Layout dia iray amin’ireo fahaiza-manao fototra indrindra ho an’ny injeniera mpamorona PCB. Ny kalitaon’ny wiring dia hisy fiantraikany mivantana amin’ny fanatanterahana ny rafitra manontolo. Ny ankamaroan’ny teoria famolavolana haingam-pandeha dia tsy maintsy ampiharina amin’ny farany ary hamarinina amin’ny alàlan’ny Layout. Mazava ho azy fa ny wiring dia tena zava-dehibe haingam-pandeha PCB famolavolana. Ity manaraka ity dia hamakafaka ny maha-marina ny toe-javatra sasany izay mety hitranga amin’ny fametahana tariby tena izy, ary hanome paikady fampitaovana tsara kokoa.

Izy io dia hazavaina indrindra amin’ny lafiny telo: tariby zoro havanana, tariby differential ary tariby serpentine.

1. Fandrosoana zoro havanana

Wiring zoro havanana dia amin’ny ankapobeny toe-javatra izay mila ialana araka izay azo atao amin’ny PCB wiring, ary saika lasa iray amin’ireo fenitra amin’ny fandrefesana ny kalitaon’ny wiring. Dia manao ahoana ny fiantraikan’ny tariby zoro havanana amin’ny fampitana famantarana? Amin’ny ankapobeny, hanova ny sakan’ny tsipika fifindran’ny zoro havanana ny zotra havanana, ka miteraka fijanonana amin’ny impedance. Raha ny marina, tsy ny lalana zoro havanana ihany, fa koa ny zorony sy ny lalana acute-zoro dia mety hiteraka fiovana impedance.

Ny fiantraikan’ny fandalovana zoro havanana amin’ny famantarana dia hita taratra indrindra amin’ny lafiny telo:

Ny iray dia ny zorony dia mety mitovy amin’ny enta-mavesatra capacitive amin’ny tsipika fampitana, izay mampihena ny fotoana fiakarana; ny faharoa dia ny fijanonan’ny impedance dia hiteraka fisaintsainana famantarana; ny fahatelo dia ny EMI vokarin’ny tendron’ny zoro havanana.

Ny capacitance parasy vokatry ny zoro havanana amin’ny tsipika fampitana dia azo kajy amin’ny alàlan’ny formula empirical manaraka:

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

Ao amin’ny raikipohy etsy ambony, C dia manondro ny capacitance mitovy amin’ny zorony (unit: pF), W dia manondro ny sakan’ny trace (unit: inch), εr dia manondro ny dielectric tsy tapaka ny antonony, ary Z0 no toetra impedance. ny tsipika fampitana. Ohatra, ho an’ny tsipika fifindran’ny 4Mils 50 ohm (εr dia 4.3), ny capacitance entin’ny zoro havanana dia eo amin’ny 0.0101pF, ary avy eo dia azo tombanana ny fiovan’ny fotoana fiakarana vokatry izany:

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

Hita amin’ny alalan’ny kajikajy fa kely dia kely ny vokatry ny capacitance entin’ny trace zoro havanana.

Rehefa mitombo ny sakan’ny tsipika havanana dia hihena ny impedance ao, ka hisy trangan-javatra fisaintsainana famantarana. Afaka manao kajy ny impedance mitovy rehefa mitombo ny sakan’ny tsipika araka ny raikipohy kajy impedance voalaza ao amin’ny toko tsipika fifindran’ny, ary avy eo kajy ny fisaintsainana coefficient araka ny empirical raikipohy:

ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)

Amin’ny ankapobeny, ny fiovan’ny impedance vokatry ny tariby havanana dia eo anelanelan’ny 7% -20%, noho izany dia eo amin’ny 0.1 ny haavon’ny fisaintsainana ambony indrindra. Ankoatr’izay, araka ny hita amin’ny sary etsy ambany, ny impedance amin’ny tsipika fampitana dia miova ho faran’izay kely indrindra ao anatin’ny halavan’ny tsipika W / 2, ary avy eo miverina amin’ny impedance mahazatra aorian’ny fotoanan’ny W / 2. Ny fotoana fiovan’ny impedance manontolo dia tena fohy, matetika ao anatin’ny 10ps. Ao anatiny, ny fiovana haingana sy kely toy izany dia saika tsinontsinona amin’ny fampitana famantarana ankapobeny.

