Ang layout mao ang labing punoan nga kahanas sa pagtrabaho Laraw sa PCB inhenyero Ang kalidad sa mga kable direkta nga makaapekto sa paghimo sa tibuuk nga sistema, ang kadaghanan sa teoriya nga adunay tulin nga tulin kinahanglan nga sa katapusan maamgohan ug mapamatud-an sa Layout, aron makit-an nga ang mga kable hinungdanon sa dali nga paglaraw sa PCB. Ang mosunud makita sa tinuud nga mga kable nga mahimo’g makasugat pipila ka mga sitwasyon, pagtuki sa katarungan niini, ug maghatag pila ka labi ka na-optimize nga pamaagi sa pagpaagi. Nag-una gikan sa husto nga linya sa Angle, linya sa pagkalainlain, linya sa bitin ug uban pa sa tulo nga mga aspeto nga ipasabut.

1. Rectangular go line

Sa kinatibuk-an kinahanglan ang mga wire nga adunay anggulo aron malikayan ang kahimtang sa mga PCB nga kable, ug hapit nahimo nga usa nga mga sukdanan aron masukod ang kalidad sa mga kable, busa unsa ka daghan ang epekto sa mga wire sa tuo nga anggulo sa signal transmission? Sa prinsipyo, ang mga wire sa tuo nga anggulo mag-usab sa gilapdon sa linya sa linya sa transmission, nga miresulta sa pagkadili-makapadayon sa impedance. Sa tinuud, dili ra ang husto nga linya sa Angle, tonelada nga Angle, mahait nga linya sa Angle mahimong hinungdan sa mga pagbag-o sa impedance.

Ang impluwensya sa pag-align sa tuo nga anggulo sa signal labi nga gipakita sa tulo nga mga bahin: una, ang kanto mahimo nga katumbas sa capacitive load sa transmission line, nga nagpahinay sa oras sa pagtaas; Ikaduha, ang pagpahunong sa impedance hinungdan sa pagpamalandong sa signal; Ikatulo, ang EMI nga gihimo sa husto nga tip sa Angle.

Ang kapasidad sa parasitiko nga hinungdan sa tuo nga anggulo sa linya sa transmission mahimong makalkula sa mosunud nga pormula nga empirical:

C = 61W (Er) 1/2 / Z0

Sa pormula sa taas, ang C nagpasabut sa managsama nga capacitance sa kanto (pF), ang W nagtumong sa gilapdon sa linya (pulgada), ε R nagpasabut sa dielectric kanunay nga medium, ug ang Z0 mao ang kinaiya nga impedance sa transmission linya. Pananglitan, alang sa 4Mils 50 ohm transmission line (4.3r 0.0101), ang kapasidad sa usa ka tuo nga Angle mga XNUMXpF, ug ang pagbag-o sa pagtaas sa oras mahimo’g banabana:

T10-90% = 2.2 * C * z0 / 2 = 2.2 * 0.0101 * 50/2 = 0.556ps

Makita kini gikan sa pagkalkula nga ang capacitance effect nga gidala sa kanang-angulo nga mga kable labi ka gamay.

Sama sa pagdako sa gilapdon sa linya sa linya sa tuo nga anggulo, ang impedance sa kini nga punto mokunhod, busa adunay usa ka piho nga katingad-an sa panghunahuna nga katingad-an. Mahimo naton makalkulo ang katumbas nga impedance pagkahuman sa pagtaas sa gilapdon sa linya sumala sa pormula sa pagkalkula sa impedance nga gihisgutan sa seksyon sa mga linya sa pagbalhin, ug dayon kuwentahon ang koefisyent sa pagsalamin sumala sa empirical formula: ρ = (Zs-Z0) / (Zs + Z0), ang kinatibuk-an nga mga anggulo sa tuo nga tuo nga nagresulta sa mga pagbag-o sa impedance tali sa 7% -20%, busa ang labing kadaghan nga coefficient sa pagsalamin mga 0.1. Labut pa, sama sa makita gikan sa numero sa ubus, ang linya sa impedance nga linya sa pagbag-o nagbag-o sa minimum sa sulud sa gitas-on sa linya nga W / 2, ug pagkahuman ibalik sa normal nga impedance pagkahuman sa oras nga W / 2. Ang oras alang sa tibuuk nga pagbag-o sa impedance mubu ra kaayo, kasagaran sa sulud sa 10ps. Ang ingon nga usa ka dali ug gamay nga pagbag-o hapit dili maminusan alang sa kinatibuk-ang signal transmission.

