Nhazi bụ otu n’ime nkà ọrụ kachasị maka ndị injinia PCB. Ogo nke wiring ga-emetụta kpọmkwem arụmọrụ nke usoro dum. A ga-emecha mejuputa atumatu ma gosipụta nke ọma site na nhazi nhazi. Enwere ike ịhụ na wiring dị ezigbo mkpa na PCB dị elu imewe. Ndị na-esonụ ga-enyocha ezi uche nke ọnọdụ ụfọdụ enwere ike ihute na wiring n’ezie, ma nye ụfọdụ atụmatụ ụzọ ụzọ kachasị mma.

A na-akọwara ya nke ọma site n’akụkụ atọ: eriri akụkụ aka nri, eriri dị iche iche, na wiwi agwọ.

1. Ntugharị akụkụ aka nri

Wiring n’akuku aka nri bụ n’ozuzu ọnọdụ a ga-ezere dịka o kwere mee na wiring PCB, ọ fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu n’ime ụkpụrụ maka ịlele àgwà nke wiring. Yabụ kedu mmetụta wiwi akụkụ aka nri ga-enwe na nnyefe mgbaàmà? N’ụkpụrụ, ntụgharị aka nri ga-agbanwe obosara ahịrị nke eriri nnyefe, na-akpata nkwụsị na mgbochi. N’ezie, ọ bụghị naanị ntugharị akụkụ aka nri, kamakwa akụkụ na nkuku nnukwu akụkụ nwere ike ime mgbanwe mgbanwe.

Mmetụta nke ntugharị akụkụ aka nri na mgbama na-egosipụta nke ọma n’akụkụ atọ:

Otu bụ na nkuku nwere ike ịdị nhata na ibu capacitive na eriri nnyefe, nke na-ebelata oge ịrị elu; nke abụọ bụ na nkwụsị nke impedance ga-eme ka ntụgharị uche pụta ìhè; nke atọ bụ EMI emepụtara site n’ọnụ aka nri.

Enwere ike gbakọọ ikike nke parasitic nke sitere na akụkụ ziri ezi nke eriri nnyefe site na usoro ihe atụ ndị a:

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

N’ime usoro a dị n’elu, C na-ezo aka na ikike nha anya nke nkuku ( nkeji: pF), W na-ezo aka n’obosara nke trace (unit: inch), εr na-ezo aka na dielectric mgbe niile nke ọkara, na Z0 bụ njirimara impedance. nke nnyefe akara. Ka ihe atụ, n’ihi na a 4Mils 50 ohm nnyefe akara (εr bụ 4.3), na capacitance ada site a nri n’akuku bụ banyere 0.0101pF, na mgbe ahụ ịrị elu oge mgbanwe kpatara nke a nwere ike mere atụmatụ:

T10-90%=2.2CZ0/2=2.20.010150/2=0.556ps

Enwere ike ịhụ site na ngụkọ na mmetụta capacitance nke akara aka nri na-eweta dị ntakịrị.

Ka obosara ahịrị nke akara aka nri na-abawanye, mgbochi dị n’ebe ahụ ga-ebelata, ya mere, ụfọdụ ihe ngosi ngosi ga-eme. Anyị nwere ike gbakọọ impedance nhata mgbe obosara ahịrị na-abawanye dị ka usoro mgbako impedance nke a kpọtụrụ aha n’isi ahịrị nnyefe, wee gbakọọ ọnụọgụ ntụgharị dịka usoro ihe atụ siri dị:

ρ= (Zs-Z0)/(Zs+Z0)

N’ozuzu, mgbanwe impedance kpatara site na wiring-akuku aka nri dị n’etiti 7%-20%, ya mere ọnụọgụ ntụgharị uche kachasị bụ ihe dịka 0.1. Ọzọkwa, dị ka a na-ahụ site na ọnụ ọgụgụ dị n’okpuru ebe a, nkwụsị nke eriri nnyefe na-agbanwe na nke kacha nta n’ime ogologo ogologo W / 2, wee laghachi na nkwụsị nkịtị mgbe oge W / 2 gasịrị. Oge mgbanwe mgbochi niile dị oke mkpụmkpụ, na-abụkarị n’ime 10ps. N’ime, mgbanwe ndị dị otú ahụ ngwa ngwa na obere ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ nke na-abaghị uru maka mgbasa ozi n’ozuzu.

