Tafakari inayosababishwa na mabadiliko ya upana wa mstari wa PCB

In PCB wiring, mara nyingi hufanyika kwamba laini nyembamba inapaswa kutumiwa kupita kwenye eneo ambalo kuna nafasi ndogo ya wiring, na kisha laini inarejeshwa kwa upana wake wa asili. Mabadiliko katika upana wa mstari yatasababisha mabadiliko katika impedance, ambayo itasababisha kutafakari na kuathiri ishara. Kwa hivyo ni lini tunaweza kupuuza athari hii, na ni lini tunapaswa kuzingatia athari yake?

ipcb

Sababu tatu zinahusiana na athari hii: ukubwa wa mabadiliko ya impedance, wakati wa kuongezeka kwa ishara, na kucheleweshwa kwa ishara kwenye laini nyembamba.

Kwanza, ukubwa wa mabadiliko ya impedance unajadiliwa. Ubunifu wa mizunguko mingi inahitaji kwamba kelele inayoonekana iwe chini ya 5% ya swing ya voltage (ambayo inahusiana na bajeti ya kelele kwenye ishara), kulingana na fomula ya mgawo wa kutafakari:

Kiwango cha mabadiliko ya impedance inaweza kuhesabiwa kama △ Z / Z1 ≤ 10%. Kama unavyojua, kiashiria cha kawaida cha impedance kwenye ubao ni +/- 10%, na hiyo ndiyo sababu kuu.

Ikiwa mabadiliko ya impedance yanatokea mara moja tu, kama vile wakati upana wa laini unabadilika kutoka 8mil hadi 6mil na unabaki 6mil, mabadiliko ya impedance lazima iwe chini ya 10% ili kufikia mahitaji ya bajeti ya kelele kwamba ishara ilionyesha kelele kwa mabadiliko ya ghafla haina kisichozidi 5% ya swing ya voltage. Wakati mwingine hii ni ngumu kufanya. Chukua kesi ya mistari ya microstrip kwenye sahani za FR4 kama mfano. Wacha tuhesabu. Ikiwa upana wa mstari ni 8mil, unene kati ya laini na ndege ya kumbukumbu ni 4mil na impedance ya tabia ni 46.5 ohms. Wakati upana wa mstari unabadilika kuwa 6mil, impedance ya tabia inakuwa 54.2 ohm, na kiwango cha mabadiliko ya impedance hufikia 20%. Ukubwa wa ishara iliyoonyeshwa lazima izidi kiwango. Kwa athari ngapi kwenye ishara, lakini pia na wakati wa kuongezeka kwa ishara na ucheleweshaji wa muda kutoka kwa dereva hadi ishara ya hatua ya kutafakari. Lakini ni angalau shida ya shida. Kwa bahati nzuri, unaweza kusuluhisha shida na vituo vinavyolingana vya impedance.

Ikiwa mabadiliko ya impedance hufanyika mara mbili, kwa mfano, upana wa laini hubadilika kutoka 8mil hadi 6mil, na kisha hubadilika kuwa 8mil baada ya kuvuta 2cm. Halafu katika 2cm urefu wa 6mil upana mstari kwenye ncha mbili za kutafakari, moja ni impedance inakuwa kubwa, tafakari nzuri, na kisha impedance inakuwa ndogo, tafakari hasi. Ikiwa muda kati ya tafakari ni mfupi wa kutosha, tafakari mbili zinaweza kughairiana, na kupunguza athari. Kwa kudhani kuwa ishara ya usafirishaji ni 1V, 0.2V inaonyeshwa katika onyesho la kwanza chanya, 1.2V inasambazwa mbele, na -0.2 * 1.2 = 0.24V inaonyeshwa nyuma kwenye tafakari ya pili. Kwa kudhani kuwa urefu wa laini ya 6mil ni mfupi sana na tafakari mbili zinatokea karibu wakati huo huo, jumla ya voltage iliyoonyeshwa ni 0.04V tu, chini ya mahitaji ya bajeti ya kelele ya 5%. Kwa hivyo, iwapo tafakari hii inaathiri ishara na inategemea ucheleweshaji wa wakati wa mabadiliko ya impedance na wakati wa kuongezeka kwa ishara. Uchunguzi na majaribio yanaonyesha kuwa maadamu ucheleweshaji wa mabadiliko ya impedance ni chini ya 20% ya wakati wa kuongezeka kwa ishara, ishara iliyoonyeshwa haitasababisha shida. Ikiwa wakati wa kuongezeka kwa ishara ni 1ns, basi kucheleweshwa kwa mabadiliko ya impedance ni chini ya 0.2ns sawa na inchi 1.2, na tafakari sio shida. Kwa maneno mengine, katika kesi hii, urefu wa waya 6mil chini ya 3cm haipaswi kuwa shida.

Wakati upana wa wiring wa PCB unabadilika, inapaswa kuchambuliwa kwa uangalifu kulingana na hali halisi ili kuona ikiwa kuna athari yoyote. Kuna vigezo vitatu vya kuwa na wasiwasi juu ya: ni kiasi gani cha impedance inabadilika, muda wa kuongezeka kwa ishara, na sehemu ya shingo-kama ya upana wa mstari inabadilika kwa muda gani. Fanya makadirio mabaya kulingana na njia iliyo hapo juu na uache margin kama inafaa. Ikiwezekana, jaribu kupunguza urefu wa shingo.

Ikumbukwe kwamba katika usindikaji halisi wa PCB, vigezo haviwezi kuwa sahihi kama zile za nadharia. Nadharia inaweza kutoa mwongozo kwa muundo wetu, lakini haiwezi kunakiliwa au kusisitiza. Baada ya yote, hii ni sayansi inayotumika. Thamani inayokadiriwa inapaswa kurekebishwa kulingana na hali halisi, na kisha itumike kwa muundo. Ikiwa unajiona hauna uzoefu, kuwa kihafidhina na urekebishe gharama ya utengenezaji.