Daghang mga tawo adunay ingon nga pagsabut sa tuo nga anggulo nga pagdagan, nga nagtuo nga ang tip dali ibuga o makadawat electromagnetic nga mga balud ug makahimo EMI, nga nahimong usa sa mga hinungdan ngano nga daghang mga tawo ang naghunahuna nga dili mahimo ang pagtuyok sa tuo nga anggulo. Bisan pa, daghang mga sangputanan nga praktikal nga resulta sa pagsulay ang nagpakita nga ang linya sa tuo nga anggulo dili makamugna daghang EMI kaysa tul-id nga linya. Tingali ang karon nga paghimo sa instrumento ug lebel sa pagsulay nagpugong sa katukma sa pagsulay, apan labing menos gipakita niini nga ang radiation sa tuo nga anggulo nga linya mas gamay kaysa sa sayup nga pagsukod sa instrumento mismo. Sa kinatibuk-an, ang paglinya sa tuo nga anggulo dili ingon ka ngil-ad sama sa makita. Labing menos sa mga aplikasyon sa ubus sa GHz, bisan unsang mga epekto sama sa capacitance, pagsalamin, EMI, ug uban pa hapit dili makita sa mga pagsulay sa TDR. Ang disenyo nga inhenyero sa high-speed PCB kinahanglan mag-focus sa layout, power / ground design, wiring design, perforation, ubp. Bisan pa, siyempre, ang mga epekto sa rektanggulo nga linya sa pag-adto dili kaayo seryoso, apan dili aron masulti nga makalakaw kita sa husto nga linya sa Angle, ang detalye sa atensyon mao ang hinungdanon nga kalidad alang sa matag maayo nga mga inhinyero, ug, uban ang dali nga pag-uswag sa mga digital nga sirkito , Ang pagproseso sa mga inhinyero sa PCB padayon usab nga molambo, labi pa sa 10 GHZ RF nga laraw sa laraw, Ang kini nga gagmay nga mga tuo nga anggulo mahimo’g hinungdan sa mga problema nga adunay tulin nga tulin.

2. Pagkalain sa

Gigamit ang DifferenTIal Signal sa kadaghan nga disenyo sa circuit. Ang labing hinungdanon nga Signal sa usa ka sirkito mao ang laraw sa DifferenTIal Signal. Giunsa masiguro ang maayo nga paghimo niini sa laraw sa PCB? Sa hunahuna nga kining duha nga mga pangutana, nagpadayon kami sa sunod nga bahin sa among diskusyon.

Unsa ang us aka timaan sa pagkalainlain? Sa yano nga English, ang drayber nagpadala duha nga managsama ug nagbalit-ad nga mga signal, ug gitandi sa tigdawat ang kalainan tali sa duha nga boltahe aron mahibal-an kung ang lohikal nga estado “0” o “1”. Ang pares nga mga alambre nga nagdala sa mga nagkalainlain nga mga sinyales gitawag nga mga wires nga lainlain.

Kung itandi sa yano nga us aka us aka us aka signal rut, ang pagkalainlain nga signal adunay labi ka halata nga mga bentaha sa mosunud nga tulo nga mga aspeto:

A. Kusog nga abilidad sa kontra-pagpanghilabot, tungod kay ang pagkagsama sa taliwala sa duha nga magkalainlain nga linya maayo kaayo, kung adunay pagkaguba sa kasaba, hapit sila magkaupod sa duha ka linya sa parehas nga oras, ug ang tigdawat nagpakabana lamang sa kalainan sa duha nga signal, busa ang panggawas nga kasaba sa kasagarang mode mahimong hingpit nga gikanselar.

