Kanggo mangerteni garis serpentine, ayo ngomong babagan PCB routing pisanan. Konsep iki kayane ora perlu dienal. Apa insinyur hardware ora nindakake kerja kabel saben dina? Saben tilak ing PCB ditarik metu siji-siji dening insinyur hardware. Apa sing bisa diomongake? Nyatane, nuntun prasaja iki uga ngemot akeh titik kawruh sing biasane kita nglirwakake. Contone, konsep garis microstrip lan stripline. Cukup, garis microstrip iku tilak sing mlaku ing lumahing Papan PCB, lan stripline iku tilak sing mlaku ing lapisan utama saka PCB ing. Apa bedane antarane rong baris kasebut?

Bidang referensi saka garis microstrip iku bidang lemah saka lapisan utama PCB, lan sisih liyane saka tilak kapapar udhara, kang nimbulaké pancet dielektrik watara tilak dadi inconsistent. Contone, pancet dielektrik saka landasan FR4 kita umume digunakake Around 4.2, pancet dielektrik saka online punika 1. Ana pesawat referensi ing loro sisih ndhuwur lan ngisor saka garis Strip, kabeh tilak ditempelake ing landasan PCB. lan konstanta dielektrik watara tilak padha. Iki uga nyebabake gelombang TEM ditularake ing garis strip, nalika gelombang quasi-TEM ditularake ing garis mikrostrip. Napa gelombang quasi-TEM? Iki amarga ora cocog fase ing antarmuka antarane udhara lan landasan PCB. Apa gelombang TEM? Yen digali luwih jero babagan masalah iki, sampeyan ora bakal bisa ngrampungake sajrone sepuluh setengah wulan.

Kanggo nggawe crita sing dawa, apa garis microstrip utawa stripline, perane ora liya mung nggawa sinyal, apa sinyal digital utawa sinyal analog. Sinyal kasebut ditularake kanthi bentuk gelombang elektromagnetik saka siji ujung menyang ujung liyane ing jejak. Amarga iku ombak, kudu ana kacepetan. Apa kacepetan sinyal ing tilak PCB? Miturut prabédan ing konstanta dielektrik, kacepetan uga beda. Kacepetan panyebaran gelombang elektromagnetik ing udhara yaiku kacepetan cahya sing kondhang. Kacepetan panyebaran ing media liyane kudu diitung kanthi rumus ing ngisor iki:

V=C/Er0.5

Antarane wong-wong mau, V minangka kacepetan panyebaran ing medium, C minangka kacepetan cahya, lan Er minangka konstanta dielektrik medium. Liwat rumus iki, kita bisa kanthi gampang ngetung kacepetan transmisi sinyal ing tilak PCB. Contone, kita mung njupuk konstanta dielektrik saka bahan dasar FR4 menyang rumus kanggo ngetung, yaiku, kacepetan transmisi sinyal ing materi dhasar FR4 setengah kacepetan cahya. Nanging, amarga setengah saka garis microstrip ditelusuri ing lumahing ing udhara lan setengah ing landasan, pancet dielektrik bakal rada suda, supaya kacepetan transmisi bakal rada luwih cepet saka garis Strip. Data empiris sing umum dipigunakaké yaiku wektu tundha jejak garis microstrip kira-kira 140ps / inch, lan wektu tundha jejak stripline kira-kira 166ps / inch.

Kaya sing wis dakkandhakake sadurunge, mung ana siji waé, yaiku transmisi sinyal ing PCB telat! Sing ngomong, sinyal ora ditularaké pin liyane liwat wiring ing cepet sawise siji pin dikirim. Senajan kacepetan transmisi sinyal cepet banget, anggere dawa tilak cukup dawa, iku isih bakal mengaruhi transmisi sinyal. Contone, kanggo sinyal 1GHz, wektu iku 1ns, lan wektu munggah utawa mudhun pinggiran kira-kira sepersepuluh saka periode, banjur iku 100ps. Yen dawa jejak kita ngluwihi 1 inci (kira-kira 2.54 cm), banjur tundha transmisi bakal luwih saka pinggiran munggah. Yen jejak ngluwihi 8 inci (kira-kira 20 cm), banjur wektu tundha bakal dadi siklus lengkap!

Pranyata metu sing PCB wis impact amba, iku umum banget kanggo Boards kita duwe luwih saka 1inch ngambah. Bakal wektu tundha mengaruhi operasi normal saka Papan? Delengen sistem sing nyata, yen mung sinyal lan sampeyan ora pengin mateni sinyal liyane, mula wektu tundha kasebut ora ana pengaruhe. Nanging, ing sistem kacepetan dhuwur, wektu tundha iki bakal ditrapake. Contone, partikel memori umum kita disambungake ing wangun bis, kanthi jalur data, garis alamat, jam, lan garis kontrol. Deleng antarmuka video kita. Ora ketompo carane akeh saluran HDMI utawa DVI, bakal ngemot saluran data lan saluran jam. Utawa sawetara protokol bis, kabeh iku transmisi sinkron saka data lan jam. Banjur, ing sistem kacepetan dhuwur sing nyata, sinyal jam lan sinyal data kasebut dikirim kanthi sinkron saka chip utama. Yen desain tilak PCB kita miskin, dawa sinyal jam lan sinyal data beda banget. Iku gampang kanggo njalari salah sampling data, lan banjur kabeh sistem ora bisa digunakake kanthi normal.

Apa sing kudu kita lakoni kanggo ngatasi masalah iki? Lumrahé, kita bakal ngira yèn tlatah sing dawané cendhek dipanjangaké supaya dawané tilas klompok sing padha, banjur tundhané bakal padha? Carane ndawakake wiring? Mubeng-mubeng! Bingo! Ora gampang pungkasane bali menyang topik kasebut. Iki minangka fungsi utama garis serpentine ing sistem kacepetan dhuwur. Winding, padha dawa. Iku sing prasaja. Garis serpentine digunakake kanggo nggulung kanthi dawa sing padha. Kanthi teken garis serpentine, kita bisa nggawe klompok sinyal sing padha duwe dawa sing padha, supaya sawise chip panampa nampa sinyal kasebut, data kasebut ora bakal disebabake dening telat sing beda ing jejak PCB. Salah pilih. Garis serpentine padha karo jejak ing papan PCB liyane.

Padha digunakake kanggo nyambungake sinyal, nanging luwih dawa lan ora duwe. Dadi garis serpentine ora jero lan ora rumit banget. Amarga padha karo kabel liyane, sawetara aturan kabel sing umum digunakake uga ditrapake kanggo garis serpentine. Ing wektu sing padha, amarga struktur khusus garis serpentine, sampeyan kudu menehi perhatian nalika kabel. Contone, nyoba supaya garis serpentine sejajar karo saben liyane. Sing luwih cekak, yaiku mubeng-mubeng gedhe kaya paribasan, aja nganti kandel lan cilik ing wilayah cilik.

Iki kabeh mbantu nyuda gangguan sinyal. Garis serpentine bakal duwe pengaruh ala ing sinyal amarga tambah gawean saka dawa baris, supaya anggere bisa ketemu syarat wektu ing sistem, ora nggunakake. Sawetara engineers nggunakake DDR utawa sinyal dhuwur-kacepetan kanggo nggawe kabeh grup padha dawa. Garis serpentine mabur ing kabeh papan. Iku misale jek sing iki wiring luwih. Nyatane, iki kesed lan ora tanggung jawab. Akeh panggonan sing ora perlu tatu tatu, sing mbuang area papan, lan uga nyuda kualitas sinyal. Kita kudu ngetung redundansi wektu tundha miturut syarat kacepetan sinyal sing nyata, supaya bisa nemtokake aturan kabel papan.

Saliyane fungsi sing padha karo dawa, sawetara fungsi liyane saka garis serpentine asring kasebut ing artikel ing Internet, mula aku uga bakal ngrembug babagan iki ing kene.

1. Salah sawijining tembung sing kerep dakdeleng yaiku peran cocog impedansi. Pernyataan iki aneh banget. Impedansi saka jejak PCB ana hubungane karo jembar garis, konstanta dielektrik, lan jarak bidang referensi. Nalika ana hubungane karo garis serpentine? Nalika wangun tilak mengaruhi impedansi? Aku ora ngerti saka ngendi sumber pernyataan iki.

2. ugi dipunandharaken bilih inggih menika panyaring. Fungsi iki ora bisa ngandika absen, nanging kudu ora ana fungsi nyaring ing sirkuit digital utawa kita ora perlu nggunakake fungsi iki ing sirkuit digital. Ing sirkuit frekuensi radio, jejak serpentine bisa mbentuk sirkuit LC. Yen duwe efek nyaring ing sinyal frekuensi tartamtu, iku isih kepungkur.

3. Nampa antena. Iki bisa dadi. Kita bisa ndeleng efek iki ing sawetara ponsel utawa radio. Sawetara antena digawe nganggo jejak PCB.

4. Induktansi. Iki bisa. Kabeh jejak ing PCB asline duwe induktansi parasit. Iku bisa kanggo nggawe sawetara induktor PCB.

5. Sekring. Efek iki nggawe aku bingung. Kepiye cara kabel serpentine sing cendhak lan sempit minangka sekring? Burn out nalika saiki dhuwur? Papan kasebut ora dicopot, rega sekring iki dhuwur banget, aku ora ngerti apa sing bakal digunakake.

Liwat introduksi ing ndhuwur, kita bisa njlentrehake manawa ing sirkuit frekuensi analog utawa radio, garis serpentine duwe sawetara fungsi khusus, sing ditemtokake dening karakteristik garis microstrip. Ing desain sirkuit digital, garis serpentine digunakake kanggo dawane padha kanggo entuk cocog wektu. Kajaba iku, garis serpentine bakal mengaruhi kualitas sinyal, saengga syarat sistem kudu dijlentrehake ing sistem, redundansi sistem kudu diitung miturut syarat sing nyata, lan garis serpentine kudu digunakake kanthi ati-ati.