Tá an leagan amach ar cheann de na scileanna oibre is bunúsaí atá ag Dearadh PCB innealtóir. Beidh tionchar díreach ag cáilíocht na sreangaithe ar fheidhmíocht an chórais iomláin, caithfear an chuid is mó den teoiric dearaidh ardluais a bhaint amach agus a fhíorú ar deireadh le Leagan Amach, ionas go bhfeicfear go bhfuil sreangú ríthábhachtach i ndearadh PCB ardluais. Beidh an méid seo a leanas i bhfianaise na sreangaithe iarbhír a d’fhéadfadh teacht ar roinnt cásanna, anailís a dhéanamh ar a réasúntacht, agus straitéis ródaithe níos optamaithe a thabhairt. Den chuid is mó ón líne cheart Uillinn, líne difríochta, líne nathair agus mar sin de trí ghné le mionléiriú.

1. Líne dronuilleogach go

De ghnáth teastaíonn sreangú dronuilleach chun an staid i sreangú PCB a sheachaint, agus tá sé beagnach ar cheann de na caighdeáin chun cáilíocht na sreangaithe a thomhas, mar sin cén tionchar a bheidh ag sreangú dronuilleach ar tharchur comhartha? I bprionsabal, athróidh sreangú dronuilleach leithead líne na líne tarchuir, agus beidh neamhleanúnachas impedance mar thoradh air. Déanta na fírinne, ní amháin go bhféadfadh athruithe impedance a bheith mar thoradh ar líne cheart Uillinn, ton Uillinn, géar-líne Uillinn.

Léirítear tionchar ailíniú dronuilleach ar chomhartha go príomha i dtrí ghné: ar dtús, is féidir leis an gcúinne a bheith comhionann leis an ualach capacitive ar an líne tharchuir, ag moilliú an ama ardaithe; Sa dara háit, beidh neamhréiteach impedance ina chúis le machnamh comhartha; Sa tríú háit, IEA a ghineann an barr Uillinn ceart.

Is féidir an toilleas seadánacha de bharr Uillinn cheart na líne tarchuir a ríomh tríd an bhfoirmle eimpíreach seo a leanas:

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

San fhoirmle thuas, tagraíonn C don toilleas coibhéiseach ag an choirnéal (pF), tagraíonn W do leithead na líne (orlach), tagraíonn ε R do tairiseach tréleictreach an mheáin, agus is é Z0 impedance tréith an tarchuir líne. Mar shampla, i gcás líne tharchuir 4Mils 50 ohm (εr 4.3), tá toilleas Uillinn cheart thart ar 0.0101pF, agus is féidir an éagsúlacht ama ardúcháin a mheas:

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

Is féidir a fheiceáil ón ríomh go bhfuil an éifeacht toilleas a thugann sreangú dronuilleach thar a bheith beag.

De réir mar a mhéadaíonn leithead líne na líne dronuilleoige, laghdóidh an impedance ag an bpointe seo, mar sin beidh feiniméan áirithe machnaimh comhartha ann. Is féidir linn an impedance coibhéiseach a ríomh tar éis go méadaíonn leithead na líne de réir na foirmle ríofa impedance a luaitear sa chuid de línte tarchuir, agus ansin an chomhéifeacht frithchaithimh a ríomh de réir na foirmle eimpíreach: ρ = (Zs-Z0) / (Zs + Z0), an sreangú dronuilleach ginearálta a mbíonn athruithe impedance idir 7% -20% mar thoradh air, agus mar sin tá an chomhéifeacht frithchaithimh uasta thart ar 0.1. Thairis sin, mar atá le feiceáil ón bhfigiúr thíos, athraíonn impedance na líne tarchuir go dtí an t-íosmhéid laistigh de fhad líne W / 2, agus ansin athshlánóidh sé go dtí an gnáth-bhac tar éis am W / 2. Tá an t-am don athrú iomlán impedance an-ghearr, de ghnáth laistigh de 10ps. Tá athrú tapa agus beag den sórt sin beagnach neamhbhríoch maidir leis an tarchur comhartha ginearálta.