Ọtụtụ ndị mmadụ nwere nghọta a gbasara wiwi akụkụ aka nri. Ha na-eche na ọnụ ọnụ ahụ dị mfe ịnyefe ma ọ bụ nata ebili mmiri electromagnetic wee mepụta EMI. Nke a abụrụla otu n’ime ihe kpatara ọtụtụ ndị mmadụ ji eche na enweghị ike ịmegharị wiwi aka nri. Agbanyeghị, ọtụtụ nsonaazụ ule n’ezie na-egosi na akara aka nri agaghị emepụta EMI doro anya karịa ahịrị kwụ ọtọ. Ikekwe arụmọrụ ngwá ọrụ dị ugbu a na ọkwa ule na-egbochi izi ezi nke ule ahụ, ma ọ dịkarịa ala ọ na-egosi nsogbu. Radieshọn nke eriri n’akụkụ aka nri adịlarị ntakịrị karịa njehie nha nke ngwa n’onwe ya.

N’ozuzu, ụzọ aka nri adịghị egwu dịka e chere. Opekempe na ngwa n’okpuru GHz, mmetụta ọ bụla dị ka capacitance, ntụgharị uche, EMI, wdg adịghị egosipụta na nnwale TDR. Ndị injinia imewe PCB dị elu ka kwesịrị ilekwasị anya na okirikiri nhọrọ ukwuu, imepụta ike/ala, na imewe wiring. Site oghere na akụkụ ndị ọzọ. N’ezie, ọ bụ ezie na mmetụta nke wiwi-n’akuku aka nri adịghị oke njọ, ọ pụtaghị na anyị niile nwere ike iji eriri aka nri n’ọdịnihu. Nlebara anya na nkọwa zuru oke bụ àgwà bụ isi nke ezigbo injinia ọ bụla ga-enwerịrị. Ọzọkwa, na mmepe ngwa ngwa nke sekit dijitalụ, PCB ugboro nke mgbaàmà nke ndị injinia na-edozi ga-anọgide na-abawanye. N’ọhịa nke imewe RF n’elu 10GHz, obere akụkụ aka nri ndị a nwere ike bụrụ ihe a na-elekwasị anya na nsogbu ọsọ ọsọ.

2. Ntugharị dị iche iche

A na-eji akara ngosi dị iche iche (DifferentialSignal) na-ejikarị eme ihe n’ichepụta sekit dị elu. A na-emekarị akara ngosi kachasị dị egwu na sekit na nhazi dị iche iche. Kedu ihe mere o ji ewu ewu? Olee otú iji hụ na ya ọma arụmọrụ na PCB imewe? Site n’ajụjụ abụọ a, anyị ga-aga n’ihu n’akụkụ nke ọzọ nke mkparịta ụka ahụ.

Gịnị bụ mgbama dị iche? N’okwu ndị nkịtị, njedebe ịnya ụgbọ ala na-eziga akara abụọ hà nhata na tụgharịa, na njedebe nnata na-ekpe ikpe ezi uche “0” ma ọ bụ “1” site n’ịtụle ọdịiche dị n’etiti voltaji abụọ ahụ. Ụzọ ụzọ abụọ na-ebu akara dị iche iche ka a na-akpọ traces dị iche iche.

