PCB tsim: zais ntxiab tom qab kab serpentine

Yuav kom nkag siab txog kab serpentine, cia peb tham txog PCB routing ua ntej. Lub tswv yim no tsis zoo li yuav tsum tau qhia. Puas yog tus kws kho vajtse kho vajtse ua haujlwm txuas txhua hnub? Txhua kab ntawm PCB yog kos tawm ib qho los ntawm ib tus kws kho vajtse. Yuav hais li cas? Qhov tseeb, txoj kev yooj yim no kuj muaj ntau cov ntsiab lus kev paub uas peb feem ntau tsis quav ntsej. Piv txwv li, lub tswvyim ntawm microstrip kab thiab stripline. Cias muab, cov kab microstrip yog cov kab uas khiav ntawm qhov chaw ntawm PCB lub rooj tsavxwm, thiab cov stripline yog cov kab uas khiav ntawm txheej txheej hauv PCB. Qhov txawv ntawm ob kab no yog dab tsi?

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Lub dav hlau siv ntawm cov kab microstrip yog lub dav hlau hauv av ntawm txheej sab hauv ntawm PCB, thiab lwm sab ntawm cov kab khiav tawm mus rau huab cua, uas ua rau lub dielectric tsis tu ncua nyob ib puag ncig cov kab tsis sib xws. Piv txwv li, lub dielectric qhov tsis tu ncua ntawm peb feem ntau siv FR4 substrate yog nyob ib ncig ntawm 4.2, lub dielectric tas li ntawm huab cua yog 1. Muaj cov dav hlau siv nyob rau ob sab sauv thiab sab qis ntawm kab sawb, tag nrho cov kab yog embedded rau hauv PCB substrate, thiab qhov dielectric tas li nyob ib ncig ntawm kab yog tib yam. Qhov no kuj ua rau TEM nthwv dej xa mus rau ntawm kab strip, thaum lub quasi-TEM nthwv dej yog kis ntawm kab microstrip. Vim li cas nws yog quasi-TEM nthwv dej? Qhov ntawd yog vim qhov tsis sib xws ntawm theem ntawm kev sib tshuam ntawm huab cua thiab PCB substrate. TEM wave yog dab tsi? Yog tias koj khawb tob txog qhov teeb meem no, koj yuav tsis tuaj yeem ua tiav hauv kaum thiab ib nrab lub hlis.

Ua ib zaj dab neeg ntev luv, txawm tias nws yog kab microstrip lossis stripline, lawv lub luag haujlwm tsis muaj dab tsi ntau tshaj li nqa cov teeb liab, txawm tias cov teeb liab digital lossis analog teeb liab. Cov teeb liab no tau kis nyob rau hauv daim ntawv ntawm electromagnetic nthwv dej ntawm ib kawg mus rau lwm qhov hauv kab. Vim nws yog nthwv dej, yuav tsum muaj ceev. Dab tsi yog qhov ceev ntawm lub teeb liab ntawm PCB kab? Raws li qhov sib txawv ntawm dielectric tas li, qhov ceev kuj txawv. Kev nthuav tawm ceev ntawm electromagnetic tsis nyob rau hauv cov huab cua yog qhov zoo-paub ceev ntawm lub teeb. Kev tshaj tawm tshaj tawm hauv lwm cov xov xwm yuav tsum suav nrog cov qauv hauv qab no:

V=C/Er0.5

Ntawm lawv, V yog qhov kev nthuav tawm ceev hauv nruab nrab, C yog qhov ceev ntawm lub teeb, thiab Er yog qhov dielectric qhov nruab nrab. Los ntawm cov qauv no, peb tuaj yeem yooj yim xam qhov kis ceev ntawm lub teeb liab ntawm PCB kab. Piv txwv li, peb tsuas yog coj cov dielectric qhov tsis tu ncua ntawm FR4 cov khoom siv hauv paus rau hauv cov qauv los xam nws, uas yog, kev sib kis ceev ntawm lub teeb liab hauv FR4 cov khoom siv hauv paus yog ib nrab ntawm qhov ceev ntawm lub teeb. Txawm li cas los xij, vim hais tias ib nrab ntawm cov kab microstrip taug qab nyob rau saum npoo yog nyob rau hauv cov huab cua thiab ib nrab ntawm cov substrate, lub dielectric tas li yuav raug txo me ntsis, yog li qhov kev sib kis ceev yuav nrawm dua li ntawm cov kab strip. Cov ntaub ntawv feem ntau siv cov ntaub ntawv pov thawj yog tias cov kab qeeb ntawm cov kab microstrip yog li 140ps / nti, thiab cov kab qeeb ntawm stripline yog li 166ps / nti.

