Kulekele cabling PCB

ʻO ke kau ʻana kekahi o nā mākau hana maʻamau o Hoʻolālā PCB ʻenekinia. E hoʻopili pono ka maikaʻi o nā pilina i ka hana o ka ʻōnaehana holoʻokoʻa, ʻo ka hapa nui o ke kumumanaʻo hoʻolālā wikiwiki e ʻike ʻia a hōʻoia ʻia e Layout, no laila hiki ke ʻike ʻia he mea koʻikoʻi ka pilina i ka hoʻolālā PCB wikiwiki. E nānā ka mea aʻe i ka pilina pono e hālāwai paha me kekahi mau hanana, ka hoʻopili ʻana i kona noʻonoʻo pono ʻana, a hāʻawi i kekahi hoʻolālā hoʻolālā ʻoi aku ka maikaʻi. ʻO ka mea nui mai ka laina Angle kūpono, laina ʻokoʻa, lālani nahesa a pēlā ʻekolu mau ʻaoʻao e wehewehe.

ipcb

1. Laina hele huinahā lōʻihi

Pono pono nā uila kihi ʻākau e hōʻalo i ke kūlana o ka hoʻopili PCB, a ua aneane lilo i hoʻokahi o nā kūlana e ana i ka maikaʻi o nā uea, no laila pehea ka hopena o ka hoʻopili ʻana o ka uea ʻākau i ka lawe ʻana o ka hōʻailona? I ke kumu, e hoʻololi nā uea ʻākau i ka laulā laina o ka laina hoʻoili, e hopena ai i ka impedance discontinuity. I ka ʻoiaʻiʻo, ʻaʻole wale ka pololei o ka laina Angle, ton Angle, a ʻo ka laina Angle huakū ka mea e hoʻololi ai i ka impedance.

Hoʻohālikelike ʻia ka hopena o ka hoʻopili kihi ʻākau i ka hōʻailona ma nā ʻaoʻao ʻekolu: ʻo ka mua, hiki i ke kihi ke like me ka ukana capacitive ma ka laina hoʻoili, e hoʻolohi ana i ka manawa piʻi; ʻO ka lua, ʻo ka noho impedance ka mea e hoʻohālikelike ai i ka hōʻailona; ʻO ke kolu, EMI i hoʻokumu ʻia e ka piko Angle kūpono.

ʻO ka capacitance parasite i hoʻokumu ʻia e ka Angle ʻākau o ka laina hoʻoili hiki ke helu ʻia e ke ʻano empirical aʻe:

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

I ke kaʻina i luna aʻe, pili ʻo C i ka capacitance like ma ke kihi (pF), W e pili ana i ka laula o ka laina (iniha), ε R e pili ana i ka dielectric mau o ka waena, a ʻo Z0 ke ʻano impedance o ka lawe lālani. ʻO kahi laʻana, no kahi laina hoʻoili 4Mils 50 ohm (4.3r 0.0101), ʻo ka capacitance o kahi Angle ʻākau e pili ana iā XNUMXpF, a hiki ke koho ʻia ka hoʻololi manawa piʻi:

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

Hiki ke ʻike ʻia mai ka helu ʻana i ka hopena capacitance i lawe ʻia mai e nā kihi ʻākau he mea liʻiliʻi loa.

Ke piʻi nei ka laulā laina o ka laina kihi ʻākau, e emi ka impedance ma kēia kiko, no laila e loaʻa ana kekahi hiʻohiʻona hiʻohiʻona hiʻohiʻona. Hiki iā mākou ke helu i ka impedance like ma hope o ka piʻi ʻana o ka laulā laina e like me ka hoʻopili helu helu impedance i ʻōlelo ʻia i ka ʻāpana o nā laina hoʻoili, a laila helu i ka coefficient aniani e like me ka mana empirical. (= Zs-Z0) / (Zs + Z0) Eia kekahi, e like me ka mea i ʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo, hoʻololi ka laina impedance laina i ka palena iki ma loko o ka lōʻihi o ka laina W / 2, a laila hoʻihoʻi i ka impedance maʻamau ma hope o ka manawa W / 2. ʻO ka manawa no ka loli impedance holoʻokoʻa he pōkole loa ia, ma waena o 10ps. ʻO kēlā hoʻololi wikiwiki a liʻiliʻi e ʻaneʻane hōʻino ʻia no ka lawe ʻana o ka hōʻailona laulā.