E jiri ya tụnyere akara mgbaama nwere ngwụcha otu, akara ngosi dị iche nwere uru kacha pụta ìhè n’akụkụ atọ ndị a:

a. Ike mgbochi nnyonye anya siri ike, n’ihi na njikọ dị n’etiti akara abụọ dị iche iche dị ezigbo mma. Mgbe enwere nnyonye anya ụda site n’èzí, ọ fọrọ nke nta ka ọ bụrụ na ha jikọtara ya na ahịrị abụọ n’otu oge, na njedebe na-enweta naanị na-eche banyere ọdịiche dị n’etiti akara abụọ ahụ. Ya mere, mpụta nkịtị mode mkpọtụ nwere ike kpamkpam ịkagbu. b. Ọ nwere ike ịkwụsị EMI nke ọma. Maka otu ihe kpatara ya, n’ihi polarity na-abụghị nke akara abụọ ahụ, oghere electromagnetic nke ha na-agbasa nwere ike ịkagbu ibe ha. Ka njikọ ahụ na-esikwu ike, ike electromagnetic na-esiwanye ike na ụwa dị n’èzí. c. Ndokwa oge ahụ ziri ezi. N’ihi na mgbanwe mgbanwe nke mgbaàmà dị iche iche dị na nkwụsị nke mgbaàmà abụọ ahụ, n’adịghị ka mgbaàmà nkịtị nke otu njedebe, nke na-adabere na voltaji dị elu na nke dị ala iji chọpụta, ọ na-emetụta obere usoro na okpomọkụ, nke nwere ike. belata njehie na oge. , Ma na-adabara ala-amplitude mgbaama sekit. LVDS na-ewu ewu ugbu a (lowvoltagedifferentialsignaling) na-ezo aka na teknụzụ mgbama dị iche nke njupụta a.

Maka ndị injinia PCB, ihe kacha echegbu bụ ka a ga-esi hụ na enwere ike iji uru ndị a dị na wiring dị iche na wiring n’ezie. Ma eleghị anya, onye ọ bụla nke na-akpakọrịta na okirikiri nhọrọ ukwuu ga-aghọta n’ozuzu chọrọ nke iche wiring, ya bụ, “nha ogologo na nha anya anya”. The hà ogologo bụ iji hụ na abụọ dị iche iche n’ókè na-anọgide na-emegide polarities mgbe niile na ibelata nkịtị mode akụrụngwa; nha nha anya bụ tumadi iji hụ na impedances dị iche iche nke abụọ na-agbanwe agbanwe ma belata ntụgharị uche. “Dịka nso dị ka o kwere mee” bụ mgbe ụfọdụ otu n’ime ihe achọrọ nke wiring dị iche iche. Mana a naghị eji iwu ndị a niile eme ihe n’ụzọ igwe, yana ọtụtụ ndị injinia yiri ka ha aghọtaghị ihe kacha mkpa nke nnyefe mgbaama dị iche iche dị elu.

Ihe na-esonụ na-elekwasị anya n’ọtụtụ nghọtahie a na-enwekarị n’ichepụta mgbaama PCB dị iche.

Nghọtahie 1: A kwenyere na mgbaàmà dị iche iche adịghị mkpa ụgbọ elu ala dị ka ụzọ nlọghachi, ma ọ bụ na ihe dị iche iche na-enye ụzọ nloghachi maka ibe ha. Ihe kpatara nghọtahie a bụ na ha na-agbagwoju anya site na ihe ndị dị elu, ma ọ bụ usoro nke nnyefe mgbama dị elu adịghị omimi. Enwere ike ịhụ ya site na nhazi nke njedebe nnata nke Figure 1-8-15 na mmiri emitter nke transistor Q3 na Q4 hà nhata na nke ọzọ, na mmiri ha na ala na-akagbu ibe ha kpọmkwem (I1 = 0), ya mere, sekit dị iche iche bụ mgbama mgbanaka ndị ọzọ na mgbama mkpọtụ ndị ọzọ nwere ike ịdị na ike na ụgbọ elu ala enweghị mmetụta. Nkwụghachi azụ azụ nke ụgbọ elu ala apụtaghị na sekit dị iche iche adịghị eji ụgbọ elu ntụaka dị ka ụzọ nloghachi mgbaàmà. N’ezie, na mgbaama nlọghachi analysis, usoro nke dị iche iche wiring na nkịtị otu-akwụsị wiring bụ otu ihe ahụ, ya bụ, elu-frequency akara na-mgbe Reflow tinyere akaghị na obere inductance, nnukwu ihe dị iche bụ na mgbakwunye na njikọ na ala, ahịrị dị iche iche nwekwara njikọ ọnụ. Kedu ụdị njikọ dị ike, nke na-aghọ ụzọ nlọghachi isi. Onyonyo 1-8-16 bụ eserese schematic nke nkesa mpaghara geomagnetic nke otu akara na akara dị iche.

