha ka linya?

Ang reference plane sa microstrip line mao ang ground plane sa sulod nga layer sa PCB, ug ang pikas kilid sa trace naladlad sa hangin, nga maoy hinungdan sa dielectric constant sa palibot sa trace nga dili magkaparehas. Pananglitan, ang dielectric nga kanunay sa among sagad nga gigamit nga FR4 substrate mao ang Around 4.2, ang dielectric constant sa hangin mao ang 1. Adunay mga reference nga eroplano sa ibabaw ug ubos nga kilid sa strip line, ang tibuok nga pagsubay gilakip sa PCB substrate, ug ang dielectric nga makanunayon sa palibot sa pagsubay parehas. Kini usab ang hinungdan sa TEM wave nga mapasa sa strip line, samtang ang quasi-TEM wave kay mapasa sa microstrip line. Ngano nga kini usa ka quasi-TEM wave? Kana tungod sa phase mismatch sa interface tali sa hangin ug sa PCB substrate. Unsa ang TEM wave? Kung imong tukion ang mas lawom bahin niini nga isyu, dili nimo kini mahuman sa napulo ug tunga ka bulan.

Sa paghimo sa usa ka taas nga istorya mubo, bisan kini usa ka microstrip nga linya o usa ka stripline, ang ilang tahas mao ang walay bisan unsa nga labaw pa kay sa pagdala signal, bisan digital signal o analog signal. Kini nga mga signal gipasa sa porma sa mga electromagnetic wave gikan sa usa ka tumoy ngadto sa lain sa pagsubay. Tungod kay kini usa ka balud, kinahanglan nga adunay tulin. Unsa ang katulin sa signal sa pagsubay sa PCB? Sumala sa kalainan sa dielectric nga makanunayon, ang katulin lahi usab. Ang katulin sa pagpalapad sa mga electromagnetic wave sa kahanginan mao ang nailhan nga katulin sa kahayag. Ang katulin sa pagpasanay sa ubang media kinahanglang kalkulado sa mosunod nga pormula:

V=C/Er0.5

Lakip kanila, ang V mao ang katulin sa pagpadaghan sa medium, ang C mao ang katulin sa kahayag, ug ang Er mao ang dielectric nga kanunay sa medium. Pinaagi niini nga pormula, dali natong makalkulo ang gikusgon sa transmission sa signal sa PCB trace. Pananglitan, gikuha lang nato ang dielectric constant sa FR4 base nga materyal ngadto sa pormula aron makalkulo kini, nga mao, ang transmission speed sa signal sa FR4 base nga materyal mao ang katunga sa gikusgon sa kahayag. Bisan pa, tungod kay ang katunga sa linya sa microstrip nga gisubay sa ibabaw naa sa hangin ug ang katunga sa substrate, ang dielectric nga makanunayon gamay nga pagkunhod, mao nga ang katulin sa transmission mahimong labi ka paspas kaysa sa linya sa strip. Ang kasagarang gigamit nga empirical nga datos mao nga ang trace delay sa microstrip line mga 140ps/inch, ug ang trace delay sa stripline kay mga 166ps/inch.

Sama sa akong giingon kaniadto, adunay usa lamang ka katuyoan, nga mao, ang pagpasa sa signal sa PCB nalangan! Sa ato pa, ang signal dili mapasa sa pikas pin pinaagi sa mga wiring sa usa ka instant pagkahuman ipadala ang usa ka pin. Bisan kung ang katulin sa pagpadala sa signal kusog kaayo, basta ang gitas-on sa pagsubay igo ra, makaapekto gihapon kini sa pagpasa sa signal. Pananglitan, alang sa usa ka signal nga 1GHz, ang panahon mao ang 1ns, ug ang oras sa pagsaka o pagkahulog sa ngilit hapit usa sa ikanapulo sa yugto, unya kini 100ps. Kung ang gitas-on sa among pagsubay molapas sa 1 ka pulgada (gibana-bana nga 2.54 cm), nan ang paglangan sa transmission labaw pa sa pagtaas sa ngilit. Kung ang pagsubay molapas sa 8 ka pulgada (gibana-bana nga 20 cm), nan ang paglangan usa ka tibuuk nga siklo!

Kini nahimo nga ang PCB adunay ingon ka dako nga epekto, kini kasagaran alang sa atong mga tabla nga adunay labaw pa sa 1inch nga mga pagsubay. Ang paglangan ba makaapekto sa normal nga operasyon sa board? Ang pagtan-aw sa aktuwal nga sistema, kung kini usa lamang ka signal ug dili nimo gusto nga i-off ang ubang mga signal, unya ang pagkalangan ingon og wala’y epekto. Bisan pa, sa usa ka high-speed nga sistema, kini nga paglangan mahimo’g epektibo. Pananglitan, ang among komon nga mga partikulo sa memorya konektado sa porma sa usa ka bus, nga adunay mga linya sa datos, mga linya sa address, mga orasan, ug mga linya sa pagkontrol. Tan-awa ang among video interface. Bisag pila ka channel ang HDMI o DVI, aduna kini mga channel sa data ug mga channel sa orasan. O pipila ka mga protocol sa bus, nga ang tanan dungan nga pagpadala sa datos ug orasan. Dayon, sa aktuwal nga high-speed nga sistema, kini nga mga signal sa orasan ug mga signal sa datos dungan nga gipadala gikan sa main chip. Kung ang among disenyo sa pagsubay sa PCB dili maayo, ang gitas-on sa signal sa orasan ug ang signal sa data lahi kaayo. Sayon nga hinungdan sa sayup nga sampling sa datos, ug unya ang tibuuk nga sistema dili molihok sa normal.