Hoʻomaopopo ka poʻe he nui i ka hoʻokele ʻana i ka ʻaoʻao ʻākau, me ka manaʻo he maʻalahi ka piko e hoʻokuʻu a loaʻa paha i nā nalu electromagnetic a hana iā EMI, a ua lilo ia i hoʻokahi o nā kumu i manaʻo ai ka poʻe he nui ʻaʻole hiki ke hoʻokau ʻia ka ʻaoʻao ʻākau. Eia nō naʻe, nui nā hopena hoʻokolohua kūpono e hōʻike nei ʻaʻole hana ka laina kihi ʻākau i ka nui EMI ma mua o ka laina pololei. Maliʻa paha ka hana o nā mea kani o kēia manawa a me ka pae hoʻokolohua e kaohi i ka pololei o ka hoʻāʻo, akā ma ka liʻiliʻi hōʻike ia i ka radiation o ka laina kihi ʻākau ma mua o ke kuhi hewa o ka mea ponoʻī ponoʻī. Ma ke ʻano laulā, ʻaʻole weliweli ka hoʻopili kihi ʻākau e like paha me he mea lā. ʻO ka liʻiliʻi ma nā noi ma lalo o GHz, nā hopena e like me ka capacitance, noʻonoʻo, EMI, a me nā mea ʻē aʻe ʻaʻole ʻike ʻia i nā hoʻokolohua TDR. Pono ka ʻenekinia hoʻolālā o PCB wikiwiki wikiwiki e nānā i ka hoʻolālā, ka mana / hoʻolālā honua, hoʻolālā uila, perforation, etc. ʻOiai, ʻo ka hopena, ʻaʻole koʻikoʻi loa nā hopena o ka laina huinahā lōʻihi, akā ʻaʻole ia e ʻōlelo e hiki iā mākou ke hele wāwae pololei i ka laina Angle, ʻo ka nānā ʻana i ke kikoʻī ka pono kūpono no kēlā me kēia ʻenekini maikaʻi, a, me ka hoʻomohala wikiwiki ʻana o nā kaila uila , E hoʻomau ka hoʻomaikaʻi ʻana o nā ʻenekini PCB i ka pinepine o ka hōʻailona, ​​i ʻoi aku ma mua o 10 GHZ RF hoʻolālā kahua, Hiki i kēia mau ʻaoʻao ʻākau liʻiliʻi ke lilo i mea nui o nā pilikia wikiwiki.

2. ʻOkoʻa o

Hoʻohana ākea ʻo DifferenTIal Signal i ka hoʻolālā kaapuni wikiwiki. ʻO ka hōʻailona nui loa i ka pōʻaiapuni ka hoʻolālā DifferenTIal Signal. Pehea e hōʻoia ai i kāna hana maikaʻi i ka hoʻolālā PCB? Me kēia mau nīnau ʻelua i loko o ka noʻonoʻo, neʻe mākou i ka ʻaoʻao aʻe o kā mākou kūkā kamaʻilio.

He aha ka hōʻailona hōʻailona? I ka ʻōlelo Pelekania maʻamau, hoʻouna ka mea kalaiwa i ʻelua mau hōʻailona kaulike a hoʻololi, a hoʻohālikelike ka mea loaʻa i ka ʻokoʻa ma waena o nā anakuhi ʻelua e hoʻoholo inā ʻo “0” a i ʻole “1” ke kūlana kūpono. Kapa ʻia nā paʻa o nā kaula e hāpai ana i nā hōʻailona ʻokoʻa.

Hoʻohālikelike ʻia me ka maʻamau o ka hoʻoneʻe hōʻailona hoʻokahi wale nō, loaʻa i nā hōʻailona hoʻokaʻawale nā ​​pōmaikaʻi maopopo loa i nā ʻano ʻekolu aʻe:

H. Hiki ke kūpale kūpikipiki ikaika, no ka mea, maikaʻi loa ka hoʻopili ʻana ma waena o nā laina ʻokoʻa ʻelua, ke loaʻa ke kani ʻana o ka walaʻau, kokoke pili lākou i nā laina ʻelua i ka manawa like, a mālama wale ka mea loaʻa i ka ʻokoʻa ma waena o nā hōʻailona ʻelua. no laila hiki ke hoʻopau loa i ka walaʻau maʻamau maʻamau.

