सर्प रेखा बुझ्नको लागि, कुरा गरौं पीसीबी पहिले रुटिङ। यो अवधारणा पेश गर्न आवश्यक देखिँदैन। के हार्डवेयर इन्जिनियरले दिनहुँ तारिङको काम गर्दैनन्? PCB मा प्रत्येक ट्रेस हार्डवेयर ईन्जिनियर द्वारा एक एक गरेर बाहिर कोरिन्छ। के भन्न सकिन्छ र ? वास्तवमा, यो सरल राउटिंगमा धेरै ज्ञान बिन्दुहरू छन् जुन हामी सामान्यतया बेवास्ता गर्छौं। उदाहरणका लागि, माइक्रोस्ट्रिप लाइन र स्ट्रिपलाइनको अवधारणा। सरल भाषामा भन्नुपर्दा, माइक्रोस्ट्रिप लाइन PCB बोर्डको सतहमा चल्ने ट्रेस हो, र स्ट्रिपलाइन PCB को भित्री तहमा चल्ने ट्रेस हो। यी दुई रेखाहरू बीच के भिन्नता छ?

माइक्रोस्ट्रिप लाइनको सन्दर्भ प्लेन PCB को भित्री तहको ग्राउन्ड प्लेन हो, र ट्रेसको अर्को छेउ हावामा परेको छ, जसले ट्रेसको वरिपरि डाइइलेक्ट्रिक स्थिरता असंगत हुन्छ। उदाहरणका लागि, हाम्रो सामान्य रूपमा प्रयोग हुने FR4 सब्सट्रेटको डाइइलेक्ट्रिक स्थिरता 4.2 वरिपरि छ, हावाको डाइलेक्ट्रिक स्थिरता 1 हो। त्यहाँ स्ट्रिप लाइनको माथिल्लो र तल्लो दुवै पक्षहरूमा सन्दर्भ प्लेनहरू छन्, सम्पूर्ण ट्रेस PCB सब्सट्रेटमा इम्बेड गरिएको छ, र ट्रेस वरिपरि डाइलेक्ट्रिक स्थिरता समान छ। यसले पनि TEM तरंगलाई स्ट्रिप लाइनमा प्रसारण गर्ने कारण बनाउँछ, जबकि अर्ध-TEM तरंग माइक्रोस्ट्रिप लाइनमा प्रसारित हुन्छ। यो किन अर्ध-TEM तरंग हो? त्यो हावा र PCB सब्सट्रेट बीचको इन्टरफेसमा चरण बेमेलको कारण हो। TEM तरंग के हो? यदि तपाईंले यो मुद्दालाई गहिरो खन्नुभयो भने, तपाईंले यसलाई साढे दश महिनामा पूरा गर्न सक्नुहुन्न।

लामो कथालाई छोटो बनाउनको लागि, यो माइक्रोस्ट्रिप लाइन होस् वा स्ट्रिपलाइन, तिनीहरूको भूमिका डिजिटल सिग्नलहरू वा एनालग संकेतहरू, सिग्नलहरू बोक्नेबाहेक अरू केही छैन। यी संकेतहरू ट्रेसमा एक छेउबाट अर्को छेउमा विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूको रूपमा प्रसारित हुन्छन्। यो एक लहर भएकोले, त्यहाँ गति हुनुपर्छ। PCB ट्रेस मा संकेत को गति के हो? डाइलेक्ट्रिक स्थिरतामा भिन्नता अनुसार, गति पनि फरक छ। हावामा विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूको प्रसार गति प्रकाशको प्रसिद्ध गति हो। अन्य मिडियामा प्रसार गति निम्न सूत्र द्वारा गणना गरिनु पर्छ:

V=C/Er0.5

ती मध्ये, V माध्यममा प्रसार गति हो, C प्रकाशको गति हो, र Er माध्यमको डाइलेक्ट्रिक स्थिरता हो। यस सूत्र मार्फत, हामी सजिलै संग PCB ट्रेस मा संकेत को प्रसारण गति गणना गर्न सक्नुहुन्छ। उदाहरणका लागि, हामी यसलाई गणना गर्न सूत्रमा FR4 आधार सामग्रीको डाइइलेक्ट्रिक स्थिरता मात्र लिन्छौं, त्यो हो, FR4 आधार सामग्रीमा सिग्नलको प्रसारण गति प्रकाशको आधा गति हो। यद्यपि, सतहमा ट्रेस गरिएको माइक्रोस्ट्रिप लाइनको आधा हावामा र आधा सब्सट्रेटमा भएकोले, डाइलेक्ट्रिक स्थिरता थोरै कम हुनेछ, त्यसैले प्रसारण गति स्ट्रिप लाइनको भन्दा अलि छिटो हुनेछ। सामान्यतया प्रयोग गरिएको अनुभवजन्य डेटा भनेको माइक्रोस्ट्रिप लाइनको ट्रेस ढिलाइ लगभग 140ps/इन्च हो, र स्ट्रिपलाइनको ट्रेस ढिलाइ लगभग 166ps/इन्च हो।

मैले पहिले भनेझैं, त्यहाँ एउटा मात्र उद्देश्य छ, त्यो हो, PCB मा सिग्नल प्रसारण ढिलो छ! अर्थात्, एउटा पिन पठाएपछि क्षणभरमा तारबाट अर्को पिनमा सिग्नल पठाइँदैन। यद्यपि सिग्नल प्रसारण गति धेरै छिटो छ, जबसम्म ट्रेस लम्बाइ पर्याप्त लामो छ, यसले अझै पनि संकेत प्रसारणलाई असर गर्नेछ। उदाहरण को लागी, 1GHz सिग्नल को लागी, अवधि 1ns हो, र बढ्दो वा झर्ने किनारा को समय अवधि को एक दशांश हो, त्यसपछि यो 100ps छ। यदि हाम्रो ट्रेसको लम्बाइ 1 इन्च (लगभग 2.54 सेन्टिमिटर) भन्दा बढी छ, तब प्रसारण ढिलाइ बढ्दो किनारा भन्दा बढी हुनेछ। यदि ट्रेस 8 इन्च (लगभग 20 सेन्टिमिटर) नाघ्यो भने, ढिलाइ पूर्ण चक्र हुनेछ!

यो बाहिर जान्छ कि PCB ले यति ठूलो प्रभाव पार्छ, हाम्रा बोर्डहरूमा 1 इन्च भन्दा बढी ट्रेसहरू हुनु धेरै सामान्य छ। के ढिलाइले बोर्डको सामान्य सञ्चालनलाई असर गर्छ? वास्तविक प्रणाली हेर्दा, यदि यो केवल एक संकेत हो र तपाइँ अन्य संकेतहरू बन्द गर्न चाहनुहुन्न भने, ढिलाइले कुनै प्रभाव पार्दैन जस्तो देखिन्छ। यद्यपि, उच्च-गति प्रणालीमा, यो ढिलाइ वास्तवमा प्रभावकारी हुनेछ। उदाहरणका लागि, हाम्रो साझा मेमोरी कणहरू डेटा लाइनहरू, ठेगाना रेखाहरू, घडीहरू, र नियन्त्रण रेखाहरूसँग बसको रूपमा जडान भएका छन्। हाम्रो भिडियो इन्टरफेस मा एक नजर राख्नुहोस्। HDMI वा DVI जतिसुकै च्यानलहरू भए पनि, यसले डेटा च्यानलहरू र घडी च्यानलहरू समावेश गर्दछ। वा केही बस प्रोटोकलहरू, ती सबै डाटा र घडीको सिंक्रोनस प्रसारण हुन्। त्यसपछि, एक वास्तविक उच्च-गति प्रणालीमा, यी घडी संकेतहरू र डेटा संकेतहरू सिंक्रोनस रूपमा मुख्य चिपबाट पठाइन्छ। यदि हाम्रो PCB ट्रेस डिजाइन खराब छ भने, घडी संकेतको लम्बाइ र डेटा संकेत धेरै फरक छ। यो डाटा को गलत नमूना कारण गर्न सजिलो छ, र त्यसपछि सम्पूर्ण प्रणाली सामान्य रूपमा काम गर्दैन।