Tá a leithéid de thuiscint ag go leor daoine ar ródú dronuilleach, agus iad ag creidiúint go bhfuil an rinn furasta tonnta leictreamaighnéadacha a astú nó a fháil agus IEA a tháirgeadh, rud atá anois ar cheann de na cúiseanna a mheasann go leor daoine nach féidir ródú dronuilleach a dhéanamh. Taispeánann go leor torthaí tástála praiticiúla, áfach, nach dtáirgeann líne dronuilleach mórán IEA ná líne dhíreach. B’fhéidir go gcuireann feidhmíocht reatha na hionstraime agus leibhéal na tástála srian ar chruinneas na tástála, ach ar a laghad taispeánann sé go bhfuil radaíocht líne dronuilleach níos lú ná earráid tomhais na hionstraime féin. Go ginearálta, níl ailíniú dronuilleach chomh uafásach agus a d’fhéadfadh sé a bheith le feiceáil. Ar a laghad in iarratais faoi bhun GHz, ní léirítear beagnach aon éifeachtaí ar nós toilleas, machnamh, IEA, srl. I dtástálacha TDR. Ba cheart go ndíreodh innealtóir dearaidh PCB ardluais ar leagan amach, dearadh cumhachta / talún, dearadh sreangaithe, bréifneach, srl. Cé, ar ndóigh, nach bhfuil éifeachtaí líne dronuilleogach an-tromchúiseach, ach ní hé sin le rá gur féidir linn siúl ar líne Uillinn, is é aird a thabhairt ar mhionsonraí an cháilíocht riachtanach do gach dea-innealtóir, agus, le forbairt thapa a dhéanamh ar chiorcaid dhigiteacha. Leanfaidh innealtóirí PCB a phróiseálann minicíocht comhartha ag feabhsú freisin, go dtí níos mó ná réimse dearaidh 10 GHZ RF, Is féidir leis na huillinneacha beaga cearta seo a bheith ina bhfócas ar fhadhbanna ardluais.

2. Difríocht na

Úsáidtear Comhartha DifferenTIal go forleathan i ndearadh ciorcad ardluais. Is é an Comhartha is tábhachtaí i gciorcad ná dearadh Comhartha Difreálach. Conas a fheidhmíocht mhaith i ndearadh PCB a chinntiú? Agus an dá cheist seo san áireamh, bogfaimid ar aghaidh go dtí an chéad chuid eile dár bplé.

Cad is comhartha difreálach ann? I mBéarla simplí, seolann an tiománaí dhá chomhartha coibhéiseacha agus inbhéartacha, agus déanann an glacadóir comparáid idir an difríocht idir an dá voltas lena fháil amach an bhfuil an stát loighciúil “0” nó “1”. Tugtar sreanga difreálacha ar an péire sreanga a bhfuil comharthaí difreálacha orthu.

I gcomparáid le gnáth-ródú comhartha aonchríoch, tá na buntáistí is soiléire ag comhartha difreálach sna trí ghné seo a leanas:

A. Cumas láidir frith-chur isteach, toisc go bhfuil an cúpláil idir dhá líne dhifreálacha an-mhaith, nuair a bhíonn cur isteach torainn ann, tá siad beagnach cúpláilte le dhá líne ag an am céanna, agus níl cúram ar an nglacadóir ach faoin difríocht idir an dá chomhartha, ionas gur féidir an torann seachtrach mód coiteann a chealú go hiomlán.

B. Féadann sé IEA a chur faoi chois go héifeachtach. Ar an gcaoi chéanna, toisc go bhfuil dhá chomhartha de pholaraíocht os coinne, is féidir leis an réimse leictreamaighnéadach a radaítear leo a chéile a chealú. Níos dlúithe atá an cúpláil, is lú fuinneamh leictreamaighnéadach a scaoiltear chuig an domhan lasmuigh.

C. Tá an t-amchlár cruinn. Ós rud é go bhfuil an t-athrú lasctha ar chomharthaí difreálacha suite ag a dtrasnaíonn dhá chomhartha, murab ionann agus comharthaí coitianta aonchríoch a mheasann voltais tairsí ard agus íseal, is lú an tionchar a bhíonn ag próiseas agus teocht air, ar féidir leo earráidí uainiúcháin a laghdú agus atá níos oiriúnaí do chiorcaid a bhfuil comharthaí aimplitiúid íseal acu. Tagraíonn LVDS (diffrenTIalsignaling ísealvoltais) don teicneolaíocht comhartha difreálach aimplitiúid bheag seo.