B. Hiki iā ia ke kāohi pono iā EMI. Pēlā nō, no ka mea ʻelua mau hōʻailona o ka polarity kūwaho, hiki i ka māla electromagnetic i pā ʻia e lākou ke hoʻopau kekahi i kekahi. ʻO ke kokoke loa o ka hoʻopili ʻana, ʻo ka liʻiliʻi o ka ikehu electromagnetic i hoʻokuʻu ʻia i ka honua i waho.

C. Pololei ka hoʻonohonoho ʻana i ka manawa. Ma muli o ka hoʻololi ʻana o ka hoʻololi ʻana o nā hōʻailona ʻokoʻa aia ma ke kuʻina o nā hōʻailona ʻelua, ʻaʻole like me nā hōʻailona kū hoʻokahi i hoʻokolokolo ʻia e nā uila kiʻekiʻe a haʻahaʻa hoʻi, ʻaʻole e hoʻopili ʻia e ke kaʻina hana a me ka mahana, hiki ke hōʻemi i nā hemahema o ka manawa a ʻoi aku ka kūpono. no nā kaapuni me nā hōʻailona amplitude haʻahaʻa. LVDS (low voltage volt

No nā ʻenekini PCB, ʻo ka mea nui e hopohopo nei pehea e hōʻoia ai i kēia mau keu o ka hoʻoliʻiliʻi hoʻoliʻiliʻi hiki ke hoʻohana piha ʻia i ka hoʻokele maoli. ʻOiai paha e pili ana me ka Layout e hoʻomaopopo ka poʻe Layout i nā koi āpau o ka hoʻokele hoʻokaʻawale ʻana, ʻo ia ka “lōʻihi like, ka lōʻihi like”. Isometric e hōʻoia i ka mālama mau o nā hōʻailona ʻokoʻa ʻelua i ka polarity ʻē aʻe, e hoʻēmi i ka ʻāpana ʻano maʻamau; ʻO Isometric ka mea nui e hōʻoia i ka impedance ʻokoʻa like, hoʻemi i ka noʻonoʻo. “Ma kahi kokoke loa” i kekahi manawa kekahi o nā koi no ka hoʻokele hoʻokaʻawale ʻana. Akā ʻaʻohe o kēia mau lula e pono e hoʻopili ʻia me ka mīkini, a ʻaʻole maopopo i nā ʻenekini he nui i ke ʻano o ka hōʻailona wikiwiki ʻokoʻa kiʻekiʻe. Ke nānā nei ka mea aʻe ma luna o kekahi mau hewa maʻamau i ka hoʻolālā ʻōuli PCB.

Kuhihewa 1: ʻAʻole pono nā hōʻailona ʻokoʻa i ka mokulele honua e like me ke ala hoʻi hope, a i ʻole manaʻo i nā laina ʻokoʻa i ke ala hoʻi hope i kekahi i kekahi. Huikau ke kumu o kēia kuhi hewa ʻana e ka hanana o luna, a i ʻole ʻaʻole lawa ka ʻano o ka lawe ʻana o ka hōʻailona wikiwiki. E like me ka mea i ʻike ʻia mai ka hanana o ka hopena loaʻa i FIG. 1-8-15, nā kahe emitter o nā transistors Q3 a me Q4 like a kūlike hoʻi, a me ko lākou kū i ke kuʻina e hoʻopau loa i kekahi i kekahi (I1 = 0). No laila, noʻonoʻo ʻole ke kaapuni ʻokoʻa i nā papahana papahana like a me nā hōʻailona walaʻau e noho ana i ka lako mana a me ka mokulele honua. ʻO ka hoʻoneʻe hapa backflow o ka mokulele honua ʻaʻole ia he kumu ʻaʻole lawe ka kaapuni ʻokoʻa i ka mokulele kūmole e like me ke ala hoʻi hoʻihoʻi. I ka ʻoiaʻiʻo, i ke anamanaʻo backflow analysis, ʻo ka mīkini o ka hoʻoliʻiliʻi hoʻihoʻi like ia me ka maʻamau o ka hoʻokele hoʻokahi wale nō, ʻo ia hoʻi, kiʻekiʻe

E kahe pinepine ka hōʻailona pinepine ma ke kaapuni me ka inductance liʻiliʻi. Aia ka ʻokoʻa nui loa ma ka laina ʻokoʻa ʻaʻole wale ka hoʻopili ʻana i ka honua, akā pili pū kekahi me kekahi. Lilo ka hoʻohui paʻa ikaika i ke ala hoʻi hope nui.

