PCB konsepsyon: pyèj kache dèyè liy lan serpentine

Pou konprann liy sèpan an, ann pale sou Pkb routage an premye. Konsèp sa a sanble pa bezwen prezante. Èske enjenyè pyès ki nan konpitè pa fè travay fil elektrik chak jou? Chak tras sou PCB a trase youn pa youn pa enjenyè pyès ki nan konpitè. Ki sa ki ka di? An reyalite, wout senp sa a gen ladan tou yon anpil nan pwen konesans ke nou anjeneral inyore. Pou egzanp, konsèp nan liy microstrip ak stripline. Senpleman mete, liy mikrostrip la se tras la ki kouri sou sifas tablo PCB la, ak stripline la se tras ki kouri sou kouch enteryè PCB la. Ki diferans ki genyen ant de liy sa yo?

ipcb

Plan referans liy microstrip la se plan tè a nan kouch enteryè PCB a, epi lòt bò tras la ekspoze a lè a, sa ki lakòz konstan dyelèktrik alantou tras la enkonsistan. Pou egzanp, konstan dyelèktrik nan substra FR4 souvan itilize nou an se alantou 4.2, konstan dyelèktrik nan lè a se 1. Gen avyon referans sou tou de bò anwo ak pi ba nan liy lan teren, tras la tout antye entegre nan substra PCB la, ak konstan dielectric alantou tras la se menm bagay la. Sa lakòz tou vag TEM yo transmèt sou liy teren an, pandan y ap vag kazi-TEM transmèt sou liy microstrip la. Poukisa se yon vag quasi-TEM? Sa a se akòz dezakò nan faz nan koòdone ki genyen ant lè a ak substra PCB la. Ki sa ki vag TEM? Si ou fouye pi fon sou pwoblèm sa a, ou p’ap ka fini li nan dis mwa edmi.

Pou fè yon istwa long kout, si li se yon liy microstrip oswa yon stripline, wòl yo pa gen anyen plis pase pote siyal, si siyal dijital oswa siyal analòg. Siyal sa yo transmèt nan fòm lan nan vag elektwomayetik soti nan yon bout nan lòt la nan tras la. Depi li se yon vag, dwe gen vitès. Ki vitès siyal la sou tras PCB la? Dapre diferans lan nan konstan dyelèktrik, vitès la diferan tou. Vitès pwopagasyon vag elektwomayetik nan lè a se vitès limyè ki byen koni. Vitès pwopagasyon nan lòt medya yo dwe kalkile pa fòmil sa a:

V=C/Er0.5

Pami yo, V se vitès pwopagasyon nan mwayen an, C se vitès limyè a, ak Er se konstan dyelèktrik mwayen an. Atravè fòmil sa a, nou ka fasilman kalkile vitès transmisyon siyal la sou tras PCB la. Pou egzanp, nou tou senpleman pran konstan dielectric nan materyèl la baz FR4 nan fòmil la kalkile li, se sa ki, vitès la transmisyon nan siyal la nan materyèl la baz FR4 se mwatye vitès la nan limyè. Sepandan, paske mwatye nan liy microstrip trase sou sifas la se nan lè a ak mwatye nan substra a, konstan dielectric la pral yon ti kras redwi, kidonk vitès transmisyon an pral yon ti kras pi vit pase sa yo ki nan liy lan teren. Done anpirik yo souvan itilize se ke reta nan tras liy mikrostrip la se sou 140ps / pous, ak reta nan tras nan stripline la se sou 166ps / pous.

Kòm mwen te di anvan, gen yon sèl objektif, se sa ki, transmisyon siyal la sou PCB an reta! Sa vle di, siyal la pa transmèt nan lòt PIN nan fil elektrik la nan yon moman apre yo fin voye yon PIN. Malgre ke vitès transmisyon siyal la trè vit, osi lontan ke longè tras la ase lontan, li ap toujou afekte transmisyon siyal la. Pou egzanp, pou yon siyal 1GHz, peryòd la se 1ns, ak tan an nan k ap monte oswa k ap tonbe a se apeprè yon dizyèm nan peryòd la, Lè sa a, li se 100ps. Si longè tras nou an depase 1 pous (apeprè 2.54 cm), Lè sa a, reta transmisyon an pral plis pase yon kwen k ap monte. Si tras la depase 8 pous (apeprè 20 cm), Lè sa a, reta a pral yon sik konplè!

Li sanble ke PCB gen yon gwo enpak konsa, li trè komen pou tablo nou yo gen plis pase 1 pous tras. Èske reta a pral afekte operasyon nòmal tablo a? Gade nan sistèm aktyèl la, si li se jis yon siyal epi ou pa vle fèmen lòt siyal, Lè sa a, reta a pa sanble gen okenn efè. Sepandan, nan yon sistèm gwo vitès, reta sa a pral aktyèlman pran efè. Pou egzanp, patikil memwa komen nou yo konekte nan fòm yon otobis, ak liy done, liy adrès, revèy, ak liy kontwòl. Gade koòdone videyo nou an. Kèlkeswa kantite chanèl yo HDMI oswa DVI, li pral genyen chanèl done ak chanèl revèy. Oswa kèk pwotokòl otobis, yo tout se synchrone transmisyon done ak revèy. Lè sa a, nan yon sistèm aktyèl gwo vitès, siyal revèy sa yo ak siyal done yo voye synchrone soti nan chip prensipal la. Si konsepsyon trase PCB nou an pòv, longè siyal revèy la ak siyal done yo trè diferan. Li fasil pou lakòz move echantiyon done, ak Lè sa a, tout sistèm nan pa pral travay nòmalman.

Kisa nou ta dwe fè pou rezoud pwoblèm sa a? Natirèlman, nou ta panse ke si tras yo kout longè yo alonje pou ke longè tras yo nan menm gwoup la se menm bagay la, Lè sa a, reta a pral menm? Ki jan yo lonje fil elektrik la? Ale alantou! Bingo! Li pa fasil pou finalman retounen sou sijè a. Sa a se fonksyon prensipal la nan liy lan serpentine nan sistèm nan gwo vitès. Liquidation, longè egal. Li senp konsa. Se liy serpentine a itilize pou van longè egal a. Lè nou trase liy serpentine a, nou ka fè menm gwoup siyal yo gen menm longè, se konsa ke apre chip k ap resevwa a resevwa siyal la, done yo pa pral koze pa reta yo diferan sou tras PCB la. Move chwazi. Liy serpentine a se menm jan ak tras yo sou lòt tablo PCB.

Yo itilize yo konekte siyal yo, men yo pi long epi yo pa genyen li. Se konsa, liy lan serpentine se pa gwo twou san fon epi li pa twò konplike. Depi li se menm jan ak lòt fil elektrik, kèk règ fil elektrik souvan itilize yo aplikab tou nan liy serpentine. An menm tan an, akòz estrikti espesyal nan liy serpentine, ou ta dwe peye atansyon sou li lè fil elektrik. Pou egzanp, eseye kenbe liy sèpan yo paralèl youn ak lòt pi lwen. Pi kout, sa vle di, ale nan yon viraj gwo kòm di a di, pa ale twò dans ak twò piti nan yon ti zòn.

Tout sa a ede diminye entèferans siyal. Liy serpentine a pral gen yon move enfliyans sou siyal la akòz ogmantasyon atifisyèl longè liy lan, se konsa osi lontan ke li ka satisfè kondisyon yo distribisyon nan sistèm nan, pa sèvi ak li. Gen kèk enjenyè ki itilize DDR oswa siyal gwo vitès pou fè tout gwoup la egal longè. Liy sèpan yo vole sou tout tablo a. Li sanble ke sa a se pi bon fil elektrik. An reyalite, sa a se parese ak irèsponsab. Anpil kote ki pa bezwen blese yo blese, ki gaspiye zòn nan nan tablo a, epi tou li diminye bon jan kalite a siyal. Nou ta dwe kalkile redondance reta selon kondisyon aktyèl vitès siyal yo, konsa tankou detèmine règ fil elektrik tablo a.

Anplis de fonksyon egal-ego, plizyè lòt fonksyon nan liy serpentine yo souvan mansyone nan atik sou entènèt la, kidonk mwen pral tou yon ti tan pale sou li isit la.

1. Youn nan mo yo ke mwen souvan wè se wòl nan matche enpedans. Deklarasyon sa a trè etranj. Enpedans tras PCB a gen rapò ak lajè liy lan, konstan dyelèktrik la, ak distans avyon referans lan. Ki lè li gen rapò ak liy serpentine a? Ki lè fòm tras la afekte enpedans la? Mwen pa konnen ki kote sous deklarasyon sa a soti.

2. li tou te di ke li se wòl filtrage. Fonksyon sa a pa ka di absan, men pa ta dwe gen okenn fonksyon filtraj nan sikui dijital oswa nou pa bezwen sèvi ak fonksyon sa a nan sikui dijital. Nan kous la frekans radyo, tras la serpentine ka fòme yon kous LC. Si li gen yon efè filtraj sou yon siyal frekans sèten, li se toujou sot pase a.

3. Resevwa antèn. Sa a kapab. Nou ka wè efè sa a sou kèk telefòn mobil oswa radyo. Gen kèk antèn ki fèt ak tras PCB.

4. Inductance. Sa a kapab. Tout tras sou PCB a orijinèlman gen enduktans parazit. Li se possible fè kèk induktè PCB.

5. Fusible. Efè sa a fè m sezi. Ki jan fil sèpan kout ak etwat fonksyone kòm yon fuse? Boule lè kouran an wo? Komisyon Konsèy la pa abandone, pri a nan fuse sa a twò wo, mwen reyèlman pa konnen ki kalite aplikasyon li pral itilize nan.

Atravè entwodiksyon ki pi wo a, nou ka klarifye ke nan sikui frekans analòg oswa radyo, liy serpentine gen kèk fonksyon espesyal, ki detèmine pa karakteristik sa yo nan liy microstrip. Nan konsepsyon sikwi dijital, liy serpentine a itilize pou longè egal pou reyalize matche distribisyon. Anplis de sa, liy serpentine a pral afekte bon jan kalite siyal la, kidonk kondisyon sistèm yo ta dwe klarifye nan sistèm lan, redondance sistèm lan ta dwe kalkile selon kondisyon aktyèl yo, epi liy serpentine yo ta dwe itilize ak prekosyon.