No ka hoʻomaopopo ʻana i ka laina serpentine, e kamaʻilio kākou PCB alahele mua. ʻAʻole pono e hoʻokomo ʻia kēia manaʻo. ʻAʻole anei e hana ka ʻenekinia ʻenehana i nā hana wili i kēlā me kēia lā? Hoʻopuka ʻia kēlā me kēia meheu ma ka PCB e ka ʻenekinia lako. He aha ka mea hiki ke olelo? ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ʻo kēia ala ala maʻalahi he nui nā wahi ʻike a mākou e haʻalele ʻole ai. No ka laʻana, ka manaʻo o ka laina microstrip a me ka stripline. Ma ka waiho wale ʻana, ʻo ka laina microstrip ke ʻano e holo ana ma luna o ka ʻili o ka papa PCB, a ʻo ka stripline ke ʻano e holo ana ma ka papa o loko o ka PCB. He aha ka ʻokoʻa ma waena o kēia mau laina ʻelua?

ʻO ka mokulele kuhikuhi o ka laina microstrip ka papa honua o ka ʻaoʻao o loko o ka PCB, a ʻo ka ʻaoʻao ʻē aʻe o ka trace e hōʻike ʻia i ka lewa, kahi e hoʻohālikelike ai ka dielectric mau a puni ka trace. No ka laʻana, ʻo ka dielectric mau o kā mākou substrate FR4 maʻamau ma kahi o 4.2, ʻo ka dielectric mau o ka ea he 1. Aia nā mokulele kuhikuhi ma nā ʻaoʻao ʻelua a me lalo o ka laina laina, ua hoʻokomo ʻia ke ʻano holoʻokoʻa i ka substrate PCB, a ua like ka dielectric mau a puni ka meheu. ʻO kēia ke kumu e hoʻouna ʻia ai ka nalu TEM ma ka laina strip, ʻoiai e hoʻouna ʻia ka nalu quasi-TEM ma ka laina microstrip. No ke aha he hawewe quasi-TEM? ʻO ia ma muli o ka like ʻole o ka pae ma ke kikowaena ma waena o ka ea a me ka PCB substrate. He aha ka hawewe TEM? Inā ʻoe e ʻeli hohonu i kēia pukana, ʻaʻole hiki iā ʻoe ke hoʻopau iā ia i loko o ʻumi mahina a me ka hapa.

No ka hoʻopōkole ʻana i kahi moʻolelo lōʻihi, inā he laina microstrip a he stripline paha, ʻo kā lākou kuleana he mea ʻē aʻe ma mua o ka lawe ʻana i nā hōʻailona, ​​​​inā he hōʻailona kikohoʻe a i ʻole nā ​​hōʻailona analog. Hoʻouna ʻia kēia mau hōʻailona ma ke ʻano o nā hawewe electromagnetic mai kekahi ʻaoʻao a i kekahi ma ka trace. No ka mea he nalu ia, pono e holo wikiwiki. He aha ka wikiwiki o ka hōʻailona ma ka PCB trace? E like me ka ʻokoʻa o ka dielectric mau, ʻokoʻa ka wikiwiki. ʻO ka wikiwiki o ka hoʻolaha ʻana o nā hawewe electromagnetic i ka lewa ʻo ia ka wikiwiki o ka māmā. Pono e helu ʻia ka wikiwiki o ka hoʻolaha ʻana i nā media ʻē aʻe e kēia ʻano:

V=C/Er0.5

Ma waena o lākou, ʻo V ka wikiwiki hoʻolaha ma ka waena, ʻo C ka wikiwiki o ka mālamalama, a ʻo Er ka mau dielectric o ka mea waena. Ma o kēia ʻano kumu, hiki iā mākou ke helu maʻalahi i ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona ma ka PCB trace. No ka laʻana, lawe wale mākou i ka paʻa dielectric o ka mea kumu FR4 i loko o ke ʻano e helu ai, ʻo ia hoʻi, ʻo ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona ma ka mea kumu FR4 he hapalua ka wikiwiki o ka māmā. Eia naʻe, no ka mea, ʻo ka hapalua o ka laina microstrip i ʻimi ʻia ma luna o ka ʻili ma ka lewa a ʻo ka hapalua ma ka substrate, e hoʻemi iki ka dielectric mau, no laila e ʻoi aku ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana ma mua o ka laina laina. ʻO ka ʻikepili maʻamau i hoʻohana ʻia ʻo ia ka lohi ʻana o ka laina microstrip ma kahi o 140ps/inihi, a ʻo ka lohi o ka stripline ma kahi o 166ps/inihi.