Na nhazi sekit PCB, njikọ dị n’etiti akara dị iche iche na-adịkarị obere, na-abụkarị naanị 10 ruo 20% nke ogo njikọ, na ihe ndị ọzọ bụ njikọ na ala, ya mere, ụzọ nlọghachi nke ụzọ dị iche iche ka dị n’ala. ụgbọ elu . Mgbe ụgbọ elu ala kwụsịrị, njikọ dị n’etiti akara dị iche iche ga-enye ụzọ nlọghachi isi na mpaghara na-enweghị ụgbọ elu ntụaka, dị ka egosiri na Figure 1-8-17. Ọ bụ ezie na mmetụta nke nkwụsị nke ụgbọ elu ntụaka na nchọta dị iche adịghị njọ dị ka nke ndị nkịtị na-ejedebe, ọ ka ga-ebelata àgwà nke mgbaàmà dị iche iche ma na-abawanye EMI, nke a ga-ezere dịka o kwere mee. . Ụfọdụ ndị na-emepụta ihe kwenyere na a ga-ewepụ ụgbọ elu ntụaka dị n’okpuru akara dị iche iche iji gbochie ụfọdụ mgbaàmà ọnọdụ nkịtị na nnyefe dị iche iche. Otú ọ dị, usoro a abụghị ihe na-achọsi ike na tiori. Kedu ka esi ejikwa impedance? Ịnwetaghị loop impedance ala maka mgbaàmà nkịtị ga-ebute EMI radieshon. Ụzọ a na-eme ihe ọjọọ karịa nke ọma.

Nghọtahie 2: Ekwenyere na idobe oghere nha anya dị mkpa karịa ogologo ahịrị dakọtara. Na nhazi PCB n’ezie, ọ naghị ekwe omume imezu ihe achọrọ nke imewe dị iche n’otu oge. N’ihi ịdị adị nke nkesa pin, vias na oghere wiring, ebumnuche nke nha ogologo ahịrị ga-enwetarịrị site na ikuku kwesịrị ekwesị, mana nsonaazụ ga-abụrịrị na mpaghara ụfọdụ nke ụzọ dị iche enweghị ike ịdị n’otu. Gịnị ka anyị kwesịrị ime n’oge a? Kedu nhọrọ? Tupu ịbịaru nkwubi okwu, ka anyị leba anya na nsonaazụ ịme anwansị ndị a.

Site na nsonaazụ ịme anwansị a dị n’elu, enwere ike ịhụ na ebili mmiri nke atụmatụ 1 na atụmatụ 2 fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ihe dakọtara, ya bụ, mmetụta nke oghere enweghị nhata kpatara dị ntakịrị. N’iji ya tụnyere, mmetụta nke adabaghị ogologo ahịrị na oge dị ukwuu. (Atụmatụ 3). Site na nyocha nyocha, ọ bụ ezie na oghere na-ekwekọghị ekwekọ ga-eme ka ọdịiche dị iche iche gbanwee, n’ihi na njikọ dị n’etiti ụzọ dị iche iche n’onwe ya abụghị ihe dị ịrịba ama, mgbanwe mgbanwe nke impedance dịkwa ntakịrị, na-emekarị n’ime 10%, nke bụ nanị otu ngafe. . Ngosipụta nke oghere ahụ kpatara agaghị enwe mmetụta dị ukwuu na nnyefe mgbaàmà. Ozugbo ogologo ahịrị ahụ adabaghị, na mgbakwunye na nkwụsị oge, a na-ewebata ihe ndị na-emekarị mode n’ime mgbaàmà dị iche iche, nke na-ebelata ogo nke mgbaàmà ma na-abawanye EMI.