Raws li kuv tau hais ua ntej, tsuas muaj ib lub hom phiaj, uas yog, lub teeb liab kis tau tus mob ntawm PCB yog ncua! Qhov ntawd yog hais tias, lub teeb liab tsis xa mus rau lwm tus pin los ntawm kev xaim hauv ib qho tam sim tom qab xa ib tus pin. Txawm hais tias lub teeb liab kis tau tus mob ceev heev, ntev li ntev raws li cov kab mob ntev txaus, nws tseem yuav cuam tshuam rau cov teeb liab kis tau tus mob. Piv txwv li, rau 1GHz teeb liab, lub sij hawm yog 1ns, thiab lub sij hawm ntawm lub nce los yog ntog ntug yog hais txog ib feem kaum ntawm lub sij hawm, ces nws yog 100ps. Yog tias qhov ntev ntawm peb cov kab ntau tshaj 1 nti (kwv yees li 2.54 cm), ces qhov kev ncua sij hawm yuav ntau dua li qhov nce siab. Yog tias cov kab mob siab tshaj 8 ntiv tes (kwv yees li 20 cm), ces qhov ncua sij hawm yuav yog tag nrho lub voj voog!

Nws hloov tawm tias PCB muaj qhov cuam tshuam loj heev, nws muaj ntau heev rau peb cov laug cam kom muaj ntau tshaj 1 nti kab. Qhov kev ncua puas yuav cuam tshuam rau kev ua haujlwm ntawm lub rooj tsavxwm? Saib ntawm qhov system tiag tiag, yog tias nws tsuas yog lub teeb liab thiab koj tsis xav tua lwm cov teeb liab, ces qhov kev ncua tsis zoo li yuav muaj txiaj ntsig. Txawm li cas los xij, nyob rau hauv high-ceev system, qhov ncua sij hawm no yuav siv tau tiag tiag. Piv txwv li, peb lub cim xeeb feem ntau txuas nrog hauv daim ntawv ntawm lub tsheb npav, nrog cov ntaub ntawv kab, kab chaw nyob, moos, thiab cov kab tswj. Ua tibzoo saib peb cov video interface. Tsis muaj teeb meem ntau npaum li cas yog HDMI lossis DVI, nws yuav muaj cov ntaub ntawv raws thiab moos raws. Los yog qee qhov kev cai tsheb npav, tag nrho cov uas yog synchronous kis ntawm cov ntaub ntawv thiab moos. Tom qab ntawd, nyob rau hauv qhov tseeb high-ceev system, cov moos teeb liab thiab cov ntaub ntawv qhia tau synchronously xa los ntawm lub ntsiab nti. Yog tias peb cov PCB kab tsim tsis zoo, qhov ntev ntawm lub moos teeb liab thiab cov ntaub ntawv teeb liab sib txawv heev. Nws yog ib qho yooj yim los ua qhov tsis ncaj ncees lawm qauv ntawm cov ntaub ntawv, thiab ces tag nrho cov system yuav tsis ua hauj lwm ib txwm.

Peb yuav ua li cas thiaj daws tau qhov teeb meem no? Lawm, peb yuav xav tias yog tias cov kab luv-ntev ntev ntev kom cov kab ntev ntawm tib pawg tib yam, ces qhov ncua sij hawm yuav zoo ib yam? Yuav ua li cas lengthen cov hlau? Mus ncig! Bingo! Nws tsis yooj yim thaum kawg rov qab mus rau qhov kev kawm. Qhov no yog lub luag haujlwm tseem ceeb ntawm txoj kab serpentine nyob rau hauv high-speed system. Winding, sib npaug ntev. Nws yog qhov yooj yim. Cov kab serpentine yog siv los cua qhov sib npaug ntev. Los ntawm kev kos cov kab serpentine, peb tuaj yeem ua rau tib pab pawg ntawm cov teeb liab muaj qhov ntev tib yam, yog li tom qab tau txais cov nti tau txais cov teeb liab, cov ntaub ntawv yuav tsis tshwm sim los ntawm qhov sib txawv qeeb ntawm PCB kab. Xaiv yuam kev. Cov kab serpentine yog tib yam li cov kab ntawm lwm cov PCB boards.

Lawv siv los txuas cov teeb liab, tab sis lawv ntev dua thiab tsis muaj. Yog li txoj kab serpentine tsis tob thiab tsis nyuaj heev. Txij li thaum nws zoo ib yam li lwm cov xov hlau, qee qhov kev siv cov kab hluav taws xob feem ntau kuj siv tau rau cov kab serpentine. Nyob rau tib lub sijhawm, vim muaj cov qauv tshwj xeeb ntawm cov kab serpentine, koj yuav tsum tau them sai sai rau nws thaum xaim. Piv txwv li, sim ua kom cov kab serpentine sib npaug rau ib leeg kom deb. Luv luv, uas yog, mus ncig ib qho kev khoov loj raws li cov lus hais mus, tsis txhob mus ntom ntom thiab me me dhau ntawm thaj chaw me.