E like me kaʻu i ʻōlelo ai ma mua, hoʻokahi wale nō kumu, ʻo ia hoʻi, ua lohi ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona ma ka PCB! ʻO ia hoʻi, ʻaʻole i hoʻouna ʻia ka hōʻailona i kahi pine ʻē aʻe ma o ka uwila i ka manawa koke ma hope o ka hoʻouna ʻia ʻana o hoʻokahi pine. ʻOiai ʻo ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona he wikiwiki loa, inā lōʻihi ka lōʻihi o ka loaʻa ʻana o ka hōʻailona, ​​e hoʻopilikia mau ia i ka lawe ʻana i ka hōʻailona. No ka laʻana, no ka hōʻailona 1GHz, ʻo 1ns ka manawa, a ʻo ka manawa o ka piʻi ʻana a i ʻole ka hāʻule ʻana o ka ʻaoʻao ma kahi o hoʻokahi hapaʻumi o ka manawa, a laila ʻo 100ps. Inā ʻoi aku ka lōʻihi o kā mākou huakaʻi ma mua o 1 iniha (ma kahi o 2.54 knm), a laila ʻoi aku ka lōʻihi o ka hoʻouna ʻana ma mua o ka piʻi ʻana. Inā ʻoi aku ka lōʻihi ma mua o 8 ʻīniha (ma kahi o 20 cm), a laila ʻo ka lohi ka holo holoʻokoʻa!

He mea nui ka hopena o ka PCB, he mea maʻamau ka loaʻa ʻana o kā mākou papa ma mua o ka 1inch traces. E pili ana ka lohi i ka hana maʻamau o ka papa? Ke nānā nei i ka ʻōnaehana maoli, inā he hōʻailona wale nō a ʻaʻole makemake ʻoe e hoʻopau i nā hōʻailona ʻē aʻe, a laila ʻaʻohe hopena o ka lohi. Eia nō naʻe, ma kahi ʻōnaehana wikiwiki loa, e hoʻokō maoli ʻia kēia lohi. No ka laʻana, hoʻohui ʻia kā mākou mau mea hoʻomanaʻo maʻamau ma ke ʻano o kahi kaʻa, me nā laina ʻikepili, nā laina helu helu, nā wati, a me nā laina mana. E nānā i kā mākou wikiō wikiō. ʻAʻole pili i ka nui o nā kaha HDMI a i ʻole DVI, e loaʻa iā ia nā kahawai ʻikepili a me nā kaha uaki. A i ʻole kekahi mau kaʻa kaʻa kaʻa, ʻo ia mau mea āpau i ka hoʻouna ʻana i ka ʻikepili a me ka uaki. A laila, i loko o kahi ʻōnaehana kiʻekiʻe maoli, ua hoʻouna ʻia kēia mau hōʻailona uaki a me nā hōʻailona ʻikepili mai ka chip nui. Inā ʻilihune kā mākou PCB trace design, ʻokoʻa loa ka lōʻihi o ka hōʻailona uaki a me ka hōʻailona ʻikepili. He mea maʻalahi ka hana hewa ʻana o ka ʻikepili, a laila ʻaʻole e hana maʻamau ka ʻōnaehana holoʻokoʻa.

He aha kā mākou e hana ai e hoʻoponopono i kēia pilikia? Ma keʻano maʻamau, manaʻo mākou inā e hoʻolōʻihi ʻia nā meheu pōkole i like ka lōʻihi o ka pūʻulu like, a laila e like ka lohi? Pehea e hooloihi ai i ka uwea? E hele a puni! Bingo! ʻAʻole maʻalahi ka hoʻi hope i ke kumuhana. ʻO kēia ka hana nui o ka laina serpentine i ka ʻōnaehana kiʻekiʻe. Ka makani, ka lōʻihi like. He maʻalahi kēlā. Hoʻohana ʻia ka laina nahesa e makani i ka lōʻihi like. Ma ke kahakiʻi ʻana i ka laina serpentine, hiki iā mākou ke hana i ka hui like o nā hōʻailona i like ka lōʻihi, no laila ma hope o ka loaʻa ʻana o ka chip i ka hōʻailona, ​​ʻaʻole e hoʻokumu ʻia ka ʻikepili e nā lohi like ʻole ma ka ʻaoʻao PCB. Ua koho hewa. Ua like ka laina serpentine me nā meheu ma nā papa PCB ʻē aʻe.

Hoʻohana ʻia lākou e hoʻohui i nā hōʻailona, ​​akā lōʻihi lākou a ʻaʻole loaʻa. No laila ʻaʻole hohonu ka laina serpentine a ʻaʻole paʻakikī loa. No ka mea ua like ia me nā uea ʻē aʻe, pili kekahi mau lula wili i hoʻohana mau ʻia i nā laina serpentine. I ka manawa like, ma muli o ke ʻano kūikawā o nā laina serpentine, pono ʻoe e hoʻolohe iā ia i ka wā e hoʻopili ai. No ka laʻana, e hoʻāʻo e hoʻopaʻa i nā laina serpentine e like me kekahi i kekahi. ʻO ka pōkole, ʻo ia hoʻi, e hele a puni i kahi piko nui e like me ka ʻōlelo ʻana, mai hele ʻoi aku ka paʻa a liʻiliʻi ma kahi liʻiliʻi.

