Могойн шугамыг ойлгохын тулд ярилцъя ПХБ-ийн эхлээд чиглүүлэлт хийх. Энэ ойлголтыг нэвтрүүлэх шаардлагагүй юм шиг байна. Техник хангамжийн инженер өдөр бүр утас татах ажил хийдэг юм биш үү? ПХБ дээрх ул мөр бүрийг техник хангамжийн инженер нэг нэгээр нь зурдаг. Юу хэлж болох вэ? Үнэн хэрэгтээ энэхүү энгийн чиглүүлэлт нь бидний үл тоомсорлодог олон мэдлэгийн цэгүүдийг агуулдаг. Жишээ нь, бичил туузан шугам, туузан шугам гэсэн ойлголт. Энгийнээр хэлбэл, микро туузан шугам нь ПХБ хавтангийн гадаргуу дээр гүйдэг мөр, туузан шугам нь ПХБ-ийн дотоод давхарга дээр ажилладаг ул мөр юм. Энэ хоёр мөрийн хооронд ямар ялгаа байна вэ?

Микро туузан шугамын жишиг хавтгай нь ПХБ-ийн дотоод давхаргын газрын хавтгай бөгөөд ул мөрний нөгөө тал нь агаарт ил гарсан тул ул мөрийн эргэн тойрон дахь диэлектрик тогтмол нь үл нийцэх болно. Жишээлбэл, бидний түгээмэл хэрэглэгддэг FR4 субстратын диэлектрик тогтмол нь 4.2 орчим, агаарын диэлектрик тогтмол нь 1. Туузан шугамын дээд ба доод талд лавлагаа хавтгай байдаг, бүх ул мөр нь ПХБ субстрат дотор суулгагдсан байдаг. мөн ул мөрийг тойрсон диэлектрик тогтмол нь ижил байна. Энэ нь мөн TEM долгионыг туузан шугам дээр дамжуулахад хүргэдэг бол бараг TEM долгион нь микро туузан шугам дээр дамждаг. Яагаад энэ нь бараг TEM долгион юм бэ? Энэ нь агаар ба ПХБ-ийн субстрат хоорондын интерфэйс дэх фазын үл нийцэлтэй холбоотой юм. TEM долгион гэж юу вэ? Энэ асуудлыг гүнзгийрүүлбэл арван сар хагасын дотор дуусгаж чадахгүй.

Урт түүхийг товчхон хэлэхэд, энэ нь бичил тууз эсвэл туузан шугам байхаас үл хамааран тэдгээрийн үүрэг нь дижитал дохио эсвэл аналог дохиог дамжуулахаас өөр зүйл биш юм. Эдгээр дохио нь цахилгаан соронзон долгионы хэлбэрээр нэг төгсгөлөөс нөгөө зах руу дамждаг. Энэ нь долгион учраас хурд байх ёстой. ПХБ-ийн ул мөр дээрх дохионы хурд хэд вэ? Диэлектрик тогтмолын ялгаанаас хамааран хурд нь бас өөр байна. Агаар дахь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд нь гэрлийн сайн мэддэг хурд юм. Бусад орчин дахь тархалтын хурдыг дараах томъёогоор тооцоолно.

V=C/Er0.5

Тэдгээрийн дотроос V нь орчинд тархах хурд, C нь гэрлийн хурд, Эр нь орчны диэлектрик тогтмол юм. Энэ томьёогоор дамжуулан бид ПХБ-ийн ул мөр дээрх дохионы дамжуулах хурдыг хялбархан тооцоолж чадна. Жишээлбэл, бид FR4 үндсэн материалын диэлектрик тогтмолыг тооцоолохдоо зүгээр л томъёонд оруулдаг, өөрөөр хэлбэл FR4 үндсэн материал дахь дохионы дамжуулах хурд нь гэрлийн хурдны хагастай тэнцүү байна. Гэсэн хэдий ч гадаргуу дээр зурсан бичил туузны шугамын тал нь агаарт, тал нь субстрат дотор байдаг тул диэлектрик тогтмол бага зэрэг буурах тул дамжуулах хурд нь туузан шугамаас арай хурдан байх болно. Түгээмэл хэрэглэгддэг эмпирик өгөгдлүүд нь микро зурвасын шугамын саатал 140ps/инч, зурвасын саатал нь 166ps/инч орчим байдаг.