I ka hoʻolālā kaapuni PCB, heʻuʻuku ka hoʻopili ʻana ma waena o nā kaula hoʻokaʻawale, e helu maʻamau no 10 ~ 20% wale nō o ke kekelē hoʻohui, a ʻo ka hapa nui o ka hoʻopili ʻana i ka honua, no laila ke waiho nei ke ala hoʻi hope nui o nā pilina ʻokoʻa i ka honua. mokulele. I ka manawa o ka noho mau ʻole i ka mokulele kūloko, ʻo ka hoʻopili ʻana ma waena o nā ala ʻokoʻa e hāʻawi i ke ala hoʻi hope nui i ka ʻāina me ka ʻole o ka mokulele kūmole, e like me ka FIG. 1-8-17. ʻOiai ʻo ka hopena o ka discontinuity o ka mokulele kūmole ma ke kelepona hoʻokaʻawale ʻaʻole koʻikoʻi e like me ke ʻano o ka hoʻopili maʻamau hoʻokahi wale nō, e hoʻoliʻiliʻi ia i ka maikaʻi o nā hōʻailona ʻokoʻa a hoʻonui iā EMI, kahi e pono ke hōʻalo ʻia a hiki i ka hiki. Manaʻo kekahi mau mea hoʻolālā hiki ke lawe ʻia ka mokulele kūmole o ka laina o ka hoʻoili ʻokoʻa e kāohi i kahi ʻāpana o ka hōʻailona maʻamau i ka lawe ʻokoʻa, akā ʻaʻole i makemake ʻia kēia ala. Pehea e kaohi ai i ka impedance? Me ka hāʻawi ʻole ʻia o ka loop impedance honua no ka hōʻailona mode-maʻamau, hoʻopaʻa ʻia ʻo EMI radiation, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka maikaʻi.

Myth 2: Ka mālama ʻana i ke kaulike kaulike ka mea nui ma mua o ka like o ka lōʻihi o ka laina. I ka pilina PCB maoli, ʻaʻole hiki ke hoʻokō i nā koi o ka hoʻolālā ʻokoʻa. Ma muli o ka hoʻokaʻawale ʻana o nā pin, nā puka, a me nā wahi pilina a me nā kumu ʻē aʻe, pono ia e hoʻokō i ke kumu o ka lōʻihi o ka laina ma o ka wili kūpono ʻana, akā ʻo ka hopena ʻaʻole hiki ke alo ʻia o ka lua o ka ʻokoʻa ʻelua, i kēia manawa, pehea e koho? Ma mua o ko mākou lele ʻana i nā hopena, e nānā i nā hopena simulation aʻe. Hiki ke ʻike ʻia mai nā hopena simulate i luna e aneane like ana nā nalu o ke kumumanaʻo 1 a me ka Scheme 2, ʻo ia hoʻi, he liʻiliʻi ka mana o ke kaulike kaulike ʻole, a ʻoi aku ka nui o ka hopena o ka lōʻihi like ʻole ma ke kaʻina manawa (Scheme 3) . Mai ke kuanaʻike o ke kālailai manaʻo, ʻoiai ke kau like ʻole e alakaʻi i ka ʻokoʻa impedance loli, akā no ka mea o ka hoʻopili ʻana ma waena o ka pālua ʻokoʻa ʻaʻole ia he mea nui, no laila he liʻiliʻi loa ka laulā o nā impedance, ma waena o 10%, like wale nō. i kahi noʻonoʻo i hoʻokumu ʻia e kahi puka, ʻaʻole ia e hopena i ka hopena koʻikoʻi ma ka lawe ʻana i ka hōʻailona. Ke kuhi hewa ʻole ka lōʻihi o ka laina, ma ka hoʻohui o ke kaʻina manawa offset, hoʻolauna ʻia nā ʻāpana maʻamau i ka hōʻailona hoʻokaʻawale, kahi e hoʻēmi ai i ka maikaʻi o ka hōʻailona a hoʻonui iā EMI.