B. Kini epektibo nga makapugong sa EMI. Sa susama, tungod kay ang duha nga signal adunay atbang nga polarity, ang electromagnetic field nga gipadan-ag sa kanila mahimong magkansela sa matag usa. Ang labi ka duul sa pagkabit, dili kaayo kusog nga electromagnetic nga gipagawas sa kalibutan sa gawas.

C. Sakto ang pagpahimutang sa oras. Tungod kay ang pagbag-o sa pagbag-o sa mga signal nga magkalainlain nahimutang sa intersection sa duha nga signal, dili sama sa sagad nga mga signal nga wala’y katapusan nga gihukman sa taas ug ubos nga boltahe sa threshold, dili kaayo kini maapektuhan sa proseso ug temperatura, nga makapaminus sa mga sayup sa oras ug labi nga angay. alang sa mga sirkito nga adunay ubos nga signal sa amplitude. Ang LVDS (ubos nga boltahe nga magkalainlainTIalsignaling) nagtumong sa kini nga gamay nga teknolohiya sa signal signal nga magkalainlain.

Alang sa mga inhinyero sa PCB, ang labi ka hinungdan nga gikabalak-an mao kung giunsa ang pagsiguro nga ang kini nga mga bentaha sa pagkalainlain nga pagdagan mahimong hingpit nga magamit sa tinuud nga pagdagan. Tingali samtang kini adunay kontak sa mga tawo sa Layout mahibal-an ang mga kinatibuk-ang kinahanglanon sa pagdagan sa pagdagan, kana mao ang “parehas nga gitas-on, parehas nga distansya”. Isometric aron masiguro nga ang duha nga mga signal nga magkalainlain kanunay nga nagpadayon sa kaatbang nga polarity, gipakubus ang sagad nga sangkap sa mode; Panguna nga gisiguro sa Isometric aron masiguro ang parehas nga impedance sa pagkalainlain, maminusan ang pagpamalandong. Ang “duul sa kutob sa mahimo” usahay usa sa mga kinahanglanon alang sa pagkalainlain nga pagruray. Apan wala sa kini nga mga lagda nga gituyo aron magamit sa mekanikal, ug daghang mga inhenyero ang ingon wala masabut ang kinaiyahan sa kusog nga pagkalainlain nga signal. Ang mosunud nakapunting sa daghang mga sagad nga sayup sa disenyo sa kaugalian sa PCB nga signal.

Sayop nga pagsabut 1: Ang magkalainlain nga mga signal dili kinahanglan ground ground ingon backflow path, o hunahunaon nga ang mga magkalainlain nga linya naghatag og backflow path alang sa matag usa. Ang hinungdan sa dili pagsinabtanay naglibog sa katingad-an sa ibabaw, o ang mekanismo sa pagpadali sa signal nga adunay tulin nga kalayo dili lalim. Ingon sa makita gikan sa istraktura sa pagdawat katapusan sa FIG. Ang 1-8-15, ang mga sulud nga nagbuga sa transistors Q3 ug Q4 parehas ug sukwahi, ug ang ilang sulud sa junction eksakto nga pagkansela sa matag usa (I1 = 0). Busa, ang lahi nga sirkito dili sensitibo sa parehas nga mga proyekto sa yuta ug uban pa nga mga signal sa kasaba nga mahimong adunay sa power supply ug ground plane. Ang bahin nga pagkansela sa backflow sa yuta nga ayroplano wala magpasabut nga ang pagkalainlain nga sirkito dili kuhaon ang reperensya nga eroplano ingon nga signal return path. Sa tinuud, sa pagtuki sa signal backflow, ang mekanismo sa pagkalainlain nga pagdagan parehas sa ordinaryong single-end routing, nga mao, taas

Ang signal signal kanunay modagayday pabalik sa sirkito nga adunay labing gamay nga inductance. Ang labing kadaghan nga kalainan nakit-an nga ang linya sa kalainan dili lamang adunay pagdugtong sa yuta, apan adunay usab pagdugtong sa usag usa. Ang kusgan nga pagdugtong nahimo nga punoan nga agianan sa backflow.