Өмнө нь хэлсэнчлэн ганц л зорилготой, өөрөөр хэлбэл ПХБ дээрх дохионы дамжуулалт хойшлогддог! Өөрөөр хэлбэл, нэг зүү илгээсний дараа дохио нь утсаар дамжуулан нөгөө зүү рүү шууд дамждаггүй. Хэдийгээр дохио дамжуулах хурд нь маш хурдан боловч ул мөрийн урт хангалттай урт байвал дохионы дамжуулалтад нөлөөлнө. Жишээлбэл, 1ГГц дохионы хувьд үе нь 1ns, ирмэгийн өсөлт эсвэл буурах хугацаа нь хугацааны аравны нэг орчим байвал 100ps байна. Хэрэв бидний мөрний урт 1 инчээс (ойролцоогоор 2.54 см) давсан бол дамжуулалтын саатал өсөх ирмэгээс илүү байх болно. Хэрэв ул мөр нь 8 инчээс (ойролцоогоор 20 см) хэтэрсэн бол саатал нь бүтэн мөчлөг болно!

ПХБ нь ийм том нөлөө үзүүлдэг тул манай хавтангуудад 1 инчээс илүү ул мөр байх нь элбэг байдаг. Саатал нь ТУЗ-ийн хэвийн үйл ажиллагаанд нөлөөлөх үү? Бодит системийг харахад энэ нь зүгээр л дохио бөгөөд та бусад дохиог унтраахыг хүсэхгүй байгаа бол саатал ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй юм шиг байна. Гэсэн хэдий ч өндөр хурдны системд энэ саатал үнэндээ хүчин төгөлдөр болно. Жишээлбэл, бидний нийтлэг санах ойн хэсгүүд нь өгөгдлийн шугам, хаягийн шугам, цаг, хяналтын шугамтай автобус хэлбэрээр холбогддог. Манай видео интерфэйсийг харна уу. Хэчнээн суваг HDMI эсвэл DVI байхаас үл хамааран энэ нь мэдээллийн суваг болон цагны сувгуудыг агуулна. Эсвэл зарим автобусны протоколууд нь бүгд өгөгдөл, цагийг синхрон дамжуулдаг. Дараа нь бодит өндөр хурдны системд эдгээр цагийн дохио болон өгөгдлийн дохиог үндсэн чипээс синхроноор илгээдэг. Хэрэв манай ПХБ-ийн ул мөрийн загвар муу байвал цагны дохио болон өгөгдлийн дохионы урт маш өөр байна. Өгөгдлийг буруу түүвэрлэх нь амархан бөгөөд дараа нь бүх систем хэвийн ажиллахгүй болно.

Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид юу хийх ёстой вэ? Мэдээжийн хэрэг, хэрэв богино урттай ул мөрийг уртасгаж, ижил бүлгийн ул мөрийн урт ижил байвал саатал нь ижил байх болно гэж бид бодох байсан уу? Хэрхэн утсыг уртасгах вэ? Тойрох! Бинго! Эцэст нь энэ сэдэв рүү буцах амаргүй. Энэ бол өндөр хурдны систем дэх серпентин шугамын гол үүрэг юм. Ороомог, ижил урттай. Ийм энгийн. Могойн шугамыг ижил урттай салхилахад ашигладаг. Могойн шугамыг зурснаар бид ижил бүлгийн дохиог ижил урттай болгож болох бөгөөд ингэснээр хүлээн авагч чип дохиог хүлээн авсны дараа өгөгдөл нь ПХБ-ийн ул мөр дээрх янз бүрийн сааталаас үүсэхгүй. Буруу сонголт. Могойн шугам нь бусад ПХБ хавтан дээрх ул мөртэй ижил байна.

Тэдгээр нь дохиог холбоход ашиглагддаг, гэхдээ тэдгээр нь урт бөгөөд байхгүй. Тиймээс могойн шугам нь гүн биш, хэтэрхий төвөгтэй биш юм. Энэ нь бусад утаснуудтай адил тул зарим түгээмэл хэрэглэгддэг утаснуудын дүрмийг могойн шугамд бас ашигладаг. Үүний зэрэгцээ могойн шугамын тусгай бүтэцтэй тул утас тавихдаа үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Жишээлбэл, могойн шугамыг бие биенээсээ илүү хол байлгахыг хичээ. Богино, өөрөөр хэлбэл, жижиг газар хэтэрхий нягт, хэтэрхий жижиг явахгүй гэж хэлдэг шиг том тохойг тойрч яв.

