سرپٽائن لائن کي سمجهڻ لاء، اچو ته ان بابت ڳالهايون پي سي بي پهريون رستو. اهو تصور پيش ڪرڻ جي ضرورت محسوس نٿو ڪري. ڇا هارڊويئر انجنيئر هر روز وائرنگ جو ڪم نٿو ڪري؟ PCB تي هر نشان هڪ هڪ هارڊويئر انجنيئر طرفان ڪڍيو ويو آهي. ڇا چئي سگهجي ٿو؟ حقيقت ۾، هي سادو رستو پڻ ڪيترن ئي ڄاڻ واري نقطي تي مشتمل آهي جنهن کي اسين عام طور تي نظر انداز ڪندا آهيون. مثال طور، microstrip لائن ۽ stripline جو تصور. آسان لفظ ۾، مائڪرو اسٽريپ لائن اهو ٽريس آهي جيڪو PCB بورڊ جي مٿاڇري تي هلندو آهي، ۽ پٽي لائن اهو نشان آهي جيڪو PCB جي اندروني پرت تي هلندو آهي. انهن ٻن لائينن ۾ ڪهڙو فرق آهي؟

مائڪرو اسٽريپ لائن جو حوالو جهاز پي سي بي جي اندروني پرت جو زميني جهاز آهي، ۽ ٽريس جي ٻئي طرف هوا جي سامهون هوندو آهي، جنهن جي ڪري ٽريس جي چوڌاري ڊائلڪٽرڪ مسلسل متضاد هوندو آهي. مثال طور، اسان جي عام طور تي استعمال ٿيندڙ FR4 سبسٽريٽ جو ڊايلڪٽرڪ ڪانسٽنٽ 4.2 جي چوڌاري آهي، هوا جو ڊائليڪٽرڪ ڪانسٽنٽ 1 آهي. پٽي لائن جي مٿين ۽ هيٺين ٻنهي پاسن تي ريفرنس پلن موجود آهن، سڄو ٽريس پي سي بي سبسٽريٽ ۾ جڙيل آهي، ۽ نشان جي چوڌاري dielectric مسلسل ساڳيو آهي. اهو پڻ سبب بنائي ٿو TEM جي لهر کي پٽي لائن تي منتقل ڪيو وڃي، جڏهن ته اڌ-TEM موج مائڪرو اسٽريپ لائن تي منتقل ٿئي ٿي. اهو هڪ اڌ-TEM موج ڇو آهي؟ اهو هوا ۽ PCB substrate جي وچ ۾ انٽرفيس تي مرحلو بي ترتيب جي سبب آهي. TEM موج ڇا آهي؟ جيڪڏهن توهان هن مسئلي تي گهڻي ڳولها ڪندا ته توهان ان کي ڏهن ۽ اڌ مهينن ۾ ختم ڪرڻ جي قابل نه هوندا.

هڪ ڊگهي ڪهاڻي کي مختصر ڪرڻ لاءِ، چاهي اها مائڪرو اسٽريپ لائين هجي يا اسٽريٽ لائن، انهن جو ڪردار سگنل کڻڻ کان سواءِ ٻيو ڪجهه ناهي، چاهي ڊجيٽل سگنلز هجن يا اينالاگ سگنلز. اهي سگنل برقي مقناطيسي لهرن جي صورت ۾ ٽريس ۾ هڪ سر کان ٻئي تائين منتقل ڪيا ويندا آهن. جيئن ته اها هڪ لهر آهي، اتي رفتار هجڻ گهرجي. پي سي بي ٽريس تي سگنل جي رفتار ڇا آهي؟ dielectric constant ۾ فرق جي مطابق، رفتار به مختلف آهي. هوا ۾ برقي مقناطيسي لهرن جي پکيڙ جي رفتار روشني جي مشهور رفتار آهي. ٻين ميڊيا ۾ پروپئگيشن جي رفتار کي هيٺين فارمولا سان ڳڻيو وڃي ٿو:

V=C/Er0.5

انهن مان، V وچولي ۾ پروپيگنڊا جي رفتار آهي، سي روشني جي رفتار آهي، ۽ Er وچولي جو ڊائلڪٽرڪ مسلسل آهي. هن فارمولا ذريعي، اسان آساني سان حساب ڪري سگھون ٿا سگنل جي ٽرانسميشن جي رفتار کي PCB ٽريس تي. مثال طور، اسان صرف FR4 بنيادي مواد جي ڊائلڪٽرڪ مسلسل کي فارمولا ۾ وٺي وٺون ٿا، ان کي ڳڻڻ لاء، اهو آهي، FR4 بنيادي مواد ۾ سگنل جي منتقلي جي رفتار روشني جي اڌ رفتار آهي. بهرحال، ڇاڪاڻ ته مٿاڇري تي لڳل مائيڪرو اسٽريپ لائين جو اڌ هوا ۾ ۽ اڌ سبسٽريٽ ۾ آهي، ان ڪري ڊائي اليڪٽرڪ ڪانسٽنٽ ٿورو گهٽجي ويندو، تنهنڪري ٽرانسميشن جي رفتار پٽي لائن جي ڀيٽ ۾ ٿوري تيز هوندي. عام طور تي استعمال ٿيل تجرباتي ڊيٽا اهو آهي ته مائڪرو اسٽريپ لائن جي ٽريڪ دير اٽڪل 140ps/انچ آهي، ۽ اسٽريپ لائن جي ٽريڪ دير تقريباً 166ps/انچ آهي.

جيئن ته مون اڳ ۾ چيو، صرف هڪ مقصد آهي، اهو آهي، پي سي بي تي سگنل ٽرانسميشن ۾ دير ٿي رهي آهي! يعني هڪ پن موڪلڻ کان پوءِ هڪ ئي وقت ۾ وائرنگ ذريعي سگنل ٻئي پن ڏانهن منتقل نه ٿيندو آهي. جيتوڻيڪ سگنل ٽرانسميشن جي رفتار تمام تيز آهي، جيستائين ٽريس جي ڊيگهه ڪافي ڊگهو آهي، اهو اڃا تائين سگنل ٽرانسميشن کي متاثر ڪندو. مثال طور، هڪ 1GHz سگنل لاءِ، عرصو 1ns آهي، ۽ اڀرڻ يا گرڻ واري کنڊ جو وقت اٽڪل ڏهين حصي جو آهي، پوءِ اهو 100ps آهي. جيڪڏهن اسان جي ٽريس جي ڊيگهه 1 انچ (تقريبن 2.54 سينٽي ميٽر) کان وڌيڪ آهي، پوء ٽرانسميشن جي دير اڀرندڙ ڪنڊ کان وڌيڪ هوندي. جيڪڏهن نشان 8 انچ (تقريبن 20 سينٽي) کان وڌيڪ آهي، پوء دير ٿي ويندي هڪ مڪمل چڪر!

اهو ظاهر ٿئي ٿو ته پي سي بي جو تمام وڏو اثر آهي، اهو اسان جي بورڊن لاء 1 انچ کان وڌيڪ نشانن لاء تمام عام آهي. ڇا دير سان بورڊ جي عام آپريشن کي متاثر ڪندو؟ اصل سسٽم کي ڏسندي، جيڪڏهن اهو صرف هڪ سگنل آهي ۽ توهان ٻين سگنلن کي بند ڪرڻ نٿا چاهيو، ته دير جو ڪو به اثر نظر نٿو اچي. بهرحال، هڪ تيز رفتار سسٽم ۾، هي دير اصل ۾ اثر انداز ٿيندي. مثال طور، اسان جا عام ياداشت وارا ذرات هڪ بس جي صورت ۾ ڳنڍيل آهن، ڊيٽا لائنن، ايڊريس لائينز، گھڙين ۽ ڪنٽرول لائينن سان. اسان جي وڊيو انٽرفيس تي هڪ نظر وٺو. ڪو مسئلو ناهي ڪيترا چينل HDMI يا DVI آهن، ان ۾ ڊيٽا چينلز ۽ ڪلاڪ چينلز شامل هوندا. يا ڪجهه بس پروٽوڪول، جن مان سڀئي ڊيٽا ۽ ڪلاڪ جي هم وقت سازي جي منتقلي آهن. پوء، هڪ حقيقي تيز رفتار سسٽم ۾، اهي ڪلاڪ سگنل ۽ ڊيٽا سگنل هم وقت سازي سان مکيه چپ مان موڪليا ويا آهن. جيڪڏهن اسان جي پي سي بي جي ٽريڪ ڊيزائن خراب آهي، ڪلاڪ سگنل جي ڊيگهه ۽ ڊيٽا سگنل بلڪل مختلف آهي. ڊيٽا جي غلط نموني جو سبب بڻائڻ آسان آهي، ۽ پوء سڄو سسٽم عام طور تي ڪم نه ڪندو.

هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء اسان کي ڇا ڪرڻ گهرجي؟ قدرتي طور، اسان اهو سوچينداسين ته جيڪڏهن مختصر ڊگھائي نشانن کي ڊگھو ڪيو وڃي ته ساڳئي گروپ جي ٽريس ڊگھائي ساڳيا آهن، پوء دير ساڳي ئي ٿيندي؟ وائرنگ کي ڪيئن ڊگھو ڪجي؟ چوڌاري وڃو! بنگو! آخر ۾ موضوع ڏانهن موٽڻ آسان ناهي. هي تيز رفتار سسٽم ۾ سرپٽين لائن جو بنيادي ڪم آهي. ونڊ، برابر ڊگھائي. اهو سادو آهي. serpentine لڪير هڪ جيتري ڊيگهه واء ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي. سرپينٽائن لائن کي ڊرائنگ ڪرڻ سان، اسان سگنلن جي هڪ ئي گروپ کي ساڳي ڊگھائي ٺاهي سگهون ٿا، ته جيئن وصول ڪندڙ چپ سگنل وصول ڪرڻ کان پوءِ، ڊيٽا پي سي بي ٽريس تي مختلف دير جي سبب نه ٿيندي. غلط چونڊ. سرپٽين لائن ٻين پي سي بي بورڊن تي نشانن وانگر ساڳيو آهي.

اهي سگنلن کي ڳنڍڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن، پر اهي ڊگها هوندا آهن ۽ نه هوندا آهن. تنهن ڪري سرپٽائن لائن تمام گهڻي نه آهي ۽ نه تمام پيچيده. جيئن ته اهو ٻين وائرنگ وانگر ساڳيو آهي، ڪجهه عام طور تي استعمال ٿيل وائرنگ ضابطا سرپائن لائنن تي پڻ لاڳو ٿين ٿا. ساڳئي وقت، سرپين لائنن جي خاص ڍانچي جي ڪري، توهان کي ان تي ڌيان ڏيڻ گهرجي جڏهن وائرنگ. مثال طور، سرپٽين لائينن کي هڪ ٻئي سان متوازي رکڻ جي ڪوشش ڪريو. ننڍو، اھو آھي، ھڪڙي وڏي موڙ جي چوڌاري وڃو جيئن چوڻي آھي، ھڪڙي ننڍڙي علائقي ۾ تمام گھڻا ۽ تمام ننڍو نه وڃو.

هي سڀ سگنل مداخلت کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪري ٿي. سرپٽين لائن لائن جي مصنوعي واڌ جي ڪري سگنل تي خراب اثر پوندو، ان ڪري جيستائين اهو سسٽم ۾ وقت جي ضرورتن کي پورو ڪري سگھي، ان کي استعمال نه ڪريو. ڪجھ انجنيئر DDR يا تيز رفتار سگنلن کي استعمال ڪن ٿا سڄي گروپ کي برابر ڊگھائي. نانگ جون لڪيرون سڄي بورڊ تي اڏامنديون آهن. اهو لڳي ٿو ته اهو بهتر وائرنگ آهي. حقيقت ۾، اهو سست ۽ غير ذميوار آهي. ڪيتريون ئي جڳھون جيڪي زخم ڪرڻ جي ضرورت نه آھن زخم آھن، جيڪي بورڊ جي علائقي کي ضايع ڪري ٿو، ۽ سگنل جي معيار کي پڻ گھٽائي ٿو. اسان کي اصل سگنل جي رفتار جي ضرورتن جي مطابق دير جي فالٽ جي حساب ڪرڻ گهرجي، جيئن ته بورڊ جي وائرنگ جي ضابطن کي طئي ڪرڻ لاء.

برابر ڊگھائي جي فنڪشن کان علاوه، سرپٽين لائن جي ٻين ڪيترن ئي ڪمن جو ذڪر اڪثر انٽرنيٽ تي آرٽيڪل ۾ ڪيو ويو آهي، تنهنڪري آئون هتي ان بابت مختصر طور تي ڳالهائيندس.

1. هڪ لفظ جيڪو آئون اڪثر ڏسان ٿو اهو آهي impedance ملائڻ جو ڪردار. هي بيان ڏاڍو عجيب آهي. پي سي بي ٽريس جي رڪاوٽ ليڪ جي چوٽي سان لاڳاپيل آهي، dielectric مسلسل، ۽ ريفرنس جهاز جي فاصلي سان. جڏهن اهو سرپٽين لائن سان لاڳاپيل آهي؟ جڏهن ٽريس جي شڪل رڪاوٽ کي متاثر ڪري ٿي؟ مون کي خبر ناهي ته هن بيان جو ذريعو ڪٿان اچي ٿو.

2. اهو پڻ چيو ويندو آهي ته اهو فلٽرنگ جو ڪردار آهي. هن فنڪشن کي غير حاضر نه ٿو چئي سگهجي، پر ڊجيٽل سرڪٽ ۾ فلٽرنگ فنڪشن نه هجڻ گهرجي يا اسان کي ڊجيٽل سرڪٽ ۾ هن فنڪشن کي استعمال ڪرڻ جي ضرورت ناهي. ريڊيو فریکوئنسي سرڪٽ ۾، سرپينٽائن ٽريس ايل سي سرڪٽ ٺاهي سگھي ٿو. جيڪڏهن اهو هڪ خاص تعدد سگنل تي فلٽرنگ اثر آهي، اهو اڃا تائين ماضي آهي.

3. حاصل ڪرڻ antenna. هي ٿي سگهي ٿو. اسان اهو اثر ڪجهه موبائيل فون يا ريڊيو تي ڏسي سگهون ٿا. ڪجهه اينٽينا پي سي بي جي نشانين سان ٺهيل آهن.

4. Inductance. هي ٿي سگهي ٿو. پي سي بي تي سڀني نشانن کي اصل ۾ پارسيٽڪ انڊڪٽنس آهي. اهو ڪجهه پي سي بي inductors ٺاهڻ لاء حاصل آهي.

5. فيوز. اهو اثر مون کي حيران ڪري ٿو. مختصر ۽ تنگ سرپٽين تار هڪ فيوز جي حيثيت ۾ ڪيئن ڪم ڪندو آهي؟ ساڙيو جڏهن موجوده تيز آهي؟ بورڊ کي ختم نه ڪيو ويو آهي، هن فيوز جي قيمت تمام گهڻي آهي، مون کي خبر ناهي ته ڪهڙي قسم جي ايپليڪيشن ۾ استعمال ڪيو ويندو.

مٿي ڏنل تعارف جي ذريعي، اسان واضح ڪري سگھون ٿا ته اينالاگ يا ريڊيو فريڪوئنسي سرڪٽس ۾، سرپٽين لائينون ڪي خاص ڪم ڪن ٿيون، جيڪي مائڪرو اسٽريپ لائينن جي خاصيتن سان طئي ٿيل آهن. ڊجيٽل سرڪٽ ڊيزائن ۾، سرپٽين لائن برابر لمبائي لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي وقت جي ملاپ کي حاصل ڪرڻ لاءِ. ان کان علاوه، سرپٽين لائن سگنل جي معيار تي اثر انداز ٿيندي، تنهنڪري سسٽم جي گهرج کي سسٽم ۾ واضح ڪيو وڃي، سسٽم جي بيڪارگي کي اصل گهرجن مطابق حساب ڪيو وڃي، ۽ سرپٽين لائن کي احتياط سان استعمال ڪيو وڃي.