यो समस्या समाधान गर्न हामीले के गर्नुपर्छ? स्वाभाविक रूपमा, हामी सोच्दछौं कि यदि छोटो-लम्बाइको ट्रेसहरू लम्बाइन्छ ताकि एउटै समूहको ट्रेस लम्बाइहरू समान छन्, त्यसपछि ढिलाइ उस्तै हुनेछ? तार कसरी लम्ब्याउने? वरिपरि जानुहोस्! बिंगो! अन्ततः विषयमा फर्कन सजिलो छैन। यो उच्च गति प्रणाली मा सर्प रेखा को मुख्य कार्य हो। घुमाउरो, बराबर लम्बाइ। यो एकदम सरल छ। सर्प रेखा बराबर लम्बाइ हावा गर्न प्रयोग गरिन्छ। सर्पेन्टाइन रेखा कोरेर, हामी संकेतहरूको एउटै समूहको एउटै लम्बाइ बनाउन सक्छौं, ताकि प्राप्त गर्ने चिपले संकेत प्राप्त गरेपछि, डाटा PCB ट्रेसमा फरक ढिलाइको कारणले हुने छैन। गलत छनोट। सर्प रेखा अन्य PCB बोर्डहरूमा ट्रेसहरू जस्तै हो।

तिनीहरू संकेतहरू जडान गर्न प्रयोग गरिन्छ, तर तिनीहरू लामो छन् र यो छैन। त्यसैले सर्प रेखा गहिरो छैन र धेरै जटिल छैन। यो अन्य तारहरू जस्तै भएकोले, केहि सामान्य रूपमा प्रयोग गरिएका तारहरू नियमहरू सर्प लाइनहरूमा पनि लागू हुन्छन्। एकै समयमा, सर्प रेखाहरूको विशेष संरचनाको कारण, तपाईंले तारिङ गर्दा ध्यान दिनुपर्छ। उदाहरणका लागि, सर्प रेखाहरूलाई एकअर्कासँग समानान्तर राख्न प्रयास गर्नुहोस्। छोटो, अर्थात्, भनाइ अनुसार ठूलो मोड़को वरिपरि जानुहोस्, सानो क्षेत्रमा धेरै घना र धेरै सानो नजानुहोस्।

यो सबै संकेत हस्तक्षेप कम गर्न मद्दत गर्छ। रेखाको लम्बाइको कृत्रिम बृद्धिको कारणले सर्पेन्टाइन लाइनले सिग्नलमा नराम्रो प्रभाव पार्छ, त्यसैले जबसम्म यसले प्रणालीमा समयको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ, यसलाई प्रयोग नगर्नुहोस्। केही इन्जिनियरहरूले सम्पूर्ण समूहलाई बराबर लम्बाइ बनाउन DDR वा उच्च-गति संकेतहरू प्रयोग गर्छन्। सर्प रेखाहरू बोर्डभर उड्छन्। यो राम्रो तारिङ हो जस्तो देखिन्छ। वास्तवमा, यो अल्छी र गैरजिम्मेवार छ। धेरै ठाउँहरू जुन घाउ गर्न आवश्यक छैन, घाउ छन्, जसले बोर्डको क्षेत्र बर्बाद गर्दछ, र सिग्नलको गुणस्तर पनि कम गर्दछ। बोर्डको तारिङ नियमहरू निर्धारण गर्नको लागि हामीले वास्तविक सिग्नल गति आवश्यकताहरू अनुसार ढिलाइ रिडन्डन्सी गणना गर्नुपर्छ।

