ترتیب د PCB ډیزاین انجینرانو لپاره یو له خورا لومړني دندې مهارتونو څخه دی. د تارونو کیفیت به په مستقیم ډول د ټول سیسټم فعالیت اغیزه وکړي. د لوړ سرعت ډیزاین تیوري باید په پای کې پلي شي او د ترتیب له لارې تایید شي. دا لیدل کیدی شي چې تارونه په کې خورا مهم دي د لوړ سرعت PCB ډیزاین لاندې به د ځینې حالتونو معقولیت تحلیل کړي چې ممکن په ریښتیني تارونو کې ورسره مخ شي ، او ځینې نور مطلوب روټینګ ستراتیژیانې وړاندې کړي.

دا په عمده توګه له دریو اړخونو څخه تشریح شوی: د ښي زاویې تارونه، توپیري تارونه، او سرپینټینین تارونه.

1. د ښي زاویه لاره

د ښي زاویې تارونه عموما یو داسې حالت دی چې د PCB تارونو کې د امکان تر حده مخنیوی ته اړتیا لري، او دا د تارونو کیفیت اندازه کولو لپاره نږدې یو له معیارونو څخه دی. نو د سمې زاویې تارونه به د سیګنال لیږد باندې څومره اغیزه ولري؟ په اصولو کې، د ښي زاویه روټینګ به د لیږد لین د لین پلنوالی بدل کړي، چې په خنډ کې د ځنډ لامل کیږي. په حقیقت کې، نه یوازې د ښي زاویه روټینګ، بلکې کونجونه او د حاد زاویه روټینګ ممکن د خنډ بدلون لامل شي.

په سیګنال کې د ښي زاویه روټینګ اغیزه په عمده ډول په دریو اړخونو کې منعکس کیږي:

یو دا چې کونج کولی شي د لیږد لین کې د ظرفیت لرونکي بار سره مساوي وي ، کوم چې د لوړیدو وخت ورو کوي؛ دوهم دا چې د خنډ بندیدل به د سیګنال انعکاس لامل شي. دریم هغه EMI دی چې د ښي زاویه ټیپ لخوا رامینځته شوی.

د پرازیتي ظرفیت د لیږد لین د ښي زاویه له امله رامینځته کیدی شي د لاندې تجربوي فارمول لخوا محاسبه شي:

C = 61W (Er) 1/2/Z0

په پورتنۍ فورمول کې، C د کونج مساوي ظرفیت ته اشاره کوي (یونټ: pF)، W د ټریس پلنوالی (یونټ: انچ) ته اشاره کوي، εr د منځني ډایالیکټریک ثابت ته اشاره کوي، او Z0 د ځانګړتیا خنډ دی. د لیږد لین څخه. د مثال په توګه، د 4Mils 50 ohm لیږدونې لین لپاره (εr 4.3 دی)، د ښي زاویه لخوا راوړل شوي ظرفیت شاوخوا 0.0101pF دی، او بیا د دې له امله د زیاتوالي وخت بدلون اټکل کیدی شي:

T10-90%=2.2CZ0/2=2.20.010150/2=0.556ps

دا د محاسبې له لارې لیدل کیدی شي چې د ښي زاویه ټریس لخوا راوړل شوي ظرفیت اغیز خورا کوچنی دی.

لکه څنګه چې د ښي زاویه ټریس د کرښې پلنوالی ډیریږي، هلته خنډ به کم شي، نو د یو ځانګړي سیګنال انعکاس پدیده به واقع شي. موږ کولی شو د مساوي خنډ محاسبه کړو وروسته له دې چې د کرښې عرض ډیریږي د لیږد لین څپرکي کې ذکر شوي د عصبي محاسبې فارمول سره سم ، او بیا د انعکاس کوفیینټ د تجربوي فورمول له مخې محاسبه کړو:

ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)

عموما، د ښي زاویه د تارونو له امله د خنډ بدلون د 7%-20٪ ترمنځ دی، نو د انعکاس اعظمي حد شاوخوا 0.1 دی. برسېره پردې، لکه څنګه چې د لاندې انځور څخه لیدل کیدی شي، د لیږد لین خنډ د W/2 لاین په اوږدوالي کې لږ تر لږه بدلیږي، او بیا د W/2 وخت وروسته نورمال خنډ ته راستنیږي. د بشپړ خنډ بدلون وخت خورا لنډ دی، ډیری وختونه په 10ps کې. دننه ، دا ډول ګړندي او کوچني بدلونونه د عمومي سیګنال لیږد لپاره نږدې د پام وړ ندي.