Enwere ike ịsị na iwu kachasị mkpa na nhazi nke PCB dị iche iche bụ ogologo ahịrị dakọtara, na iwu ndị ọzọ nwere ike ime mgbanwe dị ka ihe achọrọ na ngwa bara uru.

Nghọtahie 3: Chee na wiring dị iche ga-abụrịrị ezigbo nso. Idobe ihe dị iche iche metụtara nso bụ ihe ọzọ karịa ịkwalite njikọ ha, nke nwere ike ọ bụghị naanị melite mgbochi na mkpọtụ, kamakwa na-eji polarity na-abụghị nke magnetik mee ihe iji wepụ nnyonye anya electromagnetic na ụwa n’èzí. Ọ bụ ezie na ụzọ a bara ezigbo uru n’ọtụtụ ọnọdụ, ọ bụghị ihe zuru oke. Ọ bụrụ na anyị nwere ike hụ na a na-echebe ha n’ụzọ zuru ezu site na nnyonye anya mpụga, mgbe ahụ ọ dịghị mkpa ka anyị jiri njikọ siri ike mee ihe iji nweta mgbochi nnyonye anya. Na ebumnuche nke ịkwụsị EMI. Kedu ka anyị ga-esi hụ na ikewapụ nke ọma na ichebe akara dị iche iche? Ịbawanye oghere na akara mgbaàmà ndị ọzọ bụ otu n’ime ụzọ ndị kachasị mkpa. Ike ikuku electromagnetic na-ebelata site na square nke anya. N’ozuzu, mgbe oghere ahịrị gafere obosara ahịrị ugboro anọ, nnyonye anya dị n’etiti ha adịghị ike nke ukwuu. Enwere ike ileghara anya. Tụkwasị na nke ahụ, ịnọpụ iche site na ụgbọ elu ala nwekwara ike ịrụ ọrụ nchebe dị mma. A na-ejikarị ihe owuwu a eme ihe na ngwungwu PCB IC dị elu (n’elu 4G). A na-akpọ ya usoro CPW, nke nwere ike hụ na mgbochi dị iche iche siri ike. Njikwa (10Z2), dị ka egosiri na foto 0-1-8.

Iche iche metụtara nwekwara ike na-agba ọsọ dị iche iche mgbaàmà n’ígwé, ma usoro a na-adịkarịghị akwadoro, n’ihi na ndịiche na impedance na vias na-emepụta dị iche iche n’ígwé ga-ebibi mmetụta nke iche iche mode nnyefe na-ewebata nkịtị mode mkpọtụ. Tụkwasị na nke ahụ, ọ bụrụ na ejikọtaghị akụkụ abụọ dị n’akụkụ ya, ọ ga-ebelata ikike nke ihe dị iche iche na-egbochi mkpọtụ, ma ọ bụrụ na ị nwere ike ịnọgide na-adị anya site na gburugburu gburugburu, crosstalk abụghị nsogbu. N’ogo izugbe (n’okpuru GHz), EMI agaghị abụ nsogbu siri ike. Nnwale egosiwo na nbibi nke ike na-egbuke egbuke n’ebe dị anya nke 500 mils site na nchọta dị iche eruola 60 dB n’ebe dị anya nke mita 3, nke zuru ezu iji zute ọkọlọtọ FCC electromagnetic radieshon, ya mere Onye mmebe ekwesịghị ichegbu onwe ya. ọtụtụ ihe gbasara enweghị ndakọrịta elektrọnik kpatara site na ijikọ ahịrị dị iche iche ezughi oke.

3. Ahịrị serpentine

Ahịrị agwọ bụ ụdị ụzọ mkpọgharị a na-ejikarị na okirikiri nhọrọ ukwuu. Ebumnuche ya bụ ịhazigharị igbu oge iji mezuo ihe achọrọ imewe usoro oge. Onye mmebe ga-ebu ụzọ nwee nghọta a: eriri agwọ ga-emebi àgwà mgbaàmà, gbanwee oge nnyefe, ma gbalịa izere iji ya mgbe ị na-agbanye waya. Otú ọ dị, n’ime imewe n’ezie, iji hụ na mgbaàmà ahụ nwere oge njide zuru oke, ma ọ bụ iji belata oge nkwụsị n’etiti otu akara ngosi, ọ na-adịkarị mkpa iji kpachapụrụ anya gbanye waya.

Ya mere, mmetụta dị aṅaa ka eriri agwọ na-enwe na nnyefe mgbaàmà? Kedu ihe m kwesịrị ịṅa ntị na mgbe ị na-agbanye waya? Akụkụ abụọ kachasị dị egwu bụ ogologo njikọ njikọ (Lp) na anya njikọ (S), dịka egosiri na eserese 1-8-21. N’ụzọ doro anya, mgbe a na-ebunye mgbaama na nchọta agwọ, a ga-ejikọta akụkụ ahịrị ndị yiri ya na ọnọdụ dị iche. Ka S dị ntakịrị na ka Lp buru ibu, ka ogo njikọ na-abawanye. Ọ nwere ike ime ka igbu oge nnyefe belata, yana ogo mgbaàmà na-ebelata nke ukwuu n’ihi mkparịta ụka. Usoro a nwere ike na-ezo aka na nyocha nke ụdị nkịtị na crosstalk mode dị iche na isi nke 3.

Ndị a bụ aro ụfọdụ maka ndị injinia okirikiri mgbe ha na-emekọ ahịrị serpentine:

1. Gbalịa ịbawanye anya (S) nke akụkụ ahịrị yiri ya, ma ọ dịkarịa ala karịa 3H, H na-ezo aka n’ebe dị anya site na akara mgbaàmà na ụgbọ elu ntụaka. N’okwu ndị nkịtị, ọ bụ ịgagharị gburugburu nnukwu mgbada. Ọ bụrụhaala na S buru ibu nke ukwuu, enwere ike ịzere mmetụta njikọta ọnụ kpamkpam. 2. Belata ogologo njikọ Lp. Mgbe igbu oge Lp okpukpu abụọ na-abịaru nso ma ọ bụ gafere oge mgbama mgbama, okwu mkparịta ụka ewepụtara ga-erute saturation. 3. Oge nnyefe mgbaàmà kpatara site na ahịrị serpentine nke Strip-Line ma ọ bụ agbakwunyere Micro-strip dị obere karịa nke Micro-strip. Na tiori, stripline agaghị emetụta ọnụego nnyefe n’ihi ụzọ dị iche iche crosstalk. 4. Maka ahịrị mgbama dị elu na ndị nwere oge siri ike chọrọ, gbalịa ka ị ghara iji ahịrị serpentine, karịsịa na obere mpaghara. 5. Ị nwere ike na-ejikarị akara agwọ eme ihe n’akụkụ ọ bụla, dị ka nhazi C na Figure 1-8-20, nke nwere ike ibelata njikọta ọnụ. 6. Na elu-ọsọ PCB imewe, serpentine akara enweghị ihe a na-akpọ nzacha ma ọ bụ mgbochi nnyonye anya ike, na nwere ike na-ebelata mgbaàmà àgwà, ya mere, ọ na-eji naanị maka oge kenha na enweghị ihe ọzọ nzube. 7. Mgbe ụfọdụ, i nwere ike tụlee gburugburu routing maka winding. Simulation na-egosi na mmetụta ya dị mma karịa ntụgharị serpentine nkịtị.