Untuk memahami garis serpentin, mari kita bercakap tentang BPA penghalaan dahulu. Konsep ini nampaknya tidak perlu diperkenalkan. Bukankah jurutera perkakasan melakukan kerja pendawaian setiap hari? Setiap kesan pada PCB dikeluarkan satu demi satu oleh jurutera perkakasan. Apa yang boleh dikatakan? Malah, laluan mudah ini juga mengandungi banyak titik pengetahuan yang biasanya kita abaikan. Contohnya, konsep garisan mikrojalur dan garis jalur. Ringkasnya, garis jalur mikro ialah jejak yang berjalan pada permukaan papan PCB, dan garis jalur adalah jejak yang berjalan pada lapisan dalam PCB. Apakah perbezaan antara dua baris ini?

Satah rujukan garisan mikrojalur ialah satah tanah bagi lapisan dalam PCB, dan bahagian lain surih terdedah kepada udara, yang menyebabkan pemalar dielektrik di sekeliling surih menjadi tidak konsisten. Sebagai contoh, pemalar dielektrik substrat FR4 kami yang biasa digunakan ialah Sekitar 4.2, pemalar dielektrik udara ialah 1. Terdapat satah rujukan pada kedua-dua bahagian atas dan bawah garis jalur, keseluruhan surih tertanam dalam substrat PCB, dan pemalar dielektrik di sekeliling surih adalah sama. Ini juga menyebabkan gelombang TEM dihantar pada garis jalur, manakala gelombang kuasi-TEM dihantar pada garis jalur mikro. Mengapa ia gelombang quasi-TEM? Ini disebabkan oleh ketidakpadanan fasa pada antara muka antara udara dan substrat PCB. Apakah gelombang TEM? Jika anda mendalami isu ini, anda tidak akan dapat menyelesaikannya dalam masa sepuluh setengah bulan.

Dipendekkan cerita, sama ada garis jalur mikro atau garis jalur, peranan mereka tidak lebih daripada membawa isyarat, sama ada isyarat digital atau isyarat analog. Isyarat ini dihantar dalam bentuk gelombang elektromagnet dari satu hujung ke hujung yang lain dalam jejak. Oleh kerana ia adalah gelombang, mesti ada kelajuan. Apakah kelajuan isyarat pada jejak PCB? Mengikut perbezaan pemalar dielektrik, kelajuan juga berbeza. Kelajuan perambatan gelombang elektromagnet di udara adalah kelajuan cahaya yang terkenal. Halaju perambatan dalam media lain mesti dikira dengan formula berikut:

V=C/Er0.5

Antaranya, V ialah kelajuan perambatan dalam medium, C ialah kelajuan cahaya, dan Er ialah pemalar dielektrik medium. Melalui formula ini, kita boleh mengira dengan mudah kelajuan penghantaran isyarat pada surih PCB. Sebagai contoh, kita hanya mengambil pemalar dielektrik bahan asas FR4 ke dalam formula untuk mengiranya, iaitu, kelajuan penghantaran isyarat dalam bahan asas FR4 adalah separuh daripada kelajuan cahaya. Walau bagaimanapun, kerana separuh daripada garis jalur mikro yang dikesan di permukaan berada di udara dan separuh di substrat, pemalar dielektrik akan berkurangan sedikit, jadi kelajuan penghantaran akan lebih cepat sedikit daripada garis jalur. Data empirikal yang biasa digunakan ialah kelewatan jejak garisan mikrojalur adalah kira-kira 140ps/inci, dan kelewatan surih garis jalur adalah kira-kira 166ps/inci.

Seperti yang saya katakan sebelum ini, hanya ada satu tujuan, iaitu penghantaran isyarat pada PCB ditangguhkan! Maksudnya, isyarat tidak dihantar ke pin lain melalui pendawaian dalam sekelip mata selepas satu pin dihantar. Walaupun kelajuan penghantaran isyarat sangat cepat, selagi panjang jejak cukup panjang, ia masih akan menjejaskan penghantaran isyarat. Contohnya, untuk isyarat 1GHz, tempohnya ialah 1ns, dan masa kelebihan naik atau turun ialah kira-kira satu persepuluh daripada tempoh itu, maka ia adalah 100ps. Jika panjang jejak kami melebihi 1 inci (kira-kira 2.54 cm), maka kelewatan penghantaran akan lebih daripada kelebihan yang semakin meningkat. Jika jejak melebihi 8 inci (kira-kira 20 cm), maka kelewatan akan menjadi kitaran penuh!

Ternyata PCB mempunyai kesan yang begitu besar, adalah perkara biasa untuk papan kami mempunyai lebih daripada jejak 1 inci. Adakah kelewatan itu akan menjejaskan operasi biasa papan? Melihat kepada sistem sebenar, jika ia hanya isyarat dan anda tidak mahu mematikan isyarat lain, maka kelewatan itu nampaknya tidak memberi sebarang kesan. Walau bagaimanapun, dalam sistem berkelajuan tinggi, kelewatan ini sebenarnya akan berkuat kuasa. Sebagai contoh, zarah memori biasa kami disambungkan dalam bentuk bas, dengan talian data, talian alamat, jam dan talian kawalan. Lihat antara muka video kami. Tidak kira berapa banyak saluran HDMI atau DVI, ia akan mengandungi saluran data dan saluran jam. Atau beberapa protokol bas, semuanya adalah penghantaran segerak data dan jam. Kemudian, dalam sistem berkelajuan tinggi yang sebenar, isyarat jam dan isyarat data ini dihantar secara serentak daripada cip utama. Jika reka bentuk surih PCB kami lemah, panjang isyarat jam dan isyarat data adalah sangat berbeza. Adalah mudah untuk menyebabkan pensampelan data yang salah, dan kemudian keseluruhan sistem tidak akan berfungsi seperti biasa.