Энэ бүхэн дохионы хөндлөнгийн оролцоог багасгахад тусалдаг. Могой шугам нь шугамын уртыг зохиомлоор нэмэгдүүлснээр дохионд муугаар нөлөөлөх тул систем дэх цаг хугацааны шаардлагад нийцэж байгаа бол үүнийг бүү ашигла. Зарим инженерүүд бүхэл бүтэн бүлгийг ижил урттай болгохын тулд DDR эсвэл өндөр хурдны дохиог ашигладаг. Могойн шугамууд бүх самбар дээр нисдэг. Энэ нь илүү сайн утас байх шиг байна. Үнэндээ энэ бол залхуу, хариуцлагагүй явдал юм. Шарх шаардлагагүй олон газар шархдаж, самбарын талбайг үрж, дохионы чанарыг бууруулдаг. Самбарын утсыг холбох дүрмийг тодорхойлохын тулд бид дохионы хурдны бодит шаардлагын дагуу саатлын илүүдэлийг тооцоолох хэрэгтэй.

Тэнцүү урттай функцээс гадна могой шугамын бусад хэд хэдэн функцийг Интернет дэх нийтлэлүүдэд ихэвчлэн дурддаг тул би энэ талаар товч ярих болно.

1. Миний байнга хардаг үгсийн нэг бол эсэргүүцэл тааруулах үүрэг юм. Энэ мэдэгдэл нь маш хачирхалтай юм. ПХБ-ийн ул мөрийн эсэргүүцэл нь шугамын өргөн, диэлектрик тогтмол, жишиг хавтгайн зайтай холбоотой. Энэ нь могойн шугамтай хэзээ холбоотой вэ? Мөрний хэлбэр нь эсэргүүцэлд хэзээ нөлөөлдөг вэ? Энэ мэдэгдлийн эх сурвалж хаанаас гараад байгааг би мэдэхгүй.

2. шүүлтүүрийн үүрэг гэж бас хэлдэг. Энэ функц байхгүй гэж хэлж болохгүй, гэхдээ дижитал хэлхээнд шүүлтүүрийн функц байх ёсгүй эсвэл бид дижитал хэлхээнд энэ функцийг ашиглах шаардлагагүй. Радио давтамжийн хэлхээнд серпентины ул мөр нь LC хэлхээг үүсгэж болно. Хэрэв энэ нь тодорхой давтамжийн дохионд шүүлтүүрийн нөлөө үзүүлдэг бол энэ нь өнгөрсөн хэвээр байна.

3. Хүлээн авах антенн. Энэ байж болно. Энэ нөлөөг бид зарим гар утас эсвэл радио дээр харж болно. Зарим антенууд нь ПХБ-ийн ул мөртэй байдаг.

4. Индукц. Энэ байж болно. ПХБ дээрх бүх ул мөр нь шимэгчийн индукцтэй байдаг. Зарим ПХБ-ийн индукторуудыг хийх боломжтой.

5. Гал хамгаалагч. Энэ нөлөө намайг гайхшруулж байна. Богино ба нарийн могой утас нь гал хамгаалагчийн үүргийг хэрхэн гүйцэтгэдэг вэ? Гүйдэл ихтэй үед шатах уу? Самбар нь хаягдаагүй, энэ гал хамгаалагчийн үнэ хэтэрхий өндөр байна, ямар төрлийн хэрэглээнд ашиглахыг би үнэхээр мэдэхгүй байна.

Дээрх танилцуулгад бид аналог эсвэл радио давтамжийн хэлхээнд серпентин шугамууд нь микро зурвасын шугамын шинж чанараар тодорхойлогддог зарим тусгай функцтэй байдаг гэдгийг тодруулж болно. Тоон хэлхээний загварт могойн шугамыг цаг хугацааны тохируулгад хүрэхийн тулд ижил урттай ашигладаг. Түүнчлэн могой шугам нь дохионы чанарт нөлөөлөх тул системд системийн шаардлагыг тодорхой болгож, системийн илүүдлийг бодит шаардлагын дагуу тооцож, могой шугамыг болгоомжтой ашиглах хэрэгтэй.