ډیری خلک د ښی زاویې تارونو په اړه دا پوهه لري. دوی فکر کوي چې ټیپ د بریښنایی مقناطیسي څپو لیږد یا ترلاسه کولو لپاره اسانه دی او EMI تولیدوي. دا یو له هغو دلیلونو څخه دی چې ولې ډیری خلک فکر کوي چې د ښي زاویه تارونه نشي لیږدول کیدی. په هرصورت، ډیری حقیقي ازموینې پایلې ښیې چې ښي زاویه نښې به د مستقیم کرښو په پرتله روښانه EMI تولید نکړي. شاید د اوسني وسیلې فعالیت او د ازموینې کچه د ازموینې دقیقیت محدود کړي ، مګر لږترلږه دا یوه ستونزه روښانه کوي. د ښي زاویه شوي تار وړانګې دمخه پخپله د وسیلې د اندازه کولو خطا څخه کوچنۍ ده.

په عموم کې، د ښي زاویه لاره دومره خطرناکه نه ده لکه څنګه چې تصور کیږي. لږترلږه د GHz لاندې غوښتنلیکونو کې، هر ډول اغیزې لکه ظرفیت، انعکاس، EMI، او نور په سختۍ سره د TDR ازموینې کې منعکس کیږي. د تیز رفتار PCB ډیزاین انجینران باید لاهم په ترتیب ، بریښنا / ځمکې ډیزاین ، او د تارونو ډیزاین باندې تمرکز وکړي. د سوراخ او نورو اړخونو له لارې. البته، که څه هم د ښي زاویه تارونو اغیز خورا جدي ندی، دا پدې معنی نه ده چې موږ ټول کولی شو په راتلونکي کې د ښی زاویې تار وکاروو. توضیحاتو ته پاملرنه لومړنی کیفیت دی چې هر ښه انجینر باید ولري. سربیره پردې ، د ډیجیټل سرکټونو ګړندي پرمختګ سره ، PCB د انجینرانو لخوا پروسس شوي سیګنال فریکوینسي به دوام ومومي. د 10GHz څخه پورته د RF ډیزاین په ساحه کې، دا کوچنۍ ښي زاویې ممکن د تیز رفتار ستونزو تمرکز شي.

2. توپیر لرونکی لار

توپیر سیګنال (DifferentialSignal) د لوړ سرعت سرکټ ډیزاین کې په پراخه کچه کارول کیږي. په سرکټ کې ترټولو مهم سیګنال اکثرا د توپیر جوړښت سره ډیزاین شوی. څه شی دومره مشهور کوي؟ څنګه د PCB ډیزاین کې د دې ښه فعالیت ډاډمن کړئ؟ د دې دوو پوښتنو سره، موږ د بحث بلې برخې ته ځو.

د توپیر سیګنال څه شی دی؟ د عامو خلکو په شرایطو کې، د موټر چلولو پای دوه مساوي او بدل شوي سیګنالونه لیږي، او ترلاسه کوونکی پای د دوو ولتاژونو ترمنځ توپیر پرتله کولو سره د منطق حالت “0” یا “1” قضاوت کوي. د نښو هغه جوړه چې د توپیر سیګنالونه لیږدوي د توپیر نښې ویل کیږي.