Qhov no tag nrho yuav pab txo cov teeb liab cuam tshuam. Cov kab serpentine yuav muaj kev cuam tshuam tsis zoo rau lub teeb liab vim yog qhov nce ntxiv ntawm cov kab ntev, yog li ntev npaum li nws tuaj yeem ua tau raws li lub sijhawm xav tau hauv lub cev, tsis txhob siv nws. Qee tus engineers siv DDR los yog cov teeb liab siab ceev kom tag nrho cov pab pawg sib npaug ntev. Cov kab serpentine ya thoob plaws lub rooj tsavxwm. Nws zoo nkaus li tias qhov no yog kev xaim zoo dua. Qhov tseeb, qhov no yog tub nkeeg thiab tsis muaj lub luag haujlwm. Ntau qhov chaw uas tsis tas yuav raug mob yog qhov txhab, uas ua rau thaj tsam ntawm lub rooj tsavxwm, thiab kuj txo cov teeb liab zoo. Peb yuav tsum xam qhov ncua sij hawm rov qab raws li qhov xav tau ntawm lub teeb liab ceev, thiaj li txiav txim siab txoj cai ntawm lub rooj tsavxwm.

Ntxiv rau qhov ua haujlwm ntawm qhov sib npaug ntawm qhov ntev, ob peb lwm txoj haujlwm ntawm kab serpentine feem ntau tau hais hauv cov lus hauv Is Taws Nem, yog li kuv kuj tseem yuav tham luv luv txog ntawm no.

1. Ib lo lus uas kuv nquag pom yog lub luag hauj lwm ntawm impedance txuam. Cov lus no txawv txawv heev. Lub impedance ntawm PCB kab muaj feem xyuam rau txoj kab dav, qhov dielectric tas li, thiab qhov kev ncua deb ntawm lub dav hlau siv. Thaum twg nws muaj feem xyuam rau kab serpentine? Thaum twg cov duab ntawm tus kab mob cuam tshuam rau impedance? Kuv tsis paub tias lub hauv paus ntawm nqe lus no tuaj ntawm qhov twg.

2. Nws kuj tau hais tias nws yog lub luag haujlwm ntawm kev lim dej. Qhov kev ua haujlwm no tsis tuaj yeem hais tias tsis tuaj, tab sis yuav tsum tsis muaj kev lim dej hauv digital circuits lossis peb tsis tas yuav siv cov haujlwm no hauv digital circuits. Nyob rau hauv lub xov tooj cua zaus Circuit Court, serpentine kab tuaj yeem tsim ib qho LC Circuit Court. Yog tias nws muaj kev lim dej ntawm qee qhov teeb liab zaus, nws tseem yog yav dhau los.

3. Txais kav hlau txais xov. Qhov no tuaj yeem yog. Peb tuaj yeem pom qhov cuam tshuam no ntawm qee lub xov tooj ntawm tes lossis xov tooj cua. Qee cov kav hlau txais xov yog tsim nrog cov kab PCB.

4. Inductance. Qhov no tuaj yeem yog. Tag nrho cov kab ntawm PCB thawj zaug muaj cov kab mob parasitic inductance. Nws muaj peev xwm ua tau qee qhov PCB inductors.

5. Fuse. Cov nyhuv no ua rau kuv xav tsis thoob. Lub luv thiab nqaim serpentine hlau ua haujlwm li fuse li cas? Hlawv tawm thaum tam sim no siab? Lub Rooj Tswjhwm Saib tsis tau muab pov tseg, tus nqi ntawm cov fuse no siab dhau lawm, Kuv yeej tsis paub tias hom ntawv twg nws yuav siv rau hauv.

Los ntawm cov lus qhia saum toj no, peb tuaj yeem qhia meej tias hauv analog lossis xov tooj cua zaus circuits, serpentine kab muaj qee qhov haujlwm tshwj xeeb, uas yog txiav txim los ntawm cov yam ntxwv ntawm cov kab microstrip. Hauv kev tsim digital Circuit Court, cov kab serpentine yog siv rau qhov sib npaug ntev kom ua tiav lub sijhawm sib txuam. Tsis tas li ntawd, cov kab serpentine yuav cuam tshuam rau cov teeb liab zoo, yog li cov kev xav tau ntawm cov kab ke yuav tsum tau qhia meej hauv qhov system, qhov system redundancy yuav tsum raug xam raws li qhov xav tau tiag tiag, thiab cov kab serpentine yuav tsum tau siv ceev faj.