समान लम्बाइको प्रकार्यको अतिरिक्त, सर्प रेखाको धेरै अन्य प्रकार्यहरू प्रायः इन्टरनेटमा लेखहरूमा उल्लेख गरिएको छ, त्यसैले म यहाँ संक्षिप्त रूपमा यसको बारेमा कुरा गर्नेछु।

1. मैले प्रायः देख्ने शब्दहरू मध्ये एउटा प्रतिबाधा मिलानको भूमिका हो। यो कथन धेरै अनौठो छ। PCB ट्रेसको प्रतिबाधा रेखा चौडाइ, डाइलेक्ट्रिक स्थिरता, र सन्दर्भ विमानको दूरीसँग सम्बन्धित छ। यो सर्प रेखासँग कहिले सम्बन्धित छ? ट्रेसको आकारले प्रतिबाधालाई कहिले असर गर्छ? मलाई थाहा छैन यो कथनको स्रोत कहाँबाट आउँछ।

2. यो पनि भनिन्छ कि यो फिल्टर को भूमिका हो। यो प्रकार्य अनुपस्थित छ भन्न सकिँदैन, तर डिजिटल सर्किटहरूमा कुनै फिल्टरिङ प्रकार्य हुनु हुँदैन वा हामीले डिजिटल सर्किटहरूमा यो प्रकार्य प्रयोग गर्न आवश्यक छैन। रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किटमा, सर्पिन ट्रेसले LC सर्किट बनाउन सक्छ। यदि निश्चित फ्रिक्वेन्सी सिग्नलमा फिल्टरिङ प्रभाव छ भने, यो अझै पनि विगत हो।

3. एन्टेना प्राप्त गर्दै। यो हुन सक्छ। हामीले केही मोबाइल फोन वा रेडियोहरूमा यो प्रभाव देख्न सक्छौं। केही एन्टेनाहरू PCB ट्रेसहरूसँग बनाइएका छन्।

4. इन्डक्टन्स। यो हुन सक्छ। PCB मा सबै निशान मूलतः परजीवी inductance छ। यो केहि PCB inductors बनाउन प्राप्त गर्न सकिन्छ।

5. फ्यूज। यो प्रभावले मलाई अन्योलमा पार्छ। छोटो र साँघुरो सर्पेन्टाइन तारले फ्यूजको रूपमा कसरी काम गर्छ? करेन्ट बढी हुँदा जल्ने हो? बोर्ड स्क्र्याप गरिएको छैन, यो फ्यूजको मूल्य धेरै उच्च छ, मलाई वास्तवमै थाहा छैन यो कस्तो प्रकारको अनुप्रयोगमा प्रयोग गरिनेछ।

माथिको परिचयको माध्यमबाट, हामी एनालग वा रेडियो फ्रिक्वेन्सी सर्किटहरूमा, सर्पेन्टाइन लाइनहरूमा केही विशेष प्रकार्यहरू हुन्छन्, जुन माइक्रोस्ट्रिप लाइनहरूको विशेषताहरूद्वारा निर्धारण गरिन्छ भनेर स्पष्ट गर्न सक्छौं। डिजिटल सर्किट डिजाइनमा, समय मिलाउनको लागि समान लम्बाइको लागि सर्पेन्टाइन लाइन प्रयोग गरिन्छ। थप रूपमा, सर्प रेखाले संकेतको गुणस्तरलाई असर गर्नेछ, त्यसैले प्रणाली आवश्यकताहरू प्रणालीमा स्पष्ट हुनुपर्छ, प्रणाली रिडन्डन्सी वास्तविक आवश्यकताहरू अनुसार गणना गरिनु पर्छ, र सर्प रेखा सावधानीका साथ प्रयोग गरिनुपर्छ।