L-importanza tal-wisa ‘tal-linja tal-PCB fid-disinn tal-PCB

X’inhi l-wisa ‘tal-linja?

Nibdew bl-affarijiet bażiċi. X’inhi eżattament il-wisa ‘tat-traċċa? Għaliex huwa importanti li tispeċifika wisa ‘ta’ traċċa speċifika? L-għan ta ‘ PCB il-wajering huwa biex tikkonnettja kwalunkwe tip ta ‘sinjal elettriku (analogu, diġitali jew qawwa) minn nodu għal ieħor.

Nodu jista ‘jkun pin ta’ komponent, fergħa ta ‘traċċa jew pjan ikbar, jew pad vojt jew punt tat-test għas-sondaġġ. Il-wisa ‘tat-traċċi ġeneralment jitkejlu f’mili jew eluf ta’ pulzieri. Wisa ‘standard tal-wajers għal sinjali ordinarji (l-ebda ħtiġijiet speċjali) jistgħu jkunu bosta pulzieri fit-tul fil-medda ta’ 7-12 mils, iżda ħafna fatturi għandhom jiġu kkunsidrati meta jiġu definiti l-wisa ‘u t-tul tal-wajers.

ipcb

L-applikazzjoni tipikament issuq il-wisa ‘tal-wajers u t-tip tal-wajers fid-disinn tal-PCB u, f’xi punt, ġeneralment tibbilanċja l-ispiża tal-manifattura tal-PCB, id-densità / id-daqs tal-bord, u l-prestazzjoni. Jekk il-bord għandu rekwiżiti speċifiċi tad-disinn, bħall-ottimizzazzjoni tal-veloċità, l-istorbju jew is-soppressjoni ta ‘l-igganċjar, jew kurrent / vultaġġ għoli, il-wisa’ u t-tip ta ‘traċċa jistgħu jkunu aktar importanti mill-ottimizzazzjoni ta’ l-ispiża tal-manifattura ta ‘PCB vojt jew id-daqs ġenerali tal-bord.

Speċifikazzjoni relatata mal-wajers fil-manifattura tal-PCB

Typically, the following specifications related to wiring begin to increase the cost of manufacturing bare PCB.

Disinni ta ’densità għolja li jikkombinaw it-teħid ta’ spazju tal-PCB, bħal BGA spazjati b’mod fin ħafna jew għadd għoli ta ’sinjali xarabanks paralleli, jistgħu jeħtieġu wisa’ ta ’linja ta’ 2.5 mil, kif ukoll tipi speċjali ta ’toqob li jgħaddu b’dijametri sa 6 mil, bħal bħala toqob tal-microthrough imtaqqbin bil-lejżer. Bil-maqlub, xi disinni ta ‘qawwa għolja jistgħu jeħtieġu wajers jew pjani kbar ħafna, li jikkunsmaw saffi sħaħ u jferrgħu uqija li huma eħxen mill-istandard. F’applikazzjonijiet ristretti għall-ispazju, pjanċi rqaq ħafna li fihom diversi saffi u ħxuna limitata tal-ikkastjar tar-ram ta ‘nofs uqija (0.7 mil ħxuna) jistgħu jkunu meħtieġa.

F’każijiet oħra, disinni għal komunikazzjoni b’veloċità għolja minn periferali għal oħra jistgħu jeħtieġu wajers b’impedenza kkontrollata u wisa ‘speċifiċi u spazjar bejn xulxin biex jimminimizzaw ir-riflessjoni u l-igganċjar induttiv. Jew id-disinn jista ‘jeħtieġ ċertu tul biex jaqbel ma’ sinjali oħra rilevanti fix-xarabank. Applikazzjonijiet ta ‘vultaġġ għoli jeħtieġu ċerti karatteristiċi ta’ sigurtà, bħalma huma l-minimizzazzjoni tad-distanza bejn żewġ sinjali differenzjali esposti biex jipprevjenu l-ark. Irrispettivament mill-karatteristiċi jew il-karatteristiċi, it-traċċar tad-definizzjonijiet huwa importanti, allura ejja nesploraw diversi applikazzjonijiet.

Diversi wisa ‘u ħxuna tal-wajers

PCBS typically contain a variety of line widths, as they depend on signal requirements. It-traċċi ifjen murija huma għal sinjali ta ‘livell ta’ skop ġenerali TTL (transistor-transistor logic) u m’għandhom l-ebda ħtiġijiet speċjali għal kurrent għoli jew protezzjoni kontra l-ħsejjes.

Dawn se jkunu l-aktar tipi ta ‘wajers komuni fuq il-bord.

Wajers eħxen ġew ottimizzati għall-kapaċità tal-ġarr tal-kurrent u jistgħu jintużaw għal periferali jew funzjonijiet relatati mal-enerġija li jeħtieġu enerġija ogħla, bħal fannijiet, muturi, u trasferimenti ta ‘enerġija regolari għal komponenti ta’ livell aktar baxx. Il-parti ta ‘fuq tax-xellug tal-figura turi anke sinjal differenzjali (USB b’veloċità għolja) li tiddefinixxi spazjar u wisa’ speċifiċi biex tissodisfa r-rekwiżiti ta ‘impedenza ta’ 90 ω. Il-Figura 2 turi bord taċ-ċirkwit kemmxejn iktar dens li għandu sitt saffi u jeħtieġ assemblaġġ BGA (ball grid array) li jeħtieġ wajers ifjen.

Kif tikkalkula l-wisa ‘tal-linja tal-PCB?

