සර්පන්ටයින් රේඛාව තේරුම් ගැනීමට, අපි කතා කරමු PCB පළමුව මාර්ගගත කිරීම. මෙම සංකල්පය හඳුන්වා දිය යුතු බවක් නොපෙනේ. හාඩ්වෙයාර් ඉන්ජිනේරුවා හැමදාම වයරින් වැඩ කරනවා නේද? PCB හි ඇති සෑම සලකුණක්ම දෘඪාංග ඉංජිනේරුවරයා විසින් එකින් එක අඳිනු ලැබේ. කුමක් කිව හැකිද? ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම සරල මාර්ගගත කිරීම අප සාමාන්‍යයෙන් නොසලකා හරින බොහෝ දැනුම් කරුණු ද අඩංගු වේ. උදාහරණයක් ලෙස, microstrip line සහ stripline යන සංකල්පය. සරලව කිවහොත්, මයික්‍රොස්ට්‍රිප් රේඛාව යනු PCB පුවරුවේ මතුපිට ක්‍රියාත්මක වන හෝඩුවාවක් වන අතර, ස්ට්‍රිප්ලයින් යනු PCB හි අභ්‍යන්තර ස්ථරයේ ක්‍රියාත්මක වන හෝඩුවාවකි. මෙම රේඛා දෙක අතර වෙනස කුමක්ද?

මයික්‍රොස්ට්‍රිප් රේඛාවේ සමුද්දේශ තලය PCB හි අභ්‍යන්තර ස්ථරයේ බිම් තලය වන අතර ලුහුබැඳීමේ අනෙක් පැත්ත වාතයට නිරාවරණය වන අතර එමඟින් හෝඩුවාව වටා ඇති පාර විද්‍යුත් නියතය නොගැලපේ. උදාහරණයක් ලෙස, අප බහුලව භාවිතා වන FR4 උපස්ථරයේ පාර විද්‍යුත් නියතය 4.2 පමණ වේ, වාතයේ පාර විද්‍යුත් නියතය 1 වේ. තීරු රේඛාවේ ඉහළ සහ පහළ පැති දෙකෙහිම සමුද්දේශ තල ඇත, සම්පූර්ණ හෝඩුවාව PCB උපස්ථරය තුළ තැන්පත් කර ඇත, සහ හෝඩුවාව වටා ඇති පාර විද්‍යුත් නියතය සමාන වේ. මෙයද TEM තරංගය තීරු රේඛාව මත සම්ප්‍රේෂණය වීමට හේතු වන අතර අර්ධ-TEM තරංගය ක්ෂුද්‍ර තීරු රේඛාව මත සම්ප්‍රේෂණය වේ. එය අර්ධ-TEM තරංගයක් වන්නේ ඇයි? ඒ වාතය සහ PCB උපස්ථරය අතර අතුරු මුහුණතේ අදියර නොගැලපීම හේතුවෙනි. TEM තරංගය යනු කුමක්ද? මේ ප්‍රශ්නය තව ගැඹුරට හාරා බැලුවොත් මාස දහහමාරෙන් ඉවර කරන්න බැරි වෙනවා.

දිගු කතාවක් කෙටියෙන් කිවහොත්, එය ක්ෂුද්‍ර තීරු රේඛාවක් හෝ තීරු රේඛාවක් වේවා, ඔවුන්ගේ කාර්යභාරය ඩිජිටල් සංඥා හෝ ප්‍රතිසම සංඥා ගෙනයාමට වඩා වැඩි දෙයක් නොවේ. මෙම සංඥා විද්‍යුත් චුම්භක තරංග ආකාරයෙන් සම්ප්‍රේෂණය වන්නේ එක් කෙළවරක සිට අනෙක් කෙළවර දක්වා ය. තරංගයක් බැවින් වේගයක් තිබිය යුතුය. PCB ට්‍රේස් එකේ සංඥාවේ වේගය කීයද? පාර විද්යුත් නියතයේ වෙනස අනුව, වේගය ද වෙනස් වේ. වාතයේ ඇති විද්‍යුත් චුම්භක තරංගවල ප්‍රචාරණ වේගය ආලෝකයේ ප්‍රකට වේගයයි. අනෙකුත් මාධ්‍යවල ප්‍රචාරණ ප්‍රවේගය පහත සූත්‍රය මගින් ගණනය කළ යුතුය:

V=C/Er0.5

ඒවා අතර V යනු මාධ්‍යයේ ප්‍රචාරණ වේගය, C යනු ආලෝකයේ වේගය, Er යනු මාධ්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියතයයි. මෙම සූත්‍රය හරහා අපට PCB ට්‍රේස් එක මත සංඥා සම්ප්‍රේෂණ වේගය පහසුවෙන් ගණනය කළ හැක. උදාහරණයක් ලෙස, අපි සරලව FR4 පාදක ද්‍රව්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියතය ගණනය කිරීම සඳහා සූත්‍රයට ගනිමු, එනම්, FR4 පාදක ද්‍රව්‍යයේ සංඥා සම්ප්‍රේෂණ වේගය ආලෝකයේ වේගයෙන් අඩකි. කෙසේ වෙතත්, මතුපිටින් සොයාගත් ක්ෂුද්‍ර තීරු රේඛාවෙන් අඩක් වාතයේ සහ අඩක් උපස්ථරයේ ඇති බැවින්, පාර විද්‍යුත් නියතය තරමක් අඩු වනු ඇත, එබැවින් සම්ප්‍රේෂණ වේගය තීරු රේඛාවට වඩා තරමක් වේගවත් වේ. බහුලව භාවිතා වන ආනුභවික දත්ත වන්නේ මයික්‍රොස්ට්‍රිප් රේඛාවේ ලුහුබැඳීමේ ප්‍රමාදය 140ps/අඟල් පමණ වන අතර තීරු රේඛාවේ හෝඩුවාවක් ප්‍රමාදය 166ps/අඟල් පමණ වේ.

මම කලිනුත් කිව්වා වගේ එකම එක අරමුණක් තියෙනවා, ඒ කියන්නේ PCB එකේ signal transmission එක ප්‍රමාදයි! එනම් එක් පින් එකක් යැවූ පසු ක්ෂණයකින් වයරින් එක හරහා අනෙක් පින් එකට සංඥාව සම්ප්‍රේෂණය නොවේ. සංඥා සම්ප්‍රේෂණ වේගය ඉතා වේගවත් වුවද, ලුහුබැඳීමේ දිග ප්‍රමාණවත් තරම් දිගු වන තාක්, එය තවමත් සංඥා සම්ප්‍රේෂණයට බලපානු ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, 1GHz සංඥාවක් සඳහා, කාලසීමාව 1ns වන අතර, ඉහළ යන හෝ වැටෙන දාරයේ කාලය කාලපරිච්ඡේදයෙන් දහයෙන් එකක් පමණ වේ, එවිට එය 100ps වේ. අපගේ ලුහුබැඳීමේ දිග අඟල් 1 (ආසන්න වශයෙන් 2.54 සෙ.මී.) ඉක්මවන්නේ නම්, සම්ප්‍රේෂණ ප්‍රමාදය ඉහළ යන දාරයකට වඩා වැඩි වනු ඇත. හෝඩුවාවක් අඟල් 8 (ආසන්න වශයෙන් සෙ.මී. 20) ඉක්මවන්නේ නම්, ප්‍රමාදය සම්පූර්ණ චක්‍රයක් වනු ඇත!

PCB එතරම් විශාල බලපෑමක් ඇති බව පෙනී යයි, අපගේ පුවරු අඟල් 1 කට වඩා වැඩි හෝඩුවාවක් තිබීම ඉතා සුලභ ය. ප්‍රමාදය පුවරුවේ සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වයට බලපාන්නේද? සැබෑ පද්ධතිය දෙස බලන විට, එය සංඥාවක් පමණක් නම් සහ ඔබට වෙනත් සංඥා ක්‍රියා විරහිත කිරීමට අවශ්‍ය නැතිනම්, ප්‍රමාදයෙන් කිසිදු බලපෑමක් ඇති නොවන බව පෙනේ. කෙසේ වෙතත්, අධිවේගී පද්ධතියක දී, මෙම ප්රමාදය සැබවින්ම ක්රියාත්මක වනු ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, අපගේ පොදු මතක අංශු බසයක ස්වරූපයෙන් දත්ත රේඛා, ලිපින රේඛා, ඔරලෝසු සහ පාලන රේඛා සමඟ සම්බන්ධ වේ. අපගේ වීඩියෝ අතුරු මුහුණත දෙස බලන්න. HDMI හෝ DVI නාලිකා කීයක් තිබුණත්, එහි දත්ත නාලිකා සහ ඔරලෝසු නාලිකා අඩංගු වේ. නැතහොත් සමහර බස් ප්‍රොටෝකෝල, ඒ සියල්ල දත්ත සහ ඔරලෝසු සමමුහුර්ත සම්ප්‍රේෂණය වේ. එවිට, සැබෑ අධිවේගී පද්ධතියක් තුළ, මෙම ඔරලෝසු සංඥා සහ දත්ත සංඥා ප්‍රධාන චිපයෙන් සමමුහුර්තව යවනු ලැබේ. අපගේ PCB ට්‍රේස් ඩිසයින් දුර්වල නම්, ඔරලෝසු සංඥාවේ දිග සහ දත්ත සංඥාව බෙහෙවින් වෙනස් වේ. දත්ත වැරදි නියැදීමක් ඇති කිරීම පහසුය, එවිට සම්පූර්ණ පද්ධතියම සාමාන්යයෙන් ක්රියා නොකරනු ඇත.

මෙම ගැටලුව විසඳීමට අප කළ යුත්තේ කුමක්ද? ස්වාභාවිකවම, එකම කණ්ඩායමේ හෝඩුවාවන් සමාන වන පරිදි කෙටි දිග හෝඩුවාවන් දිගු කළහොත්, ප්‍රමාදය සමාන වේ යැයි අපි සිතමු? රැහැන් දිගු කරන්නේ කෙසේද? වටේ යන්න! බිංගෝ! අවසානයේ මාතෘකාවට ආපසු යාම පහසු නැත. අධිවේගී පද්ධතියේ සර්පන්ටයින් රේඛාවේ ප්රධාන කාර්යය මෙයයි. එතීෙම්, සමාන දිග. එය සරලයි. සර්පන්ටයින් රේඛාව සමාන දිග සුළං සඳහා භාවිතා වේ. සර්පන්ටයින් රේඛාව ඇඳීමෙන්, අපට එකම සංඥා සමූහයක් එකම දිගක් බවට පත් කළ හැකිය, එවිට ලැබෙන චිපයට සංඥාව ලැබුණු පසු, PCB ලුහුබැඳීමේ විවිධ ප්‍රමාදයන් නිසා දත්ත ඇති නොවේ. වැරදි තේරීමක්. සර්පන්ටයින් රේඛාව අනෙකුත් PCB පුවරු වල සලකුණු වලට සමාන වේ.

ඒවා සංඥා සම්බන්ධ කිරීමට භාවිතා කරයි, නමුත් ඒවා දිගු වන අතර එය නොමැත. එබැවින් සර්පන්ටයින් රේඛාව ගැඹුරු නොවන අතර ඉතා සංකීර්ණ නොවේ. එය අනෙකුත් රැහැන්වලට සමාන බැවින්, සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරන සමහර රැහැන් රීති සර්පන්ටයින් රේඛා සඳහාද අදාළ වේ. ඒ අතරම, සර්පන්ටයින් රේඛාවල විශේෂ ව්යුහය හේතුවෙන්, රැහැන්ගත කිරීමේදී ඔබ එය අවධානය යොමු කළ යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, සර්පන්ටයින් රේඛා එකිනෙකට සමාන්තරව තබා ගැනීමට උත්සාහ කරන්න. කොටට, ඒ කියන්නේ ලොකු වංගුවක් වටේ යන්න කියනව වගේ පොඩි ප්‍රදේශයකට වැඩිය ඝනව පොඩිවට යන්න එපා.

මේ සියල්ල සංඥා බාධා අඩු කිරීමට උපකාරී වේ. රේඛීය දිග කෘතිමව වැඩි කිරීම නිසා සර්පන්ටයින් රේඛාව සංඥාවට නරක බලපෑමක් ඇති කරයි, එබැවින් පද්ධතියේ කාල නියමයන් සපුරාලිය හැකි තාක් කල්, එය භාවිතා නොකරන්න. සමහර ඉංජිනේරුවන් DDR හෝ අධිවේගී සංඥා භාවිතා කර මුළු කණ්ඩායමම සමාන දිගක් බවට පත් කරයි. සර්පන්ටයින් රේඛා පුවරුව පුරා පියාසර කරයි. මෙය වඩා හොඳ රැහැන්වීමක් බව පෙනේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙය කම්මැලි සහ වගකීම් විරහිත ය. තුවාල වීමට අවශ්‍ය නොවන බොහෝ ස්ථාන තුවාල වී ඇති අතර එමඟින් පුවරුවේ ප්‍රදේශය නාස්ති වන අතර සංඥා ගුණාත්මක භාවයද අඩු වේ. පුවරුවේ රැහැන් රීති තීරණය කිරීම සඳහා, සත්‍ය සංඥා වේග අවශ්‍යතා අනුව අපි ප්‍රමාද අතිරික්තය ගණනය කළ යුතුය.

සමාන දිග යන කාර්යයට අමතරව, සර්ප රේඛාවේ තවත් කාර්යයන් කිහිපයක් අන්තර්ජාලයේ ලිපිවල නිතර සඳහන් වන බැවින් මම ඒ ගැන ද කෙටියෙන් කතා කරමි.

1. මම නිතර දකින වචනයක් තමයි සම්බාධනය ගැලපීමේ භූමිකාව. මේ ප්‍රකාශය හරිම අමුතුයි. PCB ලුහුබැඳීමේ සම්බාධනය රේඛා පළල, පාර විද්‍යුත් නියතය සහ විමර්ශන තලයේ දුර සමඟ සම්බන්ධ වේ. එය සර්පන්ටයින් රේඛාවට සම්බන්ධ වන්නේ කවදාද? හෝඩුවාවේ හැඩය සම්බාධනයට බලපාන්නේ කවදාද? මෙම ප්‍රකාශයේ මූලාශ්‍රය පැමිණියේ කොහෙන්දැයි මම නොදනිමි.

2. පෙරීමේ භූමිකාව බවත් කියනු ලැබේ. මෙම ශ්‍රිතය නොමැති බව පැවසිය නොහැක, නමුත් සංඛ්‍යාංක පරිපථවල පෙරීමේ ශ්‍රිතයක් නොතිබිය යුතුය නැතහොත් අපට මෙම ශ්‍රිතය ඩිජිටල් පරිපථවල භාවිතා කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ. ගුවන්විදුලි සංඛ්යාත පරිපථය තුළ, සර්පන්ටයින් ලුහුබැඳීම LC පරිපථයක් සෑදිය හැක. යම් සංඛ්‍යාත සංඥාවක් මත පෙරීමේ බලපෑමක් ඇති කරන්නේ නම්, එය තවමත් අතීතයයි.

3. ඇන්ටනාව ලැබීම. මෙය විය හැක. සමහර ජංගම දුරකථන හෝ ගුවන්විදුලි යන්ත්‍රවල මෙම බලපෑම අපට දැකිය හැකිය. සමහර ඇන්ටනා PCB ට්‍රේස් වලින් සාදා ඇත.

4. ප්රේරණය. මෙය විය හැක. PCB හි ඇති සියලුම හෝඩුවාවන් මුලින් පරපෝෂිත ප්‍රේරණය ඇත. සමහර PCB ප්‍රේරක සෑදීම සාක්ෂාත් කරගත හැකිය.

5. ෆියුස්. මෙම බලපෑම මා අවුල් කරයි. කෙටි සහ පටු සර්පන්ටයින් වයර් ෆියුස් ලෙස ක්රියා කරන්නේ කෙසේද? ධාරාව වැඩි වූ විට පිච්චෙනවාද? පුවරුව ඉවත් කර නැත, මෙම ෆියුස් එකේ මිල වැඩිය, එය කුමන ආකාරයේ යෙදුමක් භාවිතා කරයිදැයි මම නොදනිමි.

ඉහත හැඳින්වීම හරහා, ප්‍රතිසම හෝ රේඩියෝ සංඛ්‍යාත පරිපථවල, සර්ප රේඛා මයික්‍රොස්ට්‍රිප් රේඛා වල ලක්ෂණ අනුව තීරණය වන විශේෂ කාර්යයන් කිහිපයක් ඇති බව අපට පැහැදිලි කළ හැකිය. ඩිජිටල් පරිපථ නිර්මාණයේදී, කාල ගැලපීම ලබා ගැනීම සඳහා සර්පන්ටයින් රේඛාව සමාන දිගක් සඳහා භාවිතා වේ. මීට අමතරව, සර්පන්ටයින් රේඛාව සංඥා ගුණාත්මක භාවයට බලපානු ඇත, එබැවින් පද්ධතියේ අවශ්යතාවයන් පද්ධතිය තුළ පැහැදිලි කළ යුතු අතර, පද්ධතියේ අතිරික්තය සැබෑ අවශ්යතා අනුව ගණනය කළ යුතු අතර, සර්පන්ටයින් රේඛාව ප්රවේශමෙන් භාවිතා කළ යුතුය.