Hiki ke ʻōlelo ʻia ʻo ka lula nui i ka hoʻolālā pilina PCB hoʻokaʻawale e like me ka lōʻihi o ka laina, a hiki ke lawelawe maʻalahi ʻia nā lula e like me nā koi hoʻolālā a me nā hoʻohana pono.

Kuhihewa ʻekolu: e hilinaʻi ka laina ʻokoʻa i kahi kokoke loa. ʻO ke kiko o ka mālama ʻana i nā laina ʻokoʻa he mea ʻē aʻe ma mua o ka hoʻonui ʻana i kā lākou hui pū ʻana, i mea e hoʻomaikaʻi ai i ko lākou palekana i ka walaʻau a e hoʻohana ai i ka polarity ʻē aʻe o ka māla magnet e hoʻopau i ka hoʻopili electromagnetic mai ka honua i waho. ʻOiai maikaʻi loa kēia ala i ka hapanui o nā hihia, ʻaʻole paʻa ia. Inā hiki iā lākou ke pale piha ʻia mai ka hoʻopilikia kūwaho, a laila ʻaʻole pono mākou e hoʻokō i ke kumu o ka anti-interference a me EMI suppression ma o ka hoʻohui paʻa ʻana me kekahi i kekahi. Pehea e hōʻoia ai i ka hoʻokaʻawale ʻokoʻa ʻana a me ka pale ʻana? ʻO ka hoʻonui ʻana i ka mamao ma waena o nā laina a me nā hōʻailona ʻē aʻe kekahi o nā ala nui. Hoemi ka ikehu o ka electromagnetic kahua me ka huinahā pili o ka mamao. ʻO ka maʻamau, ke ʻoi aku ka mamao ma waena o nā laina ma mua o 4 manawa i ka laulā o ka laina, nāwaliwali loa ka waena ma waena o lākou a hiki ke nānā ʻole ʻia ma ke ʻano maʻamau. Eia hou, hiki i ka hoʻokaʻawale ma o ka mokulele honua ke hāʻawi i kahi hopena pale maikaʻi. Hoʻohana pinepine ʻia kēia ʻano i ke alapine (ma luna o 10G) IC pūʻulu hoʻolālā PCB, i ʻike ʻia ma ke ʻano he CPW, e hōʻoia i ka kaohi impedance ʻokoʻa (2Z0), FIG. 1-8-19.

Hiki ke hoʻokō ʻia ke alakō ʻokoʻa i nā papa hōʻailona ʻokoʻa, akā ʻaʻole koi ʻia kēia no ka mea ʻo nā ʻokoʻa e like me ka impedance a ma o nā puka o nā papa like ʻole hiki ke luku i ka hopena o ka hoʻoili ʻano ʻokoʻa a hoʻolauna i ka walaʻau maʻamau. Eia hou, inā ʻaʻole pili paʻa nā ʻaoʻao pili ʻelua, e hoʻēmi ʻia ka hiki o ka hoʻoneʻe ʻokoʻa ʻana e pale aku i ka walaʻau, akā ʻaʻole pilikia ka crosstalk inā mālama ʻia ka spacing kūpono me ka hoʻokele ʻana a puni. Ma ke alapine (ma lalo o GHz), ʻaʻole pilikia ʻo EMI. Hōʻike nā hoʻokolohua i ka hoʻoulu ʻana o ka ikehu radiation o nā laina ʻokoʻa me kahi mamao o 500Mil ma ʻō aku o 3 mau mika i hiki i 60dB, kahi e lawa pono ai me ka hae uila ʻo ELECTROMAGNETIC o FCC. No laila, ʻaʻole pono nā mea hoʻolālā e hopohopo nui e pili ana i ka incompatibility electromagnetic i hoʻokumu ʻia e ka lawa ʻole o ka hoʻopili ʻana o nā laina ʻokoʻa.

