Kia mohio ai ki te rarangi nakahi, me korero tatou PCB ararere tuatahi. Ko te ahua nei kaore e tika kia whakaurua mai. Karekau te miihini taputapu e mahi waea waea ia ra? Ko nga tohu katoa i runga i te PCB ka toia takitahi e te miihini taputapu. He aha te korero? Inaa, kei roto i tenei ararere ngawari he maha nga tohu matauranga kaore e warewarehia e tatou. Hei tauira, te ariā o te raina miihiniiti me te raina tarai. Ma te ngawari, ko te raina microstrip te tohu e rere ana i runga i te mata o te papa PCB, a ko te raina ko te tohu e rere ana i runga i te paparanga o roto o te PCB. He aha te rereketanga o enei rarangi e rua?

Ko te rererangi tohutoro o te raina microstrip ko te papa whenua o te paparanga o roto o te PCB, a ko tetahi atu taha o te tohu ka kitea ki te hau, na te mea ka kore e rite te haerere hiko huri noa i te waahi. Hei tauira, ko te taima dielectric o to tatou tïpako FR4 e whakamahia nuitia ana ko te A tawhio noa 4.2, ko te u tonu o te hau ko te 1. He rererangi tohutoro kei nga taha o runga me raro o te raina tarai, kua whakauruhia te tohu katoa ki roto i te taputapu PCB, ā, he rite tonu te pūmau dielectric huri noa i te tohu. Ma tenei ano ka tukuna te ngaru TEM ki runga i te raina tarai, ka tukuna te ngaru quasi-TEM ki te raina miihiniiti. He aha te ngaru quasi-TEM? Ko te mea na te koretake o te wahanga i te atanga i waenga i te hau me te taputapu PCB. He aha te ngaru TEM? Mena ka keri hohonu koe mo tenei take, kare e taea e koe te whakaoti i roto i te tekau marama me te hawhe.

Kia poto te roa o te korero, ahakoa he raina moroiti, he raina taratahi ranei, ko ta raatau mahi he kawe tohu, ahakoa tohu matihiko, tohu tairitenga ranei. Ka tukuna enei tohu ki te ahua o nga ngaru hiko mai i tetahi pito ki tetahi atu i roto i te tohu. I te mea he ngaru, me tere te tere. He aha te tere o te tohu i runga i te tohu PCB? E ai ki te rerekeetanga o te taima dielectric, he rereke ano te tere. Ko te tere toronga o nga ngaru hiko i te rangi ko te tere rongonui o te marama. Me tatau te tere tohanga i etahi atu papaa ma te tauira e whai ake nei:

V=C/Er0.5

I roto ia ratou, ko te V te tere whakatö i roto i te reo, ko C te tere o te marama, ko Er te taurua dielectric o te reo. Na roto i tenei tauira, ka taea e maatau te tatau i te tere tuku o te tohu i runga i te tohu PCB. Hei tauira, ka tango noa tatou i te taumau dielectric o te rauemi turanga FR4 ki te tauira hei tatau, ara, ko te tere tuku o te tohu i roto i te rauemi turanga FR4 ko te haurua o te tere o te marama. Heoi, na te mea ko te haurua o te raina microstrip e whai ana i runga i te mata kei te rangi me te haurua kei roto i te tïpako, ka iti haere te uhinga dielectric, no reira ka tere ake te tere tuku atu i tera o te raina tarai. Ko nga raraunga whaimana e whakamahia nuitia ana ko te roanga o te raina moroiti he tata ki te 140ps/inihi, a ko te roanga o te raina tarai he 166ps/inihi.

Ka rite ki taku korero i mua, kotahi noa te kaupapa, ara, kua roa te tuku tohu i runga i te PCB! Arā, kaore te tohu e tukuna ki tetahi atu titi na roto i te waea waea i te wa tonu i muri i te tukunga o tetahi titi. Ahakoa he tere te tere o te tuku tohu, mena he roa te roa o te tohu, ka pa ki te tuku tohu. Hei tauira, mo te tohu 1GHz, ko te 1ns te wa, a ko te wa o te pikinga, te heke ranei o te mata he tata ki te kotahi hautekau o te wa, katahi ka 100ps. Mena ka neke ake te roa o to maatau tohu ki te 1 inihi (tata ki te 2.54 cm), ka nui ake te roa o te tuku i te taha piki. Mena ka neke ake te tohu i te 8 inihi (tata ki te 20 cm), katahi ka roa te huringa o te huringa!

Ka puta mai he nui te paanga o te PCB, he mea tino noa mo o maatau papa ki te neke atu i te 1inihi tohu. Ka pa te roa ki te whakahaeretanga o te poari? Ma te titiro ki te punaha tuturu, mena he tohu noa iho kaore koe e hiahia ki te whakaweto i etahi atu tohu, karekau he painga o te whakaroa. Heoi, i roto i te punaha tere-tere, ka whai mana tenei whakaroa. Hei tauira, ko o tatou matūriki mahara noa e hono ana i te ahua o te pahi, me nga raina raraunga, nga rarangi wahitau, nga karaka, me nga raina whakahaere. Tirohia to maatau atanga ataata. Ahakoa te maha o nga hongere HDMI, DVI ranei, kei roto nga hongere raraunga me nga waahana karaka. Ko etahi kawa pahi ranei, ko enei katoa he tuku tukutahi o nga raraunga me te karaka. Na, i roto i te punaha tere tere, ko enei tohu karaka me nga tohu raraunga ka tukuna mai i te maramara matua. Mena he ngoikore te hoahoa tohu PCB, he rereke te roa o te tohu karaka me te tohu raraunga. He ngawari ki te he te whakatauira i nga raraunga, katahi ka kore te punaha katoa e mahi noa.