Sa laraw sa PCB circuit, ang pagkabit sa taliwala sa mga magkalainlain nga mga kable sa kasagaran gamay, kasagaran nga nag-asoy alang lamang sa 10 ~ 20% sa degree sa pagkabit, ug ang kadaghanan sa pagkabit sa yuta, busa ang punoan nga agianan sa pag-backflow sa mga magkalainlain nga mga kable naa pa sa yuta. eroplano. Sa kaso nga wala’y hunong sa lokal nga ayroplano, ang pagkopya taliwala sa mga magkalainlain nga mga ruta naghatag sa panguna nga backflow path sa rehiyon nga wala’y pakisayran nga ayroplano, sama sa gipakita sa FIG. 1-8-17. Bisan kung ang epekto sa dili paghunong sa pakisayran nga ayroplano sa mga magkalainlain nga mga kable dili sama ka seryoso sa ordinaryong mga single-end nga mga kable, maminusan ra usab ang kalidad sa signal sa pagkalainlain ug dugangan ang EMI, nga kinahanglan likayan kutob sa mahimo. Ang pipila nga mga taglaraw nagtuo nga ang pakisayranay nga ayroplano sa linya sa pagkalainlain nga pagbalhin mahimong tangtangon aron sumpuon ang bahin sa sagad nga signal sa mode sa pagkalainlain nga pagpasa, apan sa teyoretikal nga kini nga pamaagi dili gusto. Giunsa makontrol ang impedance? Kung wala ang paghatag land loop nga impedance alang sa signal nga common-mode, ang radiation sa EMI kinahanglan nga mahinabo, nga labi nga makadaot kaysa maayo.

Tinuohan 2: Ang pagpadayon sa managsama nga gilay-on labi ka hinungdan kaysa pagpaangay sa gitas-on sa linya. Sa tinuud nga mga kable sa PCB, kanunay nga dili matuman ang mga kinahanglanon sa disenyo sa pagkalainlain. Tungod sa pag-apod-apod sa mga lagdok, lungag, ug wanang sa kable ug uban pa nga hinungdan, kinahanglan nga makuha ang katuyoan sa katas sa gitas-on sa linya pinaagi sa angay nga pagtuyok, apan ang sangputanan dili kalikayan nga bahin sa managlahi nga pares dili mahimong parehas, niining orasa, giunsa pilion? Sa wala pa kita mohimo og konklusyon, tan-awon naton ang mosunud nga mga sangputanan sa simulation. Makita kini gikan sa mga sangputanan nga simulate sa taas nga hapit magkatugma ang mga porma sa alon sa iskema 1 ug Scheme 2, sa ato pa, gamay ra ang impluwensya sa dili parehas nga gintang, ug ang impluwensya sa dili pareho nga gitas-on sa linya labi ka daghan sa han-ay sa oras (Scheme 3) . Gikan sa panan-aw sa teoretikal nga pagtuki, bisan kung ang dili parehas nga gilay-on mosangput sa kalainan nga mga pagbag-o sa impedance, apan tungod kay ang pagkagsama taliwala sa managlahi nga pares mismo dili hinungdanon, busa ang gilapdon sa mga pagbag-o sa impedance usab gamay ra, kasagaran sa sulud sa 10%, managsama ra sa usa ka pagpamalandong nga gipahinabo sa usa ka lungag, nga dili hinungdan hinungdan nga epekto sa signal transmission. Sa higayon nga ang linya sa gitas-on dili managsama, ingon dugang sa offset sa han-ay sa oras, ang mga sagad nga bahin sa mode gipaila sa pagkalainlain nga signal, nga nagpaminus sa kalidad sa signal ug nagdugang ang EMI.