Maidir le hinnealtóirí PCB, is é an t-ábhar imní is tábhachtaí ná a chinntiú gur féidir na buntáistí seo a bhaineann le ródú difreálach a úsáid go hiomlán sa ródú iarbhír. B’fhéidir chomh fada agus a bheidh sé i dteagmháil le Leagan Amach go dtuigfidh daoine na riachtanais ghinearálta a bhaineann le ródú difreálach, is é sin “fad comhionann, fad comhionann”. Is é isiméadrach a chinntiú go gcoinníonn an dá chomhartha difreálach polaraíocht os coinne i gcónaí, an chomhpháirt mód coitianta a laghdú; Is é isiméadrach den chuid is mó ná an impedance difreálach céanna a chinntiú, machnamh a laghdú. Uaireanta is é “chomh gar agus is féidir” ceann de na riachtanais maidir le ródú difreálach. Ach níl sé i gceist aon cheann de na rialacha seo a chur i bhfeidhm go meicniúil, agus is cosúil nach dtuigeann go leor innealtóirí nádúr na comharthaíochta difreálaí ardluais. Díríonn an méid seo a leanas ar roinnt botúin choitianta i ndearadh comhartha difreálach PCB.

Míthuiscint 1: Ní gá eitleán talún a bheith ag teastáil ó chomharthaí difreálacha mar chosán sreafa, nó ceapann siad go soláthraíonn línte difreálacha cosán sreafa dá chéile. Tá feiniméan an dromchla mearbhall ar chúis na míthuisceana seo, nó níl an mheicníocht tarchuir comhartha ardluais domhain go leor. Mar atá le feiceáil ó struchtúr an chríoch ghlactha in FIG. 1-8-15, tá sruthanna astaithe trasraitheoirí Q3 agus Q4 coibhéiseach agus os coinne, agus cealaíonn a sruth ag an acomhal a chéile go díreach (I1 = 0). Dá bhrí sin, tá an ciorcad difreálach neamhíogair le teilgeáin talún comhchosúla agus comharthaí torainn eile a d’fhéadfadh a bheith ann sa soláthar cumhachta agus san eitleán talún. Ní chiallaíonn cealú páirteach sreabhadh siar eitleáin talún nach nglacann an ciorcad difreálach an plána tagartha mar an cosán fillte comhartha. Déanta na fírinne, san anailís ar shreabhadh siar comhartha, tá meicníocht an ródaithe dhifreálaigh mar an gcéanna le meicníocht an ghnáth-ródaithe aon chríoch, eadhon, ard

Sreabhann an comhartha minicíochta siar i gcónaí feadh an chiorcaid leis an ionduchtas is lú. Is í an difríocht is mó sa mhéid is go bhfuil cúpláil go talamh ag an líne difríochta, ach go bhfuil cúpláil idir a chéile freisin. Is é an cúpláil láidir an príomhbhealach iar-shreabha.

I ndearadh ciorcad PCB, tá an cúpláil idir sreangú difreálach beag go ginearálta, de ghnáth níl ann ach 10 ~ 20% den chéim chúplála, agus tá an chuid is mó den chúpláil ar an talamh, agus mar sin tá príomhbhealach an tsreafa dhifreálaigh fós sa talamh. eitleán. I gcás neamhleanúnachais san eitleán áitiúil, soláthraíonn an cúpláil idir bealaí difreálacha an príomhbhealach iar-shreabha sa réigiún gan eitleán tagartha, mar a thaispeántar in FIG. 1-8-17. Cé nach bhfuil tionchar neamhleanúnachais an eitleáin tagartha ar shreangú difreálach chomh tromchúiseach le gnáth-shreangú aonchríche, laghdóidh sé fós cáilíocht na comhartha difreálaigh agus méadóidh sé IEA, ar cheart é a sheachaint a mhéid is féidir. Creideann roinnt dearthóirí gur féidir an plána tagartha den líne tarchuir dhifreálach a bhaint chun cuid den chomhartha mód coitianta i dtarchur difreálach a bhaint, ach go teoiriciúil níl an cur chuige seo inmhianaithe. Conas an impedance a rialú? Gan lúb impedance talún a sholáthar le haghaidh comhartha mód coitianta, tá radaíocht IEA faoi cheangal a bheith ina chúis, rud a dhéanann níos mó dochair ná maith.