3. serpentine

Hoʻohana pinepine ʻia kahi laina serpentine ma Layout. ʻO kāna kumu nui e hoʻoponopono i ka lohi o ka manawa a hoʻokō i nā koi o ka hoʻolālā manawa ʻōnaehana. E hoʻomaopopo mua ka poʻe hoʻolālā e luku ka uea nahesa i ka maikaʻi o ka hōʻailona, ​​hoʻololi i ka lohi o ka lawe ʻana, a pono e hōʻalo ʻia ke pili uila. Eia nō naʻe, i ka hoʻolālā kūpono, i mea e hōʻoia pono ai i ka manawa paʻa o nā hōʻailona, ​​a i ʻole e hōʻemi i ka manawa offset ma waena o ka hui like o nā hōʻailona, ​​pono e hoʻokō pono ʻia ka ʻōwili.

No laila he aha ka hana a ka nahesa e hōʻailona ai i ka lawe? He aha kaʻu e nānā ai i ka wā e hele ana i ka laina? ʻO nā ʻōkuhi koʻikoʻi ʻelua he lōʻihi hoʻopili like (Lp) a me ka mamao o ka hoʻopili ʻana (S), e like me ka hōʻike ʻia ma FIG. 1-8-21. ʻIke nō, ke lawe ʻia ka hōʻailona ma ka laina serpentine, e hoʻopili ʻia ma waena o nā ʻāpana laina like i ke ʻano o ka ʻokoʻa ʻokoʻa. ʻO ka liʻiliʻi S, ʻo ka nui o Lp, a ʻo ka ʻoi aku ka nui o ke kekelē hoʻohui. Hiki paha i kēia ke hōʻemi i ka lohi o ka lawe ʻana a me ka hōʻemi nui ʻana i ka maikaʻi o ka hōʻailona ma muli o crosstalk, e like me ka mea i wehewehe ʻia ma ka mokuna 3 no ke kālailai ʻana i ka mode maʻamau a me ka crosstalk ʻano ʻokoʻa.

Eia kekahi ʻōlelo aʻoaʻo no nā ʻenekini Layout i ka wā e launa pū ana me nā nahesa:

1. E hoʻāʻo e hoʻonui i ka mamao (S) o ka laina laina like, ʻoi aku ka nui ma mua o 3H. H kuhikuhi i ka mamao mai ka laina hōʻailona i ka mokulele kūmole. ‘Lelo maʻamau, ʻo ia ke lawe i kahi piko nui. ʻOiai lawa ka nui o S, hiki ke ʻalo loa i ka hopena hoʻopili.

2. Ke hoʻemi ʻia ka lōʻihi o ka hoʻopili Lp, e hōʻea ka crosstalk i ka manawa e hoʻokokoke ai ka lohi o Lp a ʻoi aku paha i ka manawa piʻi o ka hōʻailona.

3. ʻO ka lohi o ka lawe ʻana o ka hōʻailona ma muli o ka laina nahesa e like me ka laina strip a i ʻole Embedded micro-strip i ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o ka micro-strip. ʻO ke kaulike, ʻaʻole pili ka laina lipine i ka helu lawe ma muli o ka crosstalk mode ʻano ʻokoʻa.

4. No nā laina wikiwiki a me nā hōʻailona hōʻailona me nā koi koʻikoʻi i ka manawa, hoʻāʻo e hele ʻole i nā laina serpentine, keu hoʻi i kahi wahi liʻiliʻi.

5. Hiki ke ʻāpono pinepine i ke ala o ka nahesa ma kēlā me kēia Angle. ʻO ka hanana C ma FIG. Hiki iā 1-8-20 ke hoʻemi pono i ka hoʻopili ʻana i waena o kekahi.

6. I ka hoʻolālā PCB wikiwiki wikiwiki, ʻaʻohe o ka serpentine i kapa ʻia ʻo ka kānana a me ka anti-interferensience hiki, a hiki ke hōʻemi wale i ka maikaʻi o ka hōʻailona, ​​no laila hoʻohana wale ʻia ia no ke kūlike ʻana i ka manawa a ʻaʻohe kumu ʻē aʻe.

7. I kekahi manawa hiki ke noʻonoʻo ʻia ka wili wili. Hōʻike ka Simulation ʻoi aku ka hopena o ka hopena ma mua o ka wili o ka nahesa.