Mahimong ikaingon nga ang labing kahinungdan nga lagda sa PCB nga magkalainlain nga disenyo sa mga kable mao ang pagpares sa gitas-on sa linya, ug uban pang mga lagda mahimo’g dali nga pagdumala pinauyon sa mga kinahanglanon sa laraw ug praktikal nga aplikasyon.

Sayop nga pagsabut sa tulo: hunahunaa ang linya sa pagkalainlain kinahanglan magsalig sa duul ra kaayo. Ang punto sa pagpadayon nga magkasuod ang magkalainlain nga mga linya dili labaw sa pagdugang sa ilang pagdugtong, pareho aron mapaayo ang ilang kalig-on sa kasaba ug aron pahimuslan ang kaatbang nga polarity sa magnetikong natad aron kanselahon ang pagkaguba sa electromagnetic gikan sa gawas nga kalibutan. Bisan kung kini nga pamaagi labi ka paborable sa kadaghanan nga mga kaso, dili kini hingpit. Kung sila mahimo nga hingpit nga mapanalipdan gikan sa gawas nga pagpanghilabut, nan dili kinahanglan nga maabut naton ang katuyoan sa kontra-pagpanghilabot ug pagpugong sa EMI pinaagi sa labi ka kusog nga pagkagsama sa matag usa pa. Giunsa maseguro nga ang pagkalainlain nga pagdagan adunay maayong pagkalain ug panalipod? Ang pagdugang sa distansya taliwala sa mga linya ug uban pang mga signal usa sa labing punoan nga paagi. Ang kusog sa electromagnetic field mikunhod sa square square nga gilay-on. Kasagaran, kung ang gilay-on sa taliwala sa mga linya labaw pa sa 4 ka pilo sa gilapdon sa linya, ang pagkaguba taliwala nila hilabihan ka kahuyang ug mahimong ibaliwala sa batakan. Dugang pa, ang pagkahimulag pinaagi sa yuta nga eroplano makahatag usab usa ka maayong epekto sa taming. Kini nga istraktura kanunay nga gigamit sa high-frequency (labaw sa 10G) nga giputos sa IC nga mga laraw sa PCB, nga nailhan nga istraktura sa CPW, aron masiguro ang istrikto nga pagkontrol sa impedance (2Z0), FIG. 1-8-19.

Ang pagkalainlain nga pagdagan mahimo usab nga ipatuman sa lainlaing mga sapaw sa signal, apan sa kasagaran dili kini girekomenda, tungod kay ang mga kalainan sama sa impedance ug pinaagi sa mga lungag sa lainlaing mga layer mahimong makaguba sa epekto sa transmission mode nga lahi ug ipaila ang kasagarang kasaba sa mode. Ingon kadugangan, kung ang duha nga kasikbit nga mga sapaw dili hugut nga magkahiusa, ang abilidad sa pagkalainlain nga pagdagan aron makasukol sa kasaba maminusan, apan ang crosstalk dili usa ka problema kung ang hustong paglawig gipadayon sa naglibot nga pagruruta. Sa kinatibuk-an nga frequency (sa ubus sa GHz), ang EMI dili usa ka seryoso nga problema. Gipakita sa mga eksperimento nga ang pagpahinay sa enerhiya sa radiation sa mga linya sa pagkalainlain nga adunay gilay-on nga 500Mil nga lapas sa 3 metro miabut sa 60dB, nga igoigo aron matuman ang sukdanan sa elektrisidad nga radiation sa FCC. Busa, ang mga tigdesinyo dili kinahanglan mabalaka pag-ayo bahin sa pagkakasumpaki sa electromagnetic nga gipahinabo sa dili igo nga pagkupkop sa mga linya nga lainlain.