Kōkua kēia mau mea a pau i ka hōʻemi ʻana i ka hōʻailona keakea. ʻO ka laina serpentine ka hopena maikaʻi ʻole i ka hōʻailona ma muli o ka hoʻonui ʻana o ka lōʻihi o ka laina, no laila hiki iā ia ke hoʻokō i nā koi manawa i ka ʻōnaehana, mai hoʻohana. Hoʻohana kekahi poʻe ʻenekinia i nā hōʻailona DDR a i ʻole kiʻekiʻe-wikiwiki e hana i ka lōʻihi o ka hui holoʻokoʻa. Lele nā ​​laina serpentine ma luna o ka papa. Me he mea lā ʻoi aku ka maikaʻi o kēia wili. ʻOiaʻiʻo, he palaualelo kēia a me ke kuleana ʻole. ʻO nā wahi he nui ʻaʻole pono e hōʻeha ʻia e ʻeha, e hoʻopau i ka ʻāpana o ka papa, a e hōʻemi hoʻi i ka maikaʻi o ka hōʻailona. Pono mākou e helu i ka redundancy lohi e like me nā koi wikiwiki o ka hōʻailona, ​​​​i mea e hoʻoholo ai i nā lula wiring o ka papa.

Ma waho aʻe o ka hana o ka lōʻihi like, ua ʻōlelo pinepine ʻia nā hana ʻē aʻe o ka laina serpentine i nā ʻatikala ma ka Pūnaewele, no laila e kamaʻilio pōkole wau e pili ana iā ia ma aneʻi.

1. ʻO kekahi o nā huaʻōlelo aʻu i ʻike pinepine ai ʻo ia ke kuleana o ka hoʻohālikelike impedance. He mea ʻē loa kēia ʻōlelo. ʻO ka impedance o ka PCB trace pili i ka laulā laina, ka dielectric mau, a me ka mamao o ka mokulele kuhikuhi. I ka manawa hea e pili ai i ka laina nahesa? I ka manawa hea e pili ai ke ʻano o ka trace i ka impedance? ʻAʻole maopopo iaʻu mai hea mai ke kumu o kēia ʻōlelo.

2. ʻōlelo ʻia hoʻi ʻo ia ke kuleana o ke kānana. ʻAʻole hiki ke ʻōlelo ʻia ʻaʻole i loaʻa kēia hana, akā ʻaʻohe hana kānana i nā kaapuni kikohoʻe a ʻaʻole pono mākou e hoʻohana i kēia hana i nā kaapuni kikohoʻe. I ke kaapuni alapine lekiō, hiki i ka serpentine trace ke hana i kahi kaapuni LC. Inā loaʻa iā ia kahi hopena kānana ma kekahi hōʻailona alapine, ʻo ia ka mea i hala.

3. Loaʻa i ka antenna. Hiki kēia. Hiki iā mākou ke ʻike i kēia hopena ma kekahi mau kelepona paʻalima a i ʻole lekiō. Hana ʻia kekahi mau antenna me nā traces PCB.

4. Inductance. Hiki kēia. Loaʻa nā ʻāpana āpau ma ka PCB i ka inductance parasitic. Hiki ke hana i kekahi mau inductors PCB.

5. Fuse. Hoʻopilikia kēia hopena iaʻu. Pehea ka uwea nahesa pokole a ololi e like me ka fuse? Puhi ʻia ke kiʻekiʻe o ke au? ʻAʻole ʻoki ʻia ka papa, kiʻekiʻe loa ke kumukūʻai o kēia fuse, ʻaʻole maopopo iaʻu ke ʻano o ka noi e hoʻohana ai.

Ma o ka hoʻolauna ʻana ma luna nei, hiki iā mākou ke wehewehe i ka analog a i ʻole ka radio frequency circuits, nā laina serpentine kekahi mau hana kūikawā, i hoʻoholo ʻia e nā ʻano o nā laina microstrip. I ka hoʻolālā kaapuni kikohoʻe, hoʻohana ʻia ka laina serpentine no ka lōʻihi like e hoʻokō i ka hoʻohālikelike manawa. Eia kekahi, e hoʻopili ka laina serpentine i ka maikaʻi o ka hōʻailona, ​​no laila pono e wehewehe ʻia nā koi o ka ʻōnaehana i ka ʻōnaehana, pono e helu ʻia ka redundancy ʻōnaehana e like me nā koi maoli, a pono e hoʻohana ʻia ka laina serpentine me ka akahele.