Til að skilja serpentínulínuna skulum við tala um PCB leiðarleið fyrst. Þetta hugtak virðist ekki þurfa að kynna. Er vélbúnaðarverkfræðingurinn ekki að vinna raflögn á hverjum degi? Sérhver ummerki á PCB er dregin út eitt af öðru af vélbúnaðarverkfræðingnum. Hvað er hægt að segja? Reyndar inniheldur þessi einfalda leið líka fullt af þekkingarpunktum sem við horfum venjulega fram hjá. Til dæmis, hugtakið microstrip lína og stripline. Einfaldlega sagt, microstrip línan er ummerki sem liggur á yfirborði PCB borðsins og stripline er ummerki sem liggur á innra lagi PCB. Hver er munurinn á þessum tveimur línum?

Viðmiðunarplan microstrip línunnar er jarðplan innra lags PCB, og hin hlið snefilsins er útsett fyrir loftinu, sem veldur því að rafstuðullinn í kringum snefilinn er ósamkvæmur. Til dæmis er rafstuðullinn á algengu FR4 undirlaginu okkar um það bil 4.2, rafstuðull lofts er 1. Það eru viðmiðunarplan bæði á efri og neðri hlið ræmulínunnar, allt ummerki er fellt inn í PCB undirlagið, og rafstuðullinn í kringum snefilinn er sá sami. Þetta veldur einnig því að TEM-bylgjan er send á ræmulínuna, en hálf-TEM-bylgjan er send á microstrip-línunni. Af hverju er það hálf-TEM bylgja? Það er vegna fasamisræmis við tengi loftsins og PCB undirlagsins. Hvað er TEM bylgja? Ef þú kafar dýpra í þessu máli muntu ekki geta klárað það á tíu og hálfum mánuði.

Til að gera langa sögu stutta, hvort sem um er að ræða microstrip línu eða stripline, þá er hlutverk þeirra ekkert annað en að flytja merki, hvort sem það er stafræn merki eða hliðræn merki. Þessi merki eru send í formi rafsegulbylgna frá einum enda til annars í sporinu. Þar sem það er bylgja verður það að vera hraði. Hver er hraði merksins á PCB rekstrinum? Samkvæmt muninum á rafstuðli er hraðinn líka annar. Útbreiðsluhraði rafsegulbylgna í loftinu er hinn þekkti ljóshraði. Útbreiðsluhraðinn í öðrum miðlum verður að vera reiknaður með eftirfarandi formúlu:

V=C/Er0.5

Meðal þeirra er V útbreiðsluhraði miðilsins, C er ljóshraði og Er er rafstuðull miðilsins. Með þessari formúlu getum við auðveldlega reiknað út sendingarhraða merkisins á PCB rekstrinum. Til dæmis tökum við einfaldlega rafstuðul FR4 grunnefnisins inn í formúluna til að reikna það út, það er að flutningshraði merksins í FR4 grunnefninu er helmingur ljóshraða. Hins vegar, vegna þess að helmingur af míkróstrimlínu sem rakin er á yfirborðinu er í loftinu og helmingur í undirlaginu, mun rafstuðullinn minnka aðeins, þannig að flutningshraðinn verður aðeins hraðari en ræmulínan. Algengt er að nota reynslugögnin eru þau að rekjatöfin á microstrip línunni er um það bil 140ps/tommu og rekjatöfin á stripline er um 166ps/tommu.

Eins og ég sagði áður þá er bara einn tilgangur, það er að merkjasendingunni á PCB seinkar! Það er að segja að merkið er ekki sent á hinn pinnana í gegnum raflögnina á augabragði eftir að einn pinninn er sendur. Þó að sendingarhraði merkja sé mjög hraður, svo lengi sem snefillengdin er nógu löng, mun það samt hafa áhrif á merkjasendinguna. Til dæmis, fyrir 1GHz merki, er tímabilið 1ns, og tími hækkandi eða lækkandi brúnar er um það bil einn tíundi af tímabilinu, þá er það 100ps. Ef lengd ummerki okkar fer yfir 1 tommu (u.þ.b. 2.54 cm), þá verður sendingartöfin meira en hækkandi brún. Ef ummerki fer yfir 8 tommur (u.þ.b. 20 cm), þá verður seinkunin full hringrás!

Það kemur í ljós að PCB hefur svo mikil áhrif að það er mjög algengt að plöturnar okkar séu með meira en 1 tommu ummerki. Mun seinkunin hafa áhrif á eðlilega starfsemi stjórnar? Þegar litið er á raunverulegt kerfi, ef það er bara merki og þú vilt ekki slökkva á öðrum merkjum, þá virðist seinkunin ekki hafa nein áhrif. Hins vegar, í háhraðakerfi, mun þessi seinkun taka gildi. Til dæmis eru algengar minnisagnir okkar tengdar í formi strætó, með gagnalínum, heimilisfangslínum, klukkum og stjórnlínum. Skoðaðu myndbandsviðmótið okkar. Sama hversu margar rásir eru HDMI eða DVI, það mun innihalda gagnarásir og klukkurásir. Eða einhverjar rútusamskiptareglur, sem allar eru samstilltur flutningur á gögnum og klukku. Síðan, í raunverulegu háhraðakerfi, eru þessi klukkumerki og gagnamerki send samstillt frá aðalflögunni. Ef PCB snefilhönnun okkar er léleg er lengd klukkumerkisins og gagnamerkið mjög mismunandi. Það er auðvelt að valda rangri sýnatöku á gögnum og þá virkar allt kerfið ekki eðlilega.

Hvað eigum við að gera til að leysa þetta vandamál? Eðlilega myndum við halda að ef stuttar línur eru lengdar þannig að ummerkislengdir sama hóps séu þær sömu, þá verði seinkunin sú sama? Hvernig á að lengja raflögnina? Fara í kringum! Bingó! Það er ekki auðvelt að fara loksins aftur að efninu. Þetta er aðalhlutverk serpentínulínunnar í háhraðakerfinu. Vinda, jafn langur. Svo einfalt er það. Serpentine línan er notuð til að vinda jafnlanga. Með því að teikna serpentínulínuna getum við látið sama hóp merkja hafa sömu lengd, þannig að eftir að móttökuflísinn hefur tekið við merkinu, verða gögnin ekki af völdum mismunandi tafa á PCB rekstrinum. Rangt val. Serpentine línan er sú sama og ummerkin á öðrum PCB plötum.

Þau eru notuð til að tengja merki, en þau eru lengri og hafa það ekki. Þannig að serpentínulínan er ekki djúp og ekki of flókin. Þar sem það er það sama og aðrar raflögn, eiga nokkrar algengar raflögn reglur einnig við um serpentínulínur. Á sama tíma, vegna sérstakrar uppbyggingar serpentínulína, ættir þú að borga eftirtekt til þess þegar þú tengir raflögn. Til dæmis, reyndu að halda serpentínulínunum samsíða hver annarri lengra. Styttra, það er að segja, fara um stóra beygju eins og sagt er, ekki fara of þétt og of lítið á litlu svæði.

Þetta hjálpar allt til að draga úr truflunum á merkjum. Serpentine línan mun hafa slæm áhrif á merkið vegna tilbúinnar aukningar á línulengdinni, svo framarlega sem hún getur uppfyllt tímasetningarkröfur kerfisins skaltu ekki nota hana. Sumir verkfræðingar nota DDR eða háhraðamerki til að gera allan hópinn jafnlangan. Serpentínulínurnar fljúga um allt borðið. Svo virðist sem þetta sé betri raflögn. Í raun er þetta letilegt og ábyrgðarlaust. Margir staðir sem ekki þarf að vefja eru sár, sem sóar svæði borðsins og dregur einnig úr merkjagæðum. Við ættum að reikna út offramboð seinkun í samræmi við raunverulegar kröfur um merkjahraða, til að ákvarða raflagnareglur borðsins.

Til viðbótar við hlutverkið sem er jafnlangt, eru nokkrar aðrar aðgerðir serpentínulínunnar oft nefndar í greinum á netinu, svo ég mun einnig tala stuttlega um það hér.

1. Eitt af orðunum sem ég sé oft er hlutverk viðnámssamsvörunar. Þessi fullyrðing er mjög undarleg. Viðnám PCB sporsins er tengt línubreidd, rafstuðul og fjarlægð viðmiðunarplansins. Hvenær tengist það serpentínulínunni? Hvenær hefur lögun snefilsins áhrif á viðnám? Ég veit ekki hvaðan þessi yfirlýsing kemur.

2. það er líka sagt að það sé hlutverk síunar. Ekki er hægt að segja að þessi aðgerð sé fjarverandi, en það ætti ekki að vera nein síunaraðgerð í stafrænum rásum eða við þurfum ekki að nota þessa aðgerð í stafrænum rásum. Í útvarpsbylgjuhringrásinni getur serpentínusporið myndað LC hringrás. Ef það hefur síunaráhrif á ákveðið tíðnimerki er það samt fortíðin.

3. Móttökuloftnet. Þetta getur verið. Við getum séð þessi áhrif á sumum farsímum eða útvörpum. Sum loftnet eru gerð með PCB sporum.

4. Inductance. Þetta getur verið. Öll ummerki á PCB hafa upphaflega sníkjuvirkja. Það er hægt að búa til nokkra PCB inductors.

5. Öryggi. Þessi áhrif gera mig undrandi. Hvernig virkar stutti og mjói serpentínuvírinn sem öryggi? Brenna út þegar straumurinn er mikill? Platan er ekki rifin, verðið á þessu öryggi er of hátt, ég veit í raun ekki í hvaða forriti það verður notað.

Með ofangreindri kynningu getum við skýrt að í hliðstæðum eða útvarpsbylgjum hafa serpentínulínur nokkrar sérstakar aðgerðir, sem ákvarðast af eiginleikum microstrip lína. Í stafrænni hringrásarhönnun er serpentínulínan notuð í jafnlangri lengd til að ná tímasetningarsamsvörun. Að auki mun serpentínulínan hafa áhrif á merkjagæði, þannig að kerfiskröfurnar ættu að vera skýrar í kerfinu, kerfisofframboð ætti að reikna út í samræmi við raunverulegar kröfur og serpentínulínuna ætti að nota með varúð.