د عادي واحد پای سیګنال نښو سره پرتله کول ، توپیر لرونکي سیګنالونه په لاندې دریو اړخونو کې خورا څرګند ګټې لري:

a. د مداخلې ضد قوي وړتیا، ځکه چې د دوو توپیرونو تر منځ جوړه کول خورا ښه دي. کله چې د بهر څخه شور مداخله وي، دوی تقریبا په ورته وخت کې دوه لینونو سره یوځای کیږي، او د ترلاسه کولو پای یوازې د دوو سیګنالونو ترمنځ توپیر ته پام کوي. له همدې امله، د بهرني عام حالت شور په بشپړه توګه لغوه کیدی شي. ب. دا کولی شي په مؤثره توګه د EMI مخه ونیسي. د همدې دلیل لپاره، د دوو سیګنالونو د متضاد قطبیت له امله، د دوی لخوا خپریدونکي بریښنایی مقناطیسي ساحې کولی شي یو بل فسخ کړي. هرڅومره چې جوړه سخته وي ، په بهر کې لږ بریښنایی مقناطیسي انرژي بهرنۍ نړۍ ته لیږدول کیږي. ج. د وخت موقعیت دقیق دی. ځکه چې د توپیر سیګنال سویچ بدلون د دوه سیګنالونو په تقاطع کې موقعیت لري ، د عادي واحد پای سیګنال برخلاف ، کوم چې د ټاکلو لپاره د لوړ او ټیټ حد ولټاژ پورې اړه لري ، دا د پروسې او تودوخې لخوا لږ اغیزمن کیږي ، کوم چې کولی شي په وخت کې تېروتنه کمه کړئ. ، مګر د ټیټ طول سیګنال سرکیټونو لپاره هم ډیر مناسب. اوسنی مشهور LVDS (کم ولټاژډیفرنشل سیګنال) د دې کوچني طول البلد توپیر سیګنال ټیکنالوژۍ ته اشاره کوي.

د PCB انجینرانو لپاره ، ترټولو اندیښنه دا ده چې څنګه ډاډ ترلاسه شي چې د توپیري تارونو دا ګټې په ریښتیني تارونو کې په بشپړ ډول کارول کیدی شي. شاید هرڅوک چې د ترتیب سره په اړیکه کې وي د توپیري تارونو عمومي اړتیاو باندې پوه شي، دا دی، “مساوي اوږدوالی او مساوي فاصله”. مساوي اوږدوالی د دې لپاره دی چې ډاډ ترلاسه کړي چې دوه توپیر لرونکي سیګنالونه په هر وخت کې مخالف قطبونه ساتي او د عام حالت اجزا کموي؛ مساوي فاصله په عمده توګه د دې لپاره ده چې ډاډ ترلاسه شي چې د دواړو توپیري خنډونه یوشان دي او انعکاس کموي. “د امکان تر حده نږدې” ځینې وختونه د توپیري تارونو یو له اړتیاو څخه دی. مګر دا ټول مقررات په میخانیکي ډول پلي کولو لپاره ندي کارول شوي ، او ډیری انجینران داسې بریښي چې لاهم د لوړ سرعت توپیر سیګنال لیږد په ماهیت نه پوهیږي.

لاندې د PCB توپیر سیګنال ډیزاین کې ډیری عام غلط فهمیو باندې تمرکز کوي.

غلط فهم 1: داسې انګیرل کیږي چې توپیر سیګنال د بیرته راستنیدو لارې په توګه ځمکنۍ الوتکې ته اړتیا نلري، یا دا چې توپیر نښې د یو بل لپاره د بیرته راستنیدو لاره چمتو کوي. د دې غلط فهمۍ دلیل دا دی چې دوی د سطحي پیښې له امله مغشوش شوي ، یا د لوړ سرعت سیګنال لیږد میکانیزم دومره ژور ندی. دا د 1-8-15 شکل د ترلاسه کولو پای جوړښت څخه لیدل کیدی شي چې د ټرانزیسټرونو Q3 او Q4 د ایمیټر جریان مساوي او مخالف دي، او په ځمکه کې د دوی جریان په سمه توګه یو بل ردوي (I1=0)، نو توپیري سرکیټ ورته توپونه او نور شور سیګنالونه دي چې ممکن په بریښنا او ځمکنیو الوتکو کې شتون ولري حساس ندي. د ځمکې د الوتکې جزوی بیرته ستنیدل پدې معنی ندي چې توپیر سرکټ د ریفرنس الوتکه د سیګنال بیرته راستنیدو لارې په توګه نه کاروي. په حقیقت کې ، د سیګنال بیرته راګرځیدو تحلیل کې ، د توپیر لرونکي تارونو او عادي واحد پای شوي تارونو میکانیزم یو شان دی ، دا دی ، د لوړې فریکونسۍ سیګنالونه تل د کوچني انډکټانس سره د لوپ سره ریفلو کیږي ، لوی توپیر دا دی چې سربیره پردې. د ځمکې سره یوځای کول، د توپیر کرښه هم دوه اړخیزه جوړه لري. کوم ډول جوړه پیاوړې ده، کوم یو د راستنیدو اصلي لاره ده. شکل 1-8-16 د جیو مقناطیسي ساحې د واحد پای سیګنالونو او توپیري سیګنالونو ویشلو سکیماټیک ډیاګرام دی.