Ejja ngħaddu mill-proċess tal-kalkolu ta ‘ċerta wisa’ ta ‘traċċa għal sinjal ta’ enerġija li jittrasferixxi kurrent minn komponent ta ‘enerġija għal apparat periferali. F’dan l-eżempju, aħna nikkalkulaw il-wisa ‘minima tal-linja tal-passaġġ tal-enerġija għal mutur DC. Il-passaġġ tal-enerġija jibda mill-fjus, jaqsam il-pont H (il-komponent użat biex jimmaniġġja t-trażmissjoni tal-enerġija tul il-koljaturi tal-mutur DC), u jintemm fil-konnettur tal-mutur. Il-kurrent massimu kontinwu medju meħtieġ minn mutur DC huwa madwar 2 amperes.

Issa, il-wajers tal-PCB jaġixxu bħala reżistenza, u iktar ma jkun twil u idjaq il-wajers, iktar tiżdied ir-reżistenza. Jekk il-wajers mhumiex definiti b’mod korrett, il-kurrent għoli jista ‘jagħmel ħsara lill-wajers u / jew jikkawża waqgħa sinifikanti tal-vultaġġ fuq il-mutur (li tirriżulta f’veloċità mnaqqsa). Jekk nassumu xi kundizzjonijiet ġenerali, bħal 1 uqija ta ‘tferrigħ tar-ram u temperatura tal-kamra waqt operazzjoni normali, għandna bżonn nikkalkulaw il-wisa’ minima tal-linja u l-waqgħa tal-pressjoni mistennija f’dak il-wisa ‘.

Spazjar u tul tal-kejbil tal-PCB

Għal disinni diġitali b’komunikazzjonijiet ta ‘veloċità għolja, spazjar speċifiku u tulijiet aġġustati jistgħu jkunu meħtieġa biex jimminimizzaw il-krosstalk, l-igganċjar u r-riflessjoni. Għal dan il-għan, xi applikazzjonijiet komuni huma sinjali differenzjali serjali bbażati fuq USB u sinjali differenzjali paralleli bbażati fuq RAM. Tipikament, USB 2.0 teħtieġ rotta differenzjali b’480Mbit / s (klassi ta ‘veloċità għolja USB) jew ogħla. Dan huwa parzjalment minħabba li l-USB b’veloċità għolja tipikament jaħdem f’vultaġġi u differenzi ħafna aktar baxxi, u jġib il-livell tas-sinjal ġenerali eqreb tal-istorbju fl-isfond.

Hemm tliet affarijiet importanti li għandek tikkonsidra meta tgħaddi kejbils USB ta ‘veloċità għolja: wisa’ tal-wajer, spazjar taċ-ċomb, u tul tal-kejbil.

Dawn kollha huma importanti, iżda l-iktar kritiku mit-tlieta huwa li jiġi żgurat li t-tulijiet taż-żewġ linji jaqblu kemm jista ‘jkun. As a general rule of thumb, if the lengths of the cables differ from each other by no more than 50 mils, this significantly increases the risk of reflection, which may result in poor communication. Impedenza ta ‘tqabbil ta’ 90 ohm hija speċifikazzjoni ġenerali għall-wajers ta ‘par differenzjali. Biex jintlaħaq dan il-għan, ir-rotta għandha tkun ottimizzata fil-wisa ‘u l-ispazjar.

Il-Figura 5 turi eżempju ta ‘par differenzjali għall-wajers ta’ interfaces USB ta ‘veloċità għolja li fihom wajers wiesgħa ta’ 12 mil f’intervalli ta ’15 mil.

Interfaces for memory-based components that contain parallel interfaces will be more constrained in terms of wire length. Il-biċċa l-kbira tas-softwer tad-disinn tal-PCB high-end se jkollu kapaċitajiet ta ‘aġġustament fit-tul li jtejbu t-tul tal-linja biex jaqblu mas-sinjali rilevanti kollha fix-xarabank parallel. Il-Figura 6 turi eżempju ta ’tqassim DDR3 b’wajers ta’ aġġustament fit-tul.

Traċċi u pjani tal-mili tal-art

Xi applikazzjonijiet b’komponenti sensittivi għall-istorbju, bħal ċipep jew antenni mingħajr fili, jistgħu jeħtieġu ftit protezzjoni żejda. Id-disinn ta ‘wajers u pjani b’toqob ta’ l-art inkorporati jista ‘jgħin ħafna biex jimminimizza l-igganċjar ta’ wajers fil-viċin jew picking ta ‘pjan u sinjali off-board li jitkaxkru fit-truf tal-bord.

Figure 7 shows an example of a Bluetooth module placed near the edge of the plate, with its antenna outside a thick line containing embedded through-holes connected to the ground formation. Dan jgħin biex tiġi iżolata l-antenna minn ċirkwiti u pjani abbord oħra.

This alternative method of routing through the ground can be used to protect the board circuit from external off-board wireless signals. Il-Figura 8 turi PCB sensittiv għall-istorbju bi pjan imdaħħal mit-toqba permezz ta ‘l-art tul il-periferija tal-bord.

L-aħjar prattiki għall-wajers tal-PCB

Ħafna fatturi jiddeterminaw il-karatteristiċi tal-wajers tal-kamp tal-PCB, allura kun żgur li ssegwi l-aħjar prattiki meta tqabbad il-PCB li jmiss tiegħek, u ssib bilanċ bejn l-ispiża tal-PCB fab, id-densità taċ-ċirkwit u l-prestazzjoni ġenerali.