Me aha tatou ki te whakaoti i tenei raru? Ko te tikanga, ka whakaaro tatou, ki te whakaroahia nga tapahanga poto-roa kia rite tonu nga tapahanga o te roopu kotahi, katahi ka rite te roa? Me pehea te roa o te waea? Haere huri noa! Bingo! Ehara i te mea ngawari ki te hoki ki te kaupapa. Koinei te mahi matua o te raina nakahi i roto i te punaha tere-tere. Awhiowhio, rite te roa. He maamaa noa. Ka whakamahia te raina nakahi hei hau i te roa rite. Ma te tuhi i te raina nakahi, ka taea e taatau te hanga i te roopu o nga tohu kia rite te roa, na i muri i te whiwhinga o te maramara i te tohu, kaore nga raraunga e puta mai i nga rereke rereke i runga i te tohu PCB. He kowhiri. Ko te raina nakahi he rite ki nga tohu i runga i etahi atu papa PCB.

Ka whakamahia hei hono i nga tohu, engari he roa ake, karekau. Na ko te raina nakahi kaore i te hohonu, kaore hoki i te tino uaua. I te mea he rite ki etahi atu waea, ko etahi ture waea e whakamahia nuitia ana e pa ana ki nga raina nakahi. I te wa ano, na te hanganga motuhake o nga raina nakahi, me whakarongo koe ki te waea. Hei tauira, ngana ki te pupuri i nga raina nakahi kia whakarara ki a ratou ano. He poto ake, ara, haere ki tetahi piko nui e kii ana te whakatauki, kaua e mato, kia iti rawa ki te waahi iti.

Ka awhina tenei katoa ki te whakaiti i te pokanoa tohu. Ka kino te awe o te raina nakahi i runga i te tohu na te pikinga o te roa o te raina, na te mea ka taea e ia te whakatutuki i nga whakaritenga o te waa i roto i te punaha, kaua e whakamahia. Ko etahi o nga miihini e whakamahi ana i nga tohu DDR, tere-tere ranei kia rite te roa o te roopu katoa. Ka rere nga raina nakahi puta noa i te papa. Te ahua nei he pai ake te waea. Inaa, he mangere tenei, he kore haepapa. He maha nga waahi kaore e tika kia werohia ka whara, ka maumauria te waahi o te poari, ka whakaiti hoki i te kounga tohu. Me tatau tatou i te roanga o te whakaroa i runga i nga whakaritenga tere o te tohu, hei whakatau i nga ture waea a te poari.

I tua atu i te mahi o te roa rite, he maha atu nga mahi o te raina nakahi e whakahuahia ana i roto i nga tuhinga i runga i te Ipurangi, na reira ka korero poto ano ahau mo konei.

1. Ko tetahi o nga kupu ka kitea e au ko te mahi o te whakatairite impedance. He tino rerekee tenei korero. Ko te impedance o te tohu PCB e pa ana ki te whanui o te raina, te taurangi dielectric, me te tawhiti o te rererangi tohutoro. He aha te hononga ki te raina nakahi? Ahea te ahua o te tohu ka pa ki te impedance? Kare au i te mohio no hea te putake o tenei korero.

2. e kiia ana ko te mahi tātari. Kaore e taea te kii kei te ngaro tenei mahi, engari me kore he mahi tātari i roto i nga iahiko matihiko, kaore ranei e tika kia whakamahia tenei mahi i roto i nga iahiko matihiko. I roto i te ara iahiko auau reo irirangi, ka taea e te tohu nakahi te hanga i tetahi ara iahiko LC. Mēnā he pānga tātari i runga i tētahi tohu auau, he tawhito tonu.

3. Te whiwhi antenna. Ka taea tenei. Ka kite tatou i tenei paanga ki etahi waea pukoro, reo irirangi ranei. Ko etahi antenna he mea hanga ki nga tohu PCB.

4. Inductance. Ka taea tenei. Ko nga tohu katoa i runga i te PCB i te tuatahi he inductance parasitic. Ka taea ki te hanga etahi inductors PCB.

5. Puka. Ko tenei paanga ka raru ahau. He pehea te mahi a te waea nakahi poto me te whaiti hei hononga? Ka wera i te wa e kaha ana te au? Karekau te papa i whakakorehia, he nui rawa te utu o tenei whaa, kaore au i te tino mohio he aha te momo tono ka whakamahia.

Na roto i te whakataki i runga ake nei, ka taea e taatau te whakamarama i roto i nga iahiko tairitenga, irirangi ranei, ko nga raina nakahi etahi mahi motuhake, e whakatauhia ana e nga ahuatanga o nga raina microstrip. I roto i te hoahoa ara iahiko matihiko, ka whakamahia te raina nakahi mo te rite te roa ki te whakatutuki i te wa taurite. I tua atu, ko te raina nakahi ka pa ki te kounga o te tohu, na me whakamarama nga whakaritenga o te punaha i roto i te punaha, me tatau te taapiri o te punaha kia rite ki nga whakaritenga pono, me te whakamahi i te raina nakahi me te tupato.