د PCB سرکټ ډیزاین کې، د توپیر ټریسونو ترمنځ جوړه کول عموما کوچني وي، ډیری وختونه یوازې د 10 څخه تر 20٪ پورې د نښلولو درجې حساب کوي، او نور یې ځمکې ته نښلول دي، نو د توپیر ټریس اصلي راستنیدل لاهم په ځمکه کې شتون لري. الوتکه کله چې د ځمکې الوتکه متقابله وي، د تفاوت نښو ترمنځ جوړه به په ساحه کې د ریفرنس الوتکې پرته د راستنیدو اصلي لاره چمتو کړي، لکه څنګه چې په 1-8-17 شکل کې ښودل شوي. که څه هم په توپیر ټریس کې د حوالې الوتکې د بندیدو اغیز د عادي واحد پای ټریس په څیر جدي ندی، دا به بیا هم د توپیر سیګنال کیفیت کم کړي او EMI زیات کړي، کوم چې باید د امکان تر حده مخنیوی وشي. . ځینې ​​​​ډیزاینران پدې باور دي چې د تفاوت ټریس لاندې د حوالې الوتکه د توپیر لیږد کې د ځینې عام حالت سیګنالونو فشارولو لپاره لرې کیدی شي. په هرصورت، دا طریقه په تیوري کې د منلو وړ نه ده. د خنډونو کنټرول څنګه؟ د عام حالت سیګنال لپاره د ځمکني خنډ لوپ نه چمتو کول به په لازمي ډول د EMI وړانګو لامل شي. دا طریقه د ښه په پرتله ډیر زیان رسوي.

2 غلط فهمۍ: داسې انګیرل کیږي چې د مساوي واټن ساتل د کرښې اوږدوالي سره د سمون کولو په پرتله خورا مهم دي. په ریښتیني PCB ترتیب کې ، ډیری وختونه امکان نلري چې په ورته وخت کې د توپیر ډیزاین اړتیاوې پوره کړي. د پن د توزیع، ویاس، او د تارونو د ځای د شتون له امله، د کرښې اوږدوالی د سمون موخه باید د مناسب باد له لارې ترلاسه شي، مګر پایله باید دا وي چې د توپیر جوړه ځینې ساحې موازي نه وي. په دې وخت کې باید څه وکړو؟ کوم انتخاب؟ مخکې له دې چې پایلې راوباسئ، راځئ چې لاندې سمولو پایلو ته یو نظر وکړو.

د پورته نقلي پایلو څخه، دا لیدل کیدی شي چې د سکیم 1 او سکیم 2 څپې تقریبا یو شان دي، یعنې د غیر مساوي فاصلو له امله رامینځته شوي نفوذ لږترلږه دی. په پرتله کولو سره، په وخت کې د کرښې د اوږدوالي د توپیر اغیز خورا لوی دی. (سکیم 3). د نظري تحلیل څخه، که څه هم متضاد فاصله به د توپیر خنډ د بدلون لامل شي، ځکه چې د توپیر جوړه ترمنځ جوړه پخپله د پام وړ نه ده، د خنډ بدلون حد هم خورا کوچنی دی، معمولا د 10٪ دننه، چې یوازې د یو پاس سره مساوي وي. . د سوري له امله رامینځته شوی انعکاس به د سیګنال لیږد باندې د پام وړ اغیزه ونلري. یوځل چې د کرښې اوږدوالی سره سمون ونلري ، د وخت آفسیټ سربیره ، د عام حالت اجزا د توپیر سیګنال ته معرفي کیږي ، کوم چې د سیګنال کیفیت کموي او EMI زیاتوي.

دا ویل کیدی شي چې د PCB توپیر لرونکي نښو په ډیزاین کې ترټولو مهم قاعده د مطابقت لین اوږدوالی دی ، او نور مقررات د ډیزاین اړتیاو او عملي غوښتنلیکونو سره سم په انعطاف سره اداره کیدی شي.

3 غلط فهمۍ: فکر وکړئ چې توپیر لرونکی تار باید ډیر نږدې وي. د توپیر نښو ته نږدې ساتل د دوی د جوړیدو له لوړولو پرته بل څه ندي ، کوم چې نه یوازې د شور په وړاندې معافیت ښه کولی شي ، بلکه د مقناطیسي ساحې مخالف قطبي څخه پوره ګټه پورته کوي ترڅو بهرنۍ نړۍ ته د بریښنایی مقناطیسي مداخلې مخه ونیسي. که څه هم دا طریقه په ډیرو مواردو کې ډیره ګټوره ده، دا مطلق نه ده. که موږ وکولای شو ډاډ ترلاسه کړو چې دوی په بشپړه توګه د بهرنیو لاسوهنو څخه خوندي دي، نو بیا موږ اړتیا نه لرو چې د لاسوهنې ضد د ترلاسه کولو لپاره قوي جوړه وکاروو. او موخه یې د EMI فشارول دي. څنګه کولی شو د توپیر نښو ښه انزوا او محافظت تضمین کړو؟ د نورو سیګنال نښو سره د واټن زیاتول یو له خورا لومړني لارو څخه دی. د برقی مقناطیسي ساحې انرژي د فاصلې مربع سره کمیږي. عموما، کله چې د کرښې فاصله د کرښې د عرض څخه 4 ځله زیاته وي، د دوی ترمنځ مداخله خورا کمزورې ده. له پامه غورځول کیدی شي. برسېره پردې، د ځمکې د الوتکې لخوا جلا کول هم کولی شي د ښه محافظت رول ولوبوي. دا جوړښت اکثرا د لوړې فریکونسۍ (د 10G څخه پورته) د IC کڅوړې PCB ډیزاین کې کارول کیږي. دا د CPW جوړښت په نوم یادیږي، کوم چې کولی شي د سخت توپیر خنډ یقیني کړي. کنټرول (2Z0)، لکه څنګه چې په 1-8-19 شکل کې ښودل شوي.

متفاوت نښې هم په مختلف سیګنال پرتونو کې پرمخ وړل کیدی شي ، مګر دا میتود عموما سپارښتنه نه کیږي ، ځکه چې د مختلف پرتونو لخوا رامینځته شوي د خنډ او ویاس توپیرونه به د توپیر حالت لیږد اغیزه له مینځه ویسي او د عام حالت شور معرفي کړي. سربیره پردې ، که چیرې نږدې دوه پرتونه په کلکه سره یوځای نشي ، نو دا به د غږ مقاومت کولو لپاره د توپیر ټریس وړتیا کمه کړي ، مګر که تاسو د شاوخوا شاوخوا نښو څخه مناسب واټن ساتلی شئ ، نو کراسټالک کومه ستونزه نده. په عمومي فریکونسیو کې (د GHz لاندې)، EMI به جدي ستونزه نه وي. تجربو ښودلې چې د 500 میلو په فاصله کې د شعاع شوي انرژی ګړندیتوب د 60 مترو په فاصله کې 3 dB ته رسیدلی ، کوم چې د FCC بریښنایی مقناطیسي وړانګو معیار پوره کولو لپاره کافي دی ، نو ډیزاینر هم اندیښنه نلري. د الکترومقناطیسي ناانډولۍ په اړه ډیر څه چې د ناکافي توپیري کرښه جوړه کولو له امله رامینځته کیږي.

3. د سرپټینین کرښه

د سانپ لاین یو ډول روټینګ میتود دی چې ډیری وختونه په ترتیب کې کارول کیږي. د دې اصلي هدف د سیسټم وخت ډیزاین اړتیاو پوره کولو لپاره ځنډ تنظیم کول دي. ډیزاینر باید لومړی دا پوهه ولري: د سرپینټین لاین به د سیګنال کیفیت له مینځه ویسي، د لیږد ځنډ بدل کړي، او هڅه وکړي چې د تار لګولو په وخت کې د کارولو څخه ډډه وکړي. په هرصورت، په ریښتینې ډیزاین کې، د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې سیګنال کافي وخت لري، یا د سیګنالونو د ورته ګروپ تر مینځ د وخت کمولو لپاره، دا ډیری وختونه اړین دي چې په قصدي ډول تار باد کړئ.

نو، د سرپینټین لاین د سیګنال لیږد باندې څه اغیزه لري؟ د تار لګولو په وخت کې باید څه ته پاملرنه وکړم؟ دوه خورا مهم پیرامیټرونه د موازي جوړیدو اوږدوالی (Lp) او د جوړیدو فاصله (S) دي، لکه څنګه چې په 1-8-21 شکل کې ښودل شوي. په ښکاره ډول، کله چې سیګنال د سرپټینین ټریس کې لیږدول کیږي، د موازي کرښې برخې به په توپیر حالت کې یوځای شي. هرڅومره چې S کوچنی وي او Lp لوی وي په هماغه اندازه د جوړیدو کچه لوړه وي. دا ممکن د لیږد ځنډ کمولو لامل شي ، او د سیګنال کیفیت د کراسټالک له امله خورا کم شوی. میکانیزم کولی شي په 3 فصل کې د عام حالت او توپیري حالت کراسټالک تحلیل ته مراجعه وکړي.

لاندې د ترتیب انجینرانو لپاره ځینې وړاندیزونه دي کله چې د سرپینټین لینونو سره معامله کیږي:

1. هڅه وکړئ د موازي کرښې برخو فاصله (S) زیاته کړئ، لږترلږه د 3H څخه ډیر، H د سیګنال ټریس څخه د حوالې الوتکې ته فاصله راجع کوي. د عامو خلکو په شرایطو کې، دا د یو لوی کنډک شاوخوا ګرځي. تر هغه چې S په کافي اندازه لوی وي، د دوه اړخیز جوړونې اغیز تقریبا په بشپړه توګه مخنیوی کیدی شي. 2. د جوړیدو اوږدوالی Lp کم کړئ. کله چې دوه ځله Lp ځنډ د سیګنال لوړیدو وخت ته نږدې شي یا ډیر شي ، تولید شوی کراسټالک به سنتریت ته ورسیږي. 3. د سیګنال لیږد ځنډ د سټریپ لاین یا ایمبیډډ مایکرو سټریپ د سرپینټین لاین له امله رامینځته شوی د مایکرو سټریپ څخه لږ دی. په تیوري کې، سټریپ لاین به د لیږد نرخ اغیزه ونکړي د توپیر حالت کراسټالک له امله. 4. د لوړ سرعت سیګنال لاینونو لپاره او د سخت وخت اړتیاو لپاره، هڅه وکړئ د سرپینټین لاینونه ونه کاروئ، په ځانګړې توګه په کوچنیو سیمو کې. 5. تاسو کولی شئ ډیری وختونه په هره زاویه کې د سرپینټاین نښې وکاروئ، لکه د C جوړښت په 1-8-20 شکل کې، کوم چې کولی شي په اغیزمنه توګه دوه اړخیزه جوړه کمه کړي. 6. د تیز رفتار PCB ډیزاین کې، سرپینټین لاین د فلټر کولو یا د مداخلې ضد وړتیا نلري، او یوازې د سیګنال کیفیت کمولی شي، نو دا یوازې د وخت سره سمون لپاره کارول کیږي او بل هدف نلري. 7. ځینې وختونه تاسو کولی شئ د باد کولو لپاره سرپل روټینګ په پام کې ونیسئ. سمولیشن ښیې چې د هغې اغیز د نورمال سرپینټین روټینګ څخه غوره دی.