PCB cabling imulo

Ifilelẹ jẹ ọkan ninu awọn ọgbọn iṣẹ ipilẹ julọ ti PCB apẹrẹ ẹlẹrọ. Didara wiwu yoo ni ipa taara iṣẹ ṣiṣe ti gbogbo eto, pupọ julọ ti ilana apẹrẹ iyara to ga julọ gbọdọ ni oye nikẹhin ati jẹrisi nipasẹ Ifilelẹ, nitorinaa o le rii pe wiwa jẹ pataki ni apẹrẹ PCB iyara to gaju. Atẹle naa yoo wa ni wiwo wiwọn gangan le ba awọn ipo kan pade, itupalẹ ti ọgbọn rẹ, ki o fun diẹ ni ilana iṣipopada iṣapeye diẹ sii. Ni akọkọ lati laini Igun ọtun, laini iyatọ, laini ejò ati bẹbẹ lọ lori awọn abala mẹta lati ṣe alaye.

ipcb

1. Onigun lọ laini

Wiwa igun-ọtun ni gbogbogbo nilo lati yago fun ipo ni wiwa PCB, ati pe o ti fẹrẹ di ọkan ninu awọn ajohunše lati wiwọn didara wiwirin, nitorinaa ipa wo ni wiwọn igun-ọtun yoo ni lori gbigbe ifihan? Ni ipilẹṣẹ, wiwọn igun-ọtun yoo yi iwọn ila ti laini gbigbe pada, ti o yọrisi idiwọ ikọlu. Ni otitọ, kii ṣe laini Igun ọtun nikan, Ang Ang, ton Angle laini nla le fa awọn ayipada ikọlu.

Ipa ti titete-igun-ọtun lori ifihan jẹ afihan ni akọkọ ni awọn aaye mẹta: akọkọ, igun le jẹ deede si fifuye agbara lori laini gbigbe, fa fifalẹ akoko dide; Ẹlẹẹkeji, idaduro ikọlu yoo fa iṣaro ifihan; Kẹta, EMI ti ipilẹṣẹ nipasẹ ipari igun ọtun.

Agbara parasitic ti o fa nipasẹ Igun ọtun ti laini gbigbe le ṣe iṣiro nipasẹ agbekalẹ imudaniloju atẹle:

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

Ninu agbekalẹ ti o wa loke, C tọka si kapasito deede ni igun (pF), W tