Sêwirana PCB: xefikên veşartî li pişt xeta serpentine

Ji bo fêmkirina xeta serpentine, em li ser biaxivin PCB pêşî rêkirin. Ev têgeh ne hewce ye ku were destnîşan kirin. Ma endezyar hardware ne her roj karê têlan dike? Her şopa li ser PCB-ê yek bi yek ji hêla endezyar hardware ve tê kişandin. Çi dikare bê gotin? Bi rastî, ev rêveçûna hêsan di heman demê de gelek xalên zanînê jî dihewîne ku em bi gelemperî paşguh dikin. Mînakî, têgîna xeta mîkroş û xêzikê. Bi hêsanî, xeta microstrip şopa ku li ser rûyê panela PCB-ê dimeşe ye, û stripline şopa ku li ser qata hundurê PCB-ê dimeşe ye. Ferqa van her du rêzan çi ye?

ipcb

Balafira referansê ya xeta mîkroşrîp balafira erdê ya tebeqeya hundurîn a PCB-ê ye, û aliyê din ê şopê li hewayê radibe, ku dibe sedem ku domdariya dielektrîkê ya li dora şopê nakok be. Mînakî, berdewamiya dielektrîkê ya substrata meya FR4 ya ku bi gelemperî tê bikar anîn Nêzîkî 4.2 e, domdariya dielektrîkê ya hewayê 1 e. Li herdu aliyên jorîn û jêrîn ên xeta tîrêjê balafirên referansê hene, tevahiya şop di substrata PCB de ye. û berdewamiya dielektrîkê ya li dora şopê yek e. Ev jî dibe sedem ku pêla TEM li ser xeta xetê were veguheztin, dema ku pêla quasi-TEM li ser xeta mîkroşrîpê tê veguheztin. Çima ew pêlek quasi-TEM e? Ew ji ber tevliheviya qonaxê ya di navbera hewa û substratê PCB de ye. pêla TEM çi ye? Ger hûn li ser vê mijarê kûrtir bikolin, hûn ê nikaribin di deh meh û nîvan de biqedînin.

Ji bo kurtkirina çîrokek dirêj, çi ew xêzek mîkroşîp be, çi xêzek xêzik be, rola wan ji hilgirtina nîşanan wêdetir ne tiştek din e, çi îşaretên dîjîtal an îşaretên analog. Ev sînyalên bi şiklê pêlên elektromagnetîk di şopê de ji hêlekê ber bi aliyê din ve tên şandin. Ji ber ku ew pêlek e, divê lez hebe. Leza sînyala li ser şopa PCB çi ye? Li gorî cudahiya di elektrîkê de, lez jî cûda ye. Leza belavbûna pêlên elektromagnetîk li hewayê leza ronahiyê ya naskirî ye. Leza belavbûnê di medyayên din de divê bi formula jêrîn were hesibandin:

V=C/Er0.5

Di nav wan de, V leza belavbûna navgînê ye, C leza ronahiyê ye, û Er domdariya dielektrîkê ya navgînê ye. Bi vê formulê, em dikarin bi hêsanî leza veguheztina sînyala li ser şopa PCB-ê bihesibînin. Mînakî, em bi tenê domdariya dielektrîkî ya materyalê bingehîn FR4 digirin nav formulê da ku wê hesab bikin, ango leza veguheztina sînyalê di materyalê bingehîn FR4 de nîvê leza ronahiyê ye. Lêbelê, ji ber ku nîvê xêza mîkroşiya ku li ser rûxê tê şopandin li hewa û nîv jî di binxêzê de ye, domdariya dielektrîkê dê hinekî kêm bibe, ji ber vê yekê leza veguheztinê dê ji ya xeta tîrê hinekî zûtir be. Daneyên ampîrîkî yên ku bi gelemperî têne bikar anîn ev e ku derengiya şopa xeta mîkroşînê bi qasî 140ps / inch e, û derengiya şopê ya stripline bi qasî 166ps / inch e.

Wekî ku min berê jî got, tenê armancek heye, ango veguheztina sînyala li ser PCB dereng maye! Ango, piştî şandina yek pînê, îşaretek bi riya têlêkirinê ji pîneya din re nayê veguheztin. Her çend leza veguheztina sînyalê pir bilez e, heya ku dirêjahiya şopê têra xwe dirêj be, ew ê dîsa jî bandorê li veguheztina nîşanê bike. Mînakî, ji bo îşaretek 1GHz, heyam 1ns e, û dema rabûna an daketinê li ser dehyeka heyamê ye, wê hingê ew 100ps e. Ger dirêjahiya şopa me ji 1 înç (nêzîkî 2.54 cm) derbas bibe, wê hingê derengiya veguheztinê dê ji keviya bilindbûnê zêdetir be. Ger şop ji 8 înç (nêzîkî 20 cm) derbas bibe, wê hingê dereng dê çerxek tevahî be!

Derket holê ku PCB xwedan bandorek wusa mezin e, pir gelemperî ye ku panelên me ji 1 inç zêdetir şopên wan hebin. Dê dereng bandorê li xebata normal ya panelê bike? Li pergala rastîn mêze dikin, heke ew tenê îşaretek be û hûn nexwazin îşaretên din qut bikin, wê hingê dereng bandorek xuya nake. Lêbelê, di pergalek bilez de, ev dereng dê bi rastî bandor bike. Mînakî, perçeyên bîranîna meya hevpar di forma otobusê de, bi rêzikên daneyê, rêzikên navnîşan, demjimêr û rêzikên kontrolê ve girêdayî ne. Awirek li navrûya vîdyoya me bidin. Çiqas kanal HDMI an DVI bin jî, ew ê kanalên daneyê û kanalên demjimêrê hebe. An jî hin protokolên otobusê, ku hemî jî veguheztina hevdemî ya dane û demjimêrê ne. Dûv re, di pergalek bilez a rastîn de, ev îşaretên demjimêr û nîşanên daneyê bi hevdemî ji çîpê sereke têne şandin. Ger sêwirana şopandina PCB-ya me xizan be, dirêjahiya sînyala demjimêr û nîşana daneyê pir cûda ye. Ew hêsan e ku bibe sedema nimûneyên çewt ên daneyê, û wê hingê dê hemî pergal bi gelemperî nexebite.

Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê divê em çi bikin? Bi xwezayî, em ê bifikirin ku ger şopên kurt-dirêj werin dirêj kirin ku dirêjahiya şopên heman komê yek be, wê demê dereng dê heman be? Meriv çawa têlan dirêj dike? Biçe dora xwe! Bingo! Ne hêsan e ku di dawiyê de vegerin ser mijarê. Ev fonksiyona sereke ya xeta serpentine di pergala leza bilind de ye. Winding, dirêjahiya wekhev. Ewqas hêsan e. Rêza serpentine ji bo bayê dirêjahiya wekhev tê bikar anîn. Bi xêzkirina xeta serpentine, em dikarin bikin ku heman koma nîşanan xwedî heman dirêjî be, ji ber vê yekê piştî ku çîpê wergir sînyalê werdigire, dê dane ji ber derengiyên cihêreng ên li ser şopa PCB-ê nebe sedema. Hilbijartina xelet. Rêza serpentine wekî şopên li ser panelên PCB yên din e.

Ew ji bo girêdana sînyalan têne bikar anîn, lê dirêjtir in û tune ne. Ji ber vê yekê xeta serpentine ne kûr û ne pir tevlihev e. Ji ber ku ew mîna têlên din e, hin qaîdeyên têlkirinê yên ku bi gelemperî têne bikar anîn ji bo xetên serpentine jî têne sepandin. Di heman demê de, ji ber avahiya taybetî ya xêzên serpentine, divê hûn dema têlkirin bala xwe bidin wê. Mînakî, hewl bidin ku xetên serpentine bi hevûdu re dûrtir bihêlin. Kurttir, yanî li dor bendeke mezin bigerin wek ku tê gotin, li devereke piçûk pir qels û piçûk neçin.

Ev hemî ji bo kêmkirina destwerdana sînyalê dibe alîkar. Rêza serpentine dê ji ber zêdebûna çêkirî ya dirêjahiya rêzê bandorek xirab li ser sînyalê bike, ji ber vê yekê heya ku ew dikare pêdiviyên demsaziyê di pergalê de bicîh bîne, wê bikar neynin. Hin endezyar DDR an îşaretên bilez bikar tînin da ku dirêjahiya tevahiya komê wekhev bikin. Xêzên serpentine li seranserê panelê difirin. Wusa dixuye ku ev têl çêtir e. Bi rastî, ev tembel û bêberpirsiyarî ye. Gelek cihên ku ne hewce ne ku werin birîn birîn in, ku qada panelê xera dike, û di heman demê de kalîteya nîşanê jî kêm dike. Pêdivî ye ku em li gorî hewcedariyên leza sînyalê ya rastîn, zêdebariya derengiyê hesab bikin, da ku qaîdeyên têlkirina panelê diyar bikin.

Ji bilî fonksiyona dirêjahiya wekhev, çend fonksiyonên din ên xeta serpentine bi gelemperî di gotarên li ser Înternetê de têne behs kirin, ji ber vê yekê ez ê li vir jî bi kurtî li ser wê biaxivim.

1. Yek ji wan peyvên ku ez pir caran dibînim rola berhevdana impedansê ye. Ev gotin pir ecêb e. Impedance ya şopa PCB bi firehiya rêzê, berdewamiya dielektrîkê, û dûrahiya balafira referansê ve girêdayî ye. Kengê ew bi xeta serpentine ve girêdayî ye? Kengê şeklê şopê bandorê li impedansê dike? Ez nizanim çavkaniya vê gotinê ji ku tê.

2. jî tê gotin ku ew rola fîlterkirinê ye. Ev fonksiyon nikare bête gotin ku tune ye, lê divê di çerxên dîjîtal de fonksiyona fîlterkirinê tune be an jî ne hewce ye ku em vê fonksiyonê di çerxên dîjîtal de bikar bînin. Di çerxa frekansa radyoyê de, şopa serpentine dikare çerxek LC çêbike. Ger ew bandorek fîlterkirinê li ser nîşanek frekansê hebe, ew hîn jî paşeroj e.

3. wergirtina antenna. Ev dikare bibe. Em dikarin vê bandorê li ser hin têlefonên desta an jî radyoyan bibînin. Hin antên bi şopên PCB têne çêkirin.

4. Inductance. Ev dikare bibe. Hemî şopên li ser PCB-ê bi eslê xwe xwedan induktasyona parazît e. Çêkirina hin induktorên PCB-ê gengaz e.

5. Fuse. Ev bandor min matmayî dihêle. Têlê serpentine yê kurt û teng wekî sîgorteyê çawa dixebite? Dişewitin dema ku niha bilind e? Tablo nayê hilweşandin, bihayê vê sîgorteyê pir zêde ye, bi rastî ez nizanim dê di kîjan serîlêdanê de were bikar anîn.

Bi danasîna jorîn re, em dikarin zelal bikin ku di çerxên frekansa analog an radyoyê de, xetên serpentine hin fonksiyonên taybetî hene, ku ji hêla taybetmendiyên xêzên mîkroşînê ve têne destnîşankirin. Di sêwirana çerxa dîjîtal de, xeta serpentine bi dirêjahiya wekhev tê bikar anîn da ku bigihîje hevhevkirina demê. Wekî din, xeta serpentine dê bandorê li kalîteya nîşanê bike, ji ber vê yekê pêdivî ye ku pêdivîyên pergalê di pergalê de bêne zelal kirin, pêdivîbûna pergalê li gorî hewcedariyên rastîn were hesibandin, û xeta serpentine divê bi hişyarî were bikar anîn.