Apakah yang perlu kita lakukan untuk menyelesaikan masalah ini? Sememangnya, kita akan berfikir bahawa jika jejak panjang pendek dipanjangkan supaya panjang jejak kumpulan yang sama adalah sama, maka kelewatan akan sama? Bagaimana untuk memanjangkan pendawaian? Mengelilingi! Bingo! Tidak mudah untuk akhirnya kembali kepada subjek. Ini adalah fungsi utama talian serpentin dalam sistem berkelajuan tinggi. Berliku, sama panjang. Semudah itu. Garisan serpentin digunakan untuk menggulung sama panjang. Dengan melukis garisan serpentin, kita boleh membuat kumpulan isyarat yang sama mempunyai panjang yang sama, supaya selepas cip penerima menerima isyarat, data tidak akan disebabkan oleh kelewatan yang berbeza pada jejak PCB. Salah pilih. Garisan serpentin adalah sama dengan kesan pada papan PCB lain.

Ia digunakan untuk menyambung isyarat, tetapi ia lebih panjang dan tidak mempunyainya. Jadi garisan serpentin tidak dalam dan tidak terlalu rumit. Memandangkan ia adalah sama seperti pendawaian lain, beberapa peraturan pendawaian yang biasa digunakan juga boleh digunakan untuk talian serpentin. Pada masa yang sama, disebabkan oleh struktur khas garis serpentin, anda harus memberi perhatian kepadanya semasa pendawaian. Sebagai contoh, cuba pastikan garis serpentin selari antara satu sama lain lebih jauh. Lebih pendek, iaitu mengelilingi selekoh besar bak kata pepatah, jangan terlalu padat dan terlalu kecil di kawasan yang kecil.

Ini semua membantu mengurangkan gangguan isyarat. Garisan serpentin akan mempunyai pengaruh yang tidak baik pada isyarat disebabkan oleh peningkatan buatan panjang talian, jadi selagi ia dapat memenuhi keperluan masa dalam sistem, jangan gunakannya. Sesetengah jurutera menggunakan DDR atau isyarat berkelajuan tinggi untuk menjadikan keseluruhan kumpulan sama panjang. Garisan serpentin terbang ke seluruh papan. Nampaknya ini adalah pendawaian yang lebih baik. Malah, ini adalah malas dan tidak bertanggungjawab. Banyak tempat yang tidak perlu dilukai adalah luka, yang membazirkan kawasan papan, dan juga mengurangkan kualiti isyarat. Kita harus mengira lebihan kelewatan mengikut keperluan kelajuan isyarat sebenar, untuk menentukan peraturan pendawaian papan.

Sebagai tambahan kepada fungsi yang sama panjang, beberapa fungsi lain garis serpentin sering disebut dalam artikel di Internet, jadi saya juga akan membincangkannya secara ringkas di sini.

1. Antara perkataan yang sering saya lihat ialah peranan padanan impedans. Kenyataan ini sangat pelik. Impedans surih PCB berkaitan dengan lebar talian, pemalar dielektrik, dan jarak satah rujukan. Bilakah ia berkaitan dengan garis serpentin? Bilakah bentuk surih mempengaruhi galangan? Saya tidak tahu dari mana sumber kenyataan ini.

2. juga dikatakan bahawa ia adalah peranan penapisan. Fungsi ini tidak boleh dikatakan tiada, tetapi seharusnya tiada fungsi penapisan dalam litar digital atau kita tidak perlu menggunakan fungsi ini dalam litar digital. Dalam litar frekuensi radio, jejak serpentin boleh membentuk litar LC. Jika ia mempunyai kesan penapisan pada isyarat frekuensi tertentu, ia masih masa lalu.

3. Menerima antena. Ini boleh jadi. Kita boleh melihat kesan ini pada beberapa telefon bimbit atau radio. Sesetengah antena dibuat dengan kesan PCB.

4. Kearuhan. Ini boleh jadi. Semua kesan pada PCB pada asalnya mempunyai kearuhan parasit. Ia boleh dicapai untuk membuat beberapa induktor PCB.

5. Fius. Kesan ini membuatkan saya hairan. Bagaimanakah wayar serpentin pendek dan sempit berfungsi sebagai fius? Terbakar apabila arus tinggi? Papan tidak dikikis, harga fius ini terlalu tinggi, saya benar-benar tidak tahu apa jenis aplikasi yang akan digunakan.

Melalui pengenalan di atas, kita boleh menjelaskan bahawa dalam litar frekuensi analog atau radio, talian serpentin mempunyai beberapa fungsi khas, yang ditentukan oleh ciri-ciri garisan mikrojalur. Dalam reka bentuk litar digital, garisan serpentin digunakan untuk panjang yang sama untuk mencapai pemadanan masa. Di samping itu, garis serpentin akan menjejaskan kualiti isyarat, jadi keperluan sistem harus dijelaskan dalam sistem, redundansi sistem harus dikira mengikut keperluan sebenar, dan garis serpentin harus digunakan dengan berhati-hati.