Olona maro no manana an’io fahatakarana io momba ny wiring zoro havanana. Mihevitra izy ireo fa mora ny mamindra na mandray onja elektromagnetika ny tendrony ary miteraka EMI. Izany dia lasa iray amin’ireo antony mahatonga ny olona maro hieritreritra fa ny wiring zoro havanana dia tsy azo alefa. Na izany aza, maro amin’ireo valin’ny fitsapana tena izy no mampiseho fa tsy hamokatra EMI mazava kokoa noho ny tsipika mahitsy ny dian-zoro havanana. Angamba ny zava-bita amin’izao fotoana izao sy ny haavon’ny fitsapana dia mametra ny fahamarinan’ny fitsapana, fa farafaharatsiny mampiseho olana izany. Ny taratra amin’ny tariby havanana dia efa kely kokoa noho ny fahadisoana fandrefesana ny fitaovana.

Amin’ny ankapobeny, ny lalana zoro havanana dia tsy mahatsiravina araka ny eritreretina. Farafaharatsiny amin’ny fampiharana eo ambanin’ny GHz, ny fiantraikany rehetra toy ny capacitance, ny fandinihana, ny EMI, sns. dia zara raha hita taratra amin’ny fitsapana TDR. Ny injeniera mpanamboatra PCB avo lenta dia tokony hifantoka amin’ny famolavolana, famolavolana herinaratra / tany, ary famolavolana tariby. Amin’ny alàlan’ny lavaka sy ny lafiny hafa. Mazava ho azy, na dia tsy dia lehibe loatra aza ny fiantraikan’ny tariby havanana, tsy midika izany fa afaka mampiasa tariby havanana isika amin’ny ho avy. Ny fiheverana amin’ny antsipiriany no kalitao fototra tsy maintsy ananan’ny injeniera mahay rehetra. Ankoatra izany, miaraka amin’ny fivoarana haingana ny faritra nomerika, PCB Ny fatran’ny famantarana nokarakarain’ny injeniera dia hitombo hatrany. Amin’ny sehatry ny famolavolana RF mihoatra ny 10GHz, ireo zoro havanana kely ireo dia mety ho lasa ifantohan’ny olana haingana.

2. Differential routing

Ny mari-pamantarana samihafa (DifferentialSignal) dia ampiasaina bebe kokoa amin’ny famolavolana faritra haingam-pandeha. Ny mari-pamantarana manakiana indrindra amin’ny fizaran-tany dia matetika novolavolaina miaraka amin’ny firafitry ny fahasamihafana. Inona no mampalaza azy io? Ahoana no hiantohana ny fahombiazany amin’ny famolavolana PCB? Miaraka amin’ireo fanontaniana roa ireo, dia miroso amin’ny fizarana manaraka amin’ny fifanakalozan-kevitra isika.

Inona no atao hoe famantarana differential? Amin’ny teny laika, ny fiafaran’ny fiara dia mandefa famantarana roa mitovy sy mivadika, ary ny fiafaran’ny mpandray dia mitsara ny lojika “0” na “1” amin’ny fampitahana ny fahasamihafana misy eo amin’ny roa tonta. Antsoina hoe traces differential ny soritra mitondra famantarana samihafa.