Unsay angay natong buhaton aron masulbad kini nga problema? Natural, maghunahuna kita nga kung ang mubo nga gitas-on nga mga pagsubay gipalugway aron ang mga pagsubay sa gitas-on sa parehas nga grupo parehas, nan ang paglangan parehas? Unsaon pagpalugway sa mga wiring? Lakaw sa palibot! Bingo! Dili sayon ​​ang katapusan nga pagbalik sa hilisgutan. Kini ang nag-unang function sa serpentine line sa high-speed nga sistema. Winding, parehas nga gitas-on. Ingon ana ka simple. Ang serpentine nga linya gigamit sa pagpalid sa parehas nga gitas-on. Pinaagi sa pagdrowing sa serpentine line, mahimo natong himoon ang parehas nga grupo sa mga signal nga adunay parehas nga gitas-on, aron nga human makadawat ang chip nga makadawat sa signal, ang data dili tungod sa lain-laing mga paglangan sa PCB trace. Sayop nga pagpili. Ang serpentine nga linya parehas sa mga pagsubay sa ubang mga PCB board.

Gigamit kini sa pagkonektar sa mga signal, apan mas taas sila ug wala niini. Busa ang serpentine line dili lalim ug dili kaayo komplikado. Tungod kay parehas kini sa ubang mga kable, ang pipila nga kasagarang gigamit nga mga lagda sa mga kable magamit usab sa mga linya sa serpentine. Sa parehas nga oras, tungod sa espesyal nga istruktura sa mga linya sa serpentine, kinahanglan nimo nga hatagan pagtagad kini kung mag-wiring. Pananglitan, sulayi nga ang mga linya sa bitin magkaparehas sa usag usa nga mas layo. Mas mugbo, sa ato pa, libot sa usa ka dako nga liko ingon sa giingon sa panultihon, dili kaayo dasok ug gamay kaayo sa gamay nga lugar.

Kining tanan makatabang sa pagpakunhod sa interference sa signal. Ang serpentine nga linya adunay dili maayo nga impluwensya sa signal tungod sa artipisyal nga pagtaas sa gitas-on sa linya, busa basta kini makatagbo sa mga kinahanglanon sa oras sa sistema, ayaw kini gamita. Ang ubang mga inhenyero naggamit og DDR o high-speed nga mga signal aron mahimo ang tibuok grupo nga managsama ang gitas-on. Ang mga linya sa serpentine naglupad sa tibuuk nga pisara. Kini daw mas maayo nga wiring. Sa pagkatinuod, kini tapulan ug iresponsable. Daghang mga lugar nga dili kinahanglan nga samad ang mga samad, nga nag-usik sa lugar sa board, ug gipaubos usab ang kalidad sa signal. Kita kinahanglan nga kuwentahon ang paglangan redundancy sumala sa aktuwal nga signal speed kinahanglanon, aron sa pagtino sa wiring lagda sa board.

Gawas pa sa function sa parehas nga gitas-on, daghang uban pang mga gimbuhaton sa linya sa serpentine kanunay nga gihisgutan sa mga artikulo sa Internet, mao nga hisgutan ko usab kini dinhi.

1. Usa sa mga pulong nga kanunay nakong makita mao ang papel sa impedance matching. Kini nga pahayag talagsaon kaayo. Ang impedance sa pagsubay sa PCB nalangkit sa gilapdon sa linya, ang dielectric nga makanunayon, ug ang gilay-on sa reference plane. Kanus-a kini may kalabutan sa linya sa bitin? Kanus-a ang porma sa trace makaapekto sa impedance? Wala ko kahibalo kung diin gikan ang gigikanan sa kini nga pahayag.

2. giingon usab nga kini ang papel sa pagsala. Kini nga function dili maingon nga wala, apan kinahanglan nga wala’y pagsala nga function sa digital circuit o dili kinahanglan nga gamiton kini nga function sa digital circuit. Sa radio frequency circuit, ang serpentine nga pagsubay mahimo nga usa ka LC circuit. Kung kini adunay epekto sa pagsala sa usa ka piho nga signal sa frequency, kini ang nangagi.

3. Pagdawat antenna. Mahimo kini. Makita nato kini nga epekto sa pipila ka mga cellphone o radyo. Ang ubang mga antenna gihimo gamit ang mga timailhan sa PCB.

4. Inductance. Mahimo kini. Ang tanan nga mga pagsubay sa PCB orihinal nga adunay parasitic inductance. Kini makab-ot sa paghimo sa pipila ka mga PCB inductors.

5. Piyus. Kini nga epekto nakapalibog kanako. Sa unsang paagi ang mubo ug pig-ot nga serpentine wire naglihok isip fuse? Masunog kung taas ang sulog? Ang tabla wala gi-scrap, ang presyo niini nga fuse taas kaayo, wala gyud ko kahibalo kung unsang klase nga aplikasyon ang gamiton.

Pinaagi sa pasiuna sa ibabaw, atong maklaro nga sa analog o radio frequency circuits, ang mga linya sa serpentine adunay pipila ka mga espesyal nga gimbuhaton, nga gitino sa mga kinaiya sa mga linya sa microstrip. Sa digital circuit design, ang serpentine line gigamit para sa patas nga gitas-on aron makab-ot ang timing matching. Dugang pa, ang linya sa serpentine makaapekto sa kalidad sa signal, mao nga ang mga kinahanglanon sa sistema kinahanglan nga ipatin-aw sa sistema, ang sistema nga redundancy kinahanglan nga kalkulado sumala sa aktwal nga mga kinahanglanon, ug ang serpentine nga linya kinahanglan gamiton uban ang pag-amping.