3. serpentine

Ang usa ka linya sa bitin kanunay gigamit sa Layout. Ang nag-una nga katuyoan niini mao ang pag-ayos sa paglangan sa oras ug pagtagbo sa mga kinahanglanon sa paglaraw sa sistema sa tiyempo. Kinahanglan una nga masabtan sa mga tigdesinyo nga ang serpentine wire makaguba sa kalidad sa signal, magbag-o sa paglangan sa transmission, ug kinahanglan likayan kung ang mga kable. Bisan pa, sa praktikal nga laraw, aron maseguro ang igo nga oras sa pagpugong sa mga signal, o aron maminusan ang oras nga napahimutang taliwala sa parehas nga grupo sa mga signal, kinahanglan nga tinuyo nga ipatuman.

Unsa man ang gibuhat sa bitin aron pagsinyas sa pagpadala? Unsa man ang kinahanglan nga akong hatagan pagtagad samtang naglakaw sa linya? Ang duha nga labing kritikal nga parameter mao ang parehas nga gitas-on sa pagkabit (Lp) ug distansya sa pagkabit (S), ingon gipakita sa FIG. 1-8-21. Tin-aw nga, kung ang signal gipadala sa linya sa serpentine, adunay pagsumpay sa taliwala sa mga parehas nga linya sa linya sa porma sa mode sa pagkalainlain. Ang labi ka gamay sa S, labi ka daghang Lp, ug labi ka daghan ang degree sa pagkabit. Mahimo kini magresulta sa pagkunhod sa mga pagkalangan sa pagpadala ug usa ka hinungdanon nga pagkunhod sa kalidad sa signal tungod sa crosstalk, sama sa gihulagway sa kapitulo 3 alang sa pagtuki sa kasagarang mode ug kaugalian mode crosstalk.

Ania ang pipila ka mga tip alang sa mga inhinyero sa Layout kung nakig-atubang sa mga bitin:

1. Sulayi nga dugangan ang distansya (S) sa parehas nga linya sa linya, nga labing menos labing daghan sa 3H. Ang H nagtumong sa gilay-on gikan sa linya sa signal ngadto sa pakisayran nga ayroplano. Kasagaran nga pagsulti, kini kinahanglan nga pagkuha usa ka dako nga kurba. Hangtud nga ang S igoigo nga igo, ang epekto sa pagkopya hapit hapit malikayan.

2. Kung ang pagkulang sa pagdugtong nga Lp naminusan, ang crosstalk nga namugna makaabot sa saturation kung ang paglangan sa Lp kaduha nga moduol o molapas sa oras nga pagtaas sa signal.

3. Ang paglangan sa signal transmission nga hinungdan sa sama sa bitin nga Line of strip-line o Embedded micro-strip mas gamay kaysa sa micro-strip. Sa teyorya, ang linya sa laso dili makaapekto sa rate sa pagbalhin tungod sa pagkalainlain nga mode crosstalk.

4. Alang sa mga linya sa tulin ug katulin nga adunay higpit nga mga kinahanglanon sa oras, paningkamoti nga dili maglakaw sa mga linya sa bitin, labi na sa gamay nga lugar.

5. Ang pagdagan sa bitin sa bisan unsang anggulo mahimong sagad nga sagupon. Ang istruktura sa C sa FIG. Ang 1-8-20 mahimong epektibo nga makunhuran ang pagdugtong sa usag usa.

6. Sa tulin nga laraw sa PCB, ang serpentine wala’y gitawag nga katakus sa pagsala o kontra-pagpanghilabot, ug mahimo ra nga maminusan ang kalidad sa signal, busa gigamit ra kini alang sa pagpares sa oras ug wala’y lain nga katuyoan.

7. Usahay mahimo’g ikonsiderar ang spiral winding. Gipakita sa simulasyon nga ang epekto niini labi ka maayo kaysa sa normal nga pagtuyok sa bitin.