Raha ampitahaina amin’ny marika famantarana tokana tokana, ny mari-pamantarana samihafa dia manana tombony miharihary indrindra amin’ireto lafiny telo manaraka ireto:

a. Ny fahaizana manohitra ny fitsabahana matanjaka, satria ny fifamatorana misy eo amin’ireo dian-tongotra roa dia tena tsara. Rehefa misy fanelingelenana tabataba avy any ivelany, dia saika ampiarahina amin’ny tsipika roa miaraka izy ireo, ary ny fiafaran’ny fandraisana dia tsy miraharaha afa-tsy ny fahasamihafana misy eo amin’ireo famantarana roa ireo. Noho izany, ny tabataba fomba mahazatra ivelany dia azo foanana tanteraka. b. Afaka manafoana tsara ny EMI izy io. Noho io antony io ihany, noho ny fifanoheran’ireo famantarana roa ireo, dia afaka manafoana ny sahan’ny elektromagnetika avoakany. Arakaraka ny henjana kokoa ny fifamatorana, dia mihena ny angovo elektromagnetika mivoaka any ivelany. c. Marina ny fametrahana ny fotoana. Satria ny fiovan’ny fiovan’ny mari-pamantarana samihafa dia hita eo amin’ny fihaonan’ny famantarana roa, tsy toy ny famantarana tokana tokana, izay miankina amin’ny haavon’ny tokonam-baravarana avo sy ambany mba hamaritana, dia tsy dia misy fiantraikany amin’ny dingana sy ny mari-pana, izay mety mampihena ny fahadisoana amin’ny fotoana. , Fa mety kokoa ihany koa ho an’ny faritra famantarana amplitude ambany. Ny LVDS malaza amin’izao fotoana izao (lowvoltagedifferentialsignaling) dia manondro ity teknolojia famantarana kely amplitude differential ity.

Ho an’ny injeniera PCB, ny tena mampanahy dia ny fomba hahazoana antoka fa azo ampiasaina tanteraka amin’ny fandrindrana tena izy ireo tombony amin’ny fanerena samihafa. Angamba izay rehetra nifandray tamin’ny Layout dia hahatakatra ny fepetra ankapobeny amin’ny tariby differential, izany hoe, “mitovy halavany sy mitovy halavirana”. Ny halava mitovy dia ny hahazoana antoka fa ny famantarana roa differential dia mitazona polarities mifanohitra amin’ny fotoana rehetra ary mampihena ny singa fomba mahazatra; ny halavirana mitovy indrindra dia ny hahazoana antoka fa ny impedances differential ny roa dia mifanaraka sy mampihena ny fisaintsainana. “Arakaraka izay azo atao” indraindray dia iray amin’ireo fepetra takian’ny wiring differential. Saingy ireo fitsipika rehetra ireo dia tsy ampiasaina amin’ny fampiharana ara-mekanika, ary maro amin’ireo injeniera no toa mbola tsy mahatakatra ny maha-zava-dehibe ny fifindran’ny mari-pamantarana hafainganana haingana.

Ity manaraka ity dia mifantoka amin’ny tsy fifankahazoan-kevitra mahazatra amin’ny famolavolana famantarana marika PCB.

tsy fifankahazoana (nitranga in-1) : Heverina fa tsy mila fiaramanidina ambanin’ny tany ny mari-pamantarana samihafa ho toy ny lalan’ny fiverenana, na ny dian’ny diviziona dia manome lalana hiverenana. Ny anton’io tsy fifankahazoana io dia noho izy ireo misavoritaka amin’ny trangan-javatra tsy hita maso, na tsy dia lalina loatra ny mekanika amin’ny fampitana famantarana haingam-pandeha. Hita avy amin’ny firafitry ny faran’ny fandraisana amin’ny sary 1-8-15 fa mitovy sy mifanohitra ny rivotry ny emitter ny transistors Q3 sy Q4, ary ny kodiaran’izy ireo amin’ny tany dia mifamatotra tanteraka (I1 = 0), ka ny Ny fizaràn’ny difféciale dia ny bôtô mitovitovy ary ny mari-pamantarana feo hafa izay mety misy amin’ny herin’aratra sy ny fiaramanidina an-tanety dia tsy mahatsapa. Ny fanafoanana ny fiverenana amin’ny ampahany amin’ny fiaramanidina an-tanety dia tsy midika fa ny fizaran-tany diviziona dia tsy mampiasa ny fiaramanidina reference ho toy ny lalana miverina famantarana. Raha ny marina, ao amin’ny famakafakana fiverenana famantarana, dia mitovy ny fomba fiasan’ny tariby differential sy ny tariby tokana tokana, izany hoe, ny famantarana avo lenta dia Reflow hatrany amin’ny tadivavarana miaraka amin’ny inductance kely indrindra, ny fahasamihafana lehibe indrindra dia ny ankoatra ny ny coupling amin’ny tany, ny tsipika différence koa dia misy fifamatorana. Karazana coupling inona no matanjaka, iza no lasa lalan’ny fiverenana lehibe. Ny sary 1-8-16 dia diagrama schematic amin’ny fizarana sahan’ny geomagnetika amin’ny famantarana tokana tokana sy famantarana samihafa.