Miotas 2: Tá sé níos tábhachtaí spásáil chomhionann a choinneáil ná fad na líne a mheaitseáil. Sa sreangú PCB iarbhír, is minic nach mbíonn sé in ann riachtanais an dearaidh dhifreálaigh a chomhlíonadh. Mar gheall ar dháileadh bioráin, poill, agus spás sreangaithe agus fachtóirí eile, is gá an cuspóir a bhaineann le meaitseáil fad líne a bhaint amach trí fhoirceannadh iomchuí, ach tá an toradh dosheachanta nach féidir cuid den phéire difríochta a bheith comhthreomhar, ag an am seo, conas Roghnaigh? Sula dtosaímid ar chonclúidí, déanaimis féachaint ar na torthaí insamhalta seo a leanas. Is féidir a fheiceáil ó na torthaí insamhalta thuas go dtagann tonnfhoirmeacha scéim 1 agus Scéim 2 le chéile beagnach, is é sin le rá, is beag an tionchar a bhíonn ag spásáil mhíchothrom, agus is mó i bhfad an tionchar a bhíonn ag mí-oiriúnú fad líne ar sheicheamh uainiúcháin (Scéim 3) . Ó thaobh na hanailíse teoiriciúla de, cé go mbeidh na hathruithe impedance difríochta mar thoradh ar an spásáil neamhréireach, ach toisc nach bhfuil an cúpláil idir an péire difríochta féin suntasach, mar sin tá raon na n-athruithe impedance an-bheag freisin, de ghnáth laistigh de 10%, ach coibhéis amháin. le frithchaitheamh de bharr poll, nach mbeidh tionchar suntasach aige ar tharchur comhartha. Nuair a bhíonn fad na líne mí-chomhoiriúnach, i dteannta le seicheamh ama a fhritháireamh, tugtar comhpháirteanna mód coitianta isteach sa chomhartha difreálach, rud a laghdaíonn cáilíocht na comhartha agus a mhéadaíonn IEA.

Is féidir a rá gurb é an riail is tábhachtaí i ndearadh sreangú difreálach PCB ná fad na líne a mheaitseáil, agus is féidir rialacha eile a láimhseáil go solúbtha de réir na gceanglas dearaidh agus na bhfeidhmchlár praiticiúil.

Míthuiscint a trí: sílim go gcaithfidh an líne difríochta a bheith ag brath go dlúth. Níl i gceist leis na línte difríochta a choinneáil gar dá chéile ach a gcúpláil a mhéadú, chun a ndíolúine ó thorann a fheabhsú agus chun leas a bhaint as polaraíocht contrártha an réimse mhaighnéadaigh chun cur isteach leictreamaighnéadach ón domhan lasmuigh a chealú. Cé go bhfuil an cur chuige seo an-fhabhrach i bhformhór na gcásanna, níl sé iomlán. Más féidir iad a chosaint go hiomlán ó chur isteach seachtrach, ansin ní gá dúinn cuspóir frith-chur isteach agus cosc ​​IEA a bhaint amach trí chúpláil láidir lena chéile níos mó. Conas a chinntiú go bhfuil aonrú agus sciath maith ag ródú difreálach? Ceann de na bealaí is bunúsaí is ea an fad idir na línte agus comharthaí eile a mhéadú. Laghdaíonn fuinneamh an réimse leictreamaighnéadaigh de réir ghaol cearnach an achair. Go ginearálta, nuair a bhíonn an fad idir na línte níos mó ná 4 oiread leithead na líne, bíonn an cur isteach eatarthu thar a bheith lag agus is féidir neamhaird a dhéanamh air go bunúsach. Ina theannta sin, is féidir leis an aonrú tríd an bplána talún éifeacht mhaith sciath a sholáthar. Is minic a úsáidtear an struchtúr seo i ndearaí PCB pacáistithe IC ardmhinicíochta (os cionn 10G), ar a dtugtar struchtúr CPW, chun rialú docht difreálach impedance (2Z0), FIG a chinntiú. 1-8-19.

Is féidir ródú difreálach a dhéanamh i sraitheanna comhartha éagsúla, ach de ghnáth ní mholtar é seo, toisc go bhféadfadh difríochtaí cosúil le impedance agus trí phoill i sraitheanna éagsúla an éifeacht tarchuir mód difreálach a scriosadh agus torann mód coitianta a thabhairt isteach. Ina theannta sin, mura ndéantar an dá shraith in aice láimhe a chúpláil go docht, laghdófar cumas ródú difreálach torann a sheasamh, ach ní fadhb í an chrosstalk má choinnítear spásáil cheart leis an ródú máguaird. Go minicíocht ghinearálta (faoi bhun GHz), ní bheidh EMI ina fhadhb thromchúiseach. Taispeánann turgnaimh gur shroich maolú fuinnimh radaíochta línte difreálacha a bhfuil achar 500Mils níos faide ná 3 mhéadar 60dB, ar leor é chun caighdeán radaíochta LEICTREAGNETIC FCC a chomhlíonadh. Dá bhrí sin, ní gá do dhearthóirí a bheith ró-bhuartha faoi neamh-chomhoiriúnacht leictreamaighnéadach de bharr cúpláil neamhleor línte difreálacha.

3. serpentine

Is minic a úsáidtear líne serpentine sa Leagan Amach. Is é a phríomhchuspóir an mhoill ama a choigeartú agus riachtanais dearadh uainiúcháin an chórais a chomhlíonadh. Ba cheart go dtuigfeadh dearthóirí ar dtús go scriosfaidh sreang serpentine cáilíocht na comharthaíochta, go n-athróidh sí moill tarchuir, agus gur cheart í a sheachaint agus iad ag sreangú. Mar sin féin, i ndearadh praiticiúil, chun go leor ama sealbhaithe comharthaí a chinntiú, nó chun an t-am fritháireamh idir an grúpa céanna comharthaí a laghdú, caithfear foirceannadh a dhéanamh d’aon ghnó.

Mar sin, cad a dhéanann an serpentine chun tarchur comhartha a dhéanamh? Cad ba cheart dom aird a thabhairt air agus mé ag siúl na líne? Is iad an dá pharaiméadar is criticiúla ná fad cúplála comhthreomhar (Lp) agus fad cúplála (S), mar a thaispeántar in FIG. 1-8-21. Ar ndóigh, nuair a tharchuirtear an comhartha i líne serpentine, beidh cúpláil idir deighleoga líne comhthreomhara i bhfoirm mód difríochta. Is é an S is lú, is é an Lp is mó, agus is mó a bheidh an chéim chúplála. D’fhéadfadh moilleanna tarchuir laghdaithe a bheith mar thoradh air seo agus laghdú suntasach ar cháilíocht na gcomharthaí mar gheall ar chrosstalk, mar a thuairiscítear i gcaibidil 3 chun anailís a dhéanamh ar chrosstalk mód coiteann agus mód difreálach.

Seo roinnt leideanna d’innealtóirí Leagan Amach agus iad ag déileáil le serpentines:

1. Déan iarracht an fad (S) den deighleog líne chomhthreomhar a mhéadú, atá níos mó ná 3H ar a laghad. Tagraíonn H don fhad ón líne comhartha go dtí an plána tagartha. Go ginearálta, tá sé chun cuar mór a thógáil. Chomh fada agus a bhíonn S mór go leor, is féidir an éifeacht cúplála a sheachaint beagnach go hiomlán.

2. Nuair a laghdaítear an fad cúplála Lp, sroichfidh an crosstalk a ghintear sáithiúlacht nuair a bheidh an mhoill Lp ag druidim nó níos mó ná an t-am ardú comhartha.

3. Tá an mhoill tarchuir comhartha de bharr na Líne cosúil le nathair de stiall-líne nó micrea-stiall Leabaithe níos lú ná an micrea-stiall. Teoiriciúil, ní dhéanann an líne ribín difear don ráta tarchuir mar gheall ar chrosstalk mód difreálach.

4. Maidir le línte ardluais agus comharthaíochta a bhfuil dianriachtanais acu maidir le huainiú, déan iarracht gan línte serpentine a shiúil, go háirithe i limistéar beag.

5. Is minic gur féidir an ródú serpentine ag aon Uillinn a ghlacadh. An struchtúr C in FIG. Is féidir le 1-8-20 an cúpláil idir a chéile a laghdú go héifeachtach.

6. I ndearadh PCB ardluais, níl aon chumas scagtha nó frith-chur isteach ag serpentine, agus ní féidir leis ach cáilíocht na comhartha a laghdú, mar sin ní úsáidtear é ach le haghaidh meaitseála uainiúcháin agus níl aon aidhm eile leis.

7. Uaireanta is féidir foirceannadh bíseach a mheas. Taispeánann insamhalta go bhfuil a éifeacht níos fearr ná gnáth-foirceannadh serpentine.