Ao amin’ny PCB circuit design, ny coupling eo differential dian dia amin’ny ankapobeny kely, matetika ihany no mitentina 10 ka hatramin’ny 20% ny coupling diplaoma, ary bebe kokoa dia ny coupling amin’ny tany, ka ny tena fiverenana lalana ny differential dian dia mbola misy eo amin’ny tany. fiaramanidina . Rehefa tapaka ny fiaramanidina ambanin’ny tany, ny fampifandraisana eo amin’ny dingan’ny differential dia hanome ny lalana miverina amin’ny faritra tsy misy fiaramanidina fanondro, araka ny aseho amin’ny sary 1-8-17. Na dia tsy matotra toy ny an’ny trace tokana tokana aza ny fiantraikan’ny fijanonan’ny fiaramanidina reference amin’ny trace differential, dia mbola hampihena ny kalitaon’ny mari-pamantarana samihafa izany ary hampitombo ny EMI, izay tokony hohalavirina araka izay azo atao. . Ny mpamorona sasany dia mino fa ny fiaramanidina reference eo ambanin’ny trace differential dia azo esorina mba hanakanana ireo famantarana mahazatra mahazatra amin’ny fifindran’ny differential. Na izany aza, io fomba io dia tsy ilaina amin’ny teoria. Ahoana no hifehezana ny impedance? Ny tsy fanomezan-dàlambe impedance tany ho an’ny famantarana mahazatra dia tsy maintsy hiteraka taratra EMI. Io fomba fanao io dia miteraka ratsy kokoa noho ny tsara.

Tsy fifankahazoana 2: Heverina fa ny fitazonana ny elanelana mitovy dia zava-dehibe kokoa noho ny halavan’ny tsipika mifanandrify. Amin’ny fisehon’ny PCB tena izy, matetika dia tsy azo atao ny mahafeno ny fepetra takian’ny famolavolana fahasamihafana amin’ny fotoana iray. Noho ny fisian’ny fizarana pin, vias, ary wiring toerana, ny tanjon’ny ny halavan’ny tsipika dia tsy maintsy ho tratra amin’ny alalan’ny fihodinkodinana araka ny tokony ho, fa ny vokany dia tsy maintsy ho ny faritra sasany amin’ny differential mpivady tsy afaka mifanitsy. Inona no tokony hataontsika amin’izao fotoana izao? Safidy inona? Alohan’ny hanatsoahan-kevitra dia andeha hojerentsika ireto vokatra simulation manaraka ireto.

Avy amin’ny valin’ny simulation etsy ambony, dia hita fa ny onjam-pandrefesana amin’ny Scheme 1 sy Scheme 2 dia saika mifanandrify, izany hoe, ny fiantraikan’ny elanelana tsy mitovy dia kely indrindra. Raha ampitahaina, ny fiantraikan’ny tsy fitovian’ny halavan’ny tsipika amin’ny fotoana dia lehibe kokoa. (Skema 3). Avy amin’ny famakafakana teorika, na dia mety hiova aza ny elanelana tsy mifanaraka amin’ny elanelana, satria tsy manan-danja ny fifamatorana eo amin’ny mpivady diviziona, dia kely dia kely ihany koa ny isan’ny fiovan’ny impedance, matetika ao anatin’ny 10%, izay mitovy amin’ny iray ihany. . Ny taratry ny lavaka dia tsy hisy fiantraikany lehibe amin’ny fampitana famantarana. Raha vantany vao tsy mifanandrify ny halavan’ny tsipika, ankoatra ny fanonerana ny fotoana, dia ampidirina ao amin’ny mari-pamantarana samihafa ny singa maodely mahazatra, izay mampihena ny kalitaon’ny famantarana ary mampitombo ny EMI.

Azo lazaina fa ny fitsipika manan-danja indrindra eo amin’ny famolavolana ny PCB differential dian dia ny halavan’ny tsipika mifanandrify, ary ny fitsipika hafa dia azo flexibly mitantana araka ny famolavolana fepetra sy ny fampiharana azo ampiharina.

Tsy fifankazahoana 3: Eritrereto fa tsy maintsy mifanakaiky be ny tariby differential. Ny fitazonana ny dingan’ny diviziona akaiky dia tsy inona fa ny fanatsarana ny fifandraisany, izay tsy vitan’ny manatsara ny tsy fahampiana amin’ny tabataba, fa koa mampiasa tanteraka ny polarity mifanohitra amin’ny sahan’andriamby mba hanonerana ny fitsabahana elektromagnetika amin’ny tontolo ivelany. Na dia tena mahasoa aza io fomba fiasa io amin’ny ankamaroan’ny toe-javatra, dia tsy tanteraka izany. Raha azontsika atao ny miantoka fa voaro tanteraka amin’ny fitsabahana ivelany izy ireo, dia tsy mila mampiasa fampifandraisana matanjaka isika mba hahatratrarana ny fitsabahana. Ary ny tanjon’ny fanafoanana ny EMI. Ahoana no ahafahantsika miantoka ny fitokanana tsara sy ny fiarovana ny dian-diva samihafa? Ny fampitomboana ny elanelana miaraka amin’ireo dian-pamantarana hafa dia iray amin’ireo fomba fototra indrindra. Mihena ny herin’ny saha elektromagnetika miaraka amin’ny efamira amin’ny halavirana. Amin’ny ankapobeny, rehefa mihoatra ny in-4 amin’ny sakan’ny tsipika ny elanelan’ny tsipika, dia tena malemy ny fanelingelenana eo amin’izy ireo. Azo atao tsinontsinona. Ankoatra izany, ny fitokanana amin’ny fiaramanidina an-tanety dia afaka mitana anjara toerana fiarovana tsara. Ity rafitra ity dia matetika ampiasaina amin’ny famolavolana PCB avo lenta (mihoatra ny 10G). Antsoina hoe rafitra CPW izy io, izay afaka miantoka ny impedance henjana. Fanaraha-maso (2Z0), araka ny aseho amin’ny sary 1-8-19.

Ny dingan’ny differential dia afaka mihazakazaka amin’ny sosona famantarana samihafa ihany koa, saingy ity fomba ity dia tsy soso-kevitra amin’ny ankapobeny, satria ny fahasamihafan’ny impedance sy ny vias novokarin’ny sosona samihafa dia handrava ny fiantraikan’ny fifindran’ny fomba samihafa ary hampiditra feo mahazatra. Ankoatr’izay, raha tsy mifamatotra mafy ny sosona roa mifanakaiky, dia hampihena ny fahafahan’ny trace differential hanohitra ny tabataba, fa raha azonao atao ny mitazona ny elanelana mety amin’ny dian’ny manodidina, dia tsy olana ny crosstalk. Amin’ny matetika matetika (ambany GHz), ny EMI dia tsy ho olana lehibe. Ny fanandramana dia naneho fa ny fihenan’ny angovo taratra amin’ny halaviran’ny 500 mils avy amin’ny trace differential dia nahatratra 60 dB amin’ny halavirana 3 metatra, izay ampy hahafeno ny fenitry ny taratra elektromagnetika FCC, ka tsy mila manahy ny mpamorona. betsaka momba ny tsy mifanaraka amin’ny elektromagnetika vokatry ny tsy fahampian’ny tsipika diviziona.

3. Tsipika serpentine

Ny tsipika bibilava dia karazana fomba fandalovana matetika ampiasaina amin’ny Layout. Ny tena tanjony dia ny hanitsy ny fahatarana mba hahafeno ny fepetra takian’ny famolavolana ny fotoana rafitra. Ny mpamorona dia tsy maintsy manana an’io fahatakarana io aloha: ny tsipika serpentine dia handrava ny kalitaon’ny famantarana, hanova ny fahataran’ny fandefasana, ary hiezaka ny tsy hampiasa azy io rehefa manao tariby. Na izany aza, amin’ny endrika tena izy, mba hahazoana antoka fa manana fotoana fitazonana ampy ny famantarana, na hampihenana ny fotoana fanonerana eo amin’ny vondrona famantarana iray ihany, dia ilaina matetika ny minia manodina ny tariby.

Noho izany, inona no fiantraikan’ny tsipika serpentine amin’ny fampitana famantarana? Inona no tokony hojereko rehefa wiring? Ny masontsivana roa manan-danja indrindra dia ny halavan’ny fifamatorana mifanitsy (Lp) sy ny halaviran’ny fifamatorana (S), araka ny aseho amin’ny sary 1-8-21. Mazava ho azy, rehefa ampitaina amin’ny serpentine trace ny famantarana, dia hatambatra amin’ny fomba différence ny tsipika mifanila. Arakaraky ny kely kokoa ny S sy ny lehibe kokoa ny Lp, ny lehibe kokoa ny haavon’ny coupling. Mety hampihena ny fahataran’ny fampitana izany, ary hihena be ny kalitaon’ny famantarana noho ny crosstalk. Ny mekanika dia afaka manondro ny famakafakana ny fomba fanao mahazatra sy ny fifampiresahana amin’ny fomba samihafa ao amin’ny Toko 3.

Ireto manaraka ireto dia soso-kevitra vitsivitsy ho an’ny injeniera Layout rehefa mifandray amin’ny tsipika serpentine:

1. Miezaha hampitombo ny halavirana (S) amin’ny tsipika mifanila, fara fahakeliny, mihoatra ny 3H, H dia manondro ny halaviran’ny famantarana famantarana mankany amin’ny fiaramanidina fanondro. Amin’ny teny laika dia ny mandeha amin’ny fiolahana lehibe. Raha mbola lehibe ny S, dia azo ialana tanteraka ny vokatry ny fifamatorana. 2. Ahena ny halavan’ny fifamatorana Lp. Rehefa manakaiky na mihoatra ny fotoana fiakaran’ny famantarana ny fahatarana Lp avo roa heny, dia hahatratra saturation ny crosstalk vokarina. 3. Ny fahataran’ny fampitana famantarana vokatry ny tsipika serpentine amin’ny Strip-Line na Embedded Micro-strip dia kely noho ny an’ny Micro-strip. Amin’ny teoria, ny stripline dia tsy hisy fiantraikany amin’ny tahan’ny fifindrana noho ny crosstalk mode differential. 4. Ho an’ny tsipika famantarana haingam-pandeha sy ireo izay manana fepetra hentitra amin’ny fotoana, andramo ny tsy hampiasa tsipika serpentina, indrindra amin’ny faritra kely. 5. Azonao atao matetika ny mampiasa dian serpentine amin’ny zoro rehetra, toy ny rafitra C ao amin’ny Figure 1-8-20, izay afaka mampihena tsara ny fifamatorana. 6. Ao amin’ny famolavolana PCB haingam-pandeha, ny tsipika serpentine dia tsy manana ilay antsoina hoe fanivanana na fanoherana ny fanelingelenana, ary mety hampihena ny kalitaon’ny famantarana ihany, noho izany dia ampiasaina amin’ny fampifanarahana ny fotoana fotsiny izy io ary tsy misy tanjona hafa. 7. Indraindray ianao dia afaka mihevitra ny spiral routing ho an’ny fikomiana. Ny simulation dia mampiseho fa ny vokany dia tsara kokoa noho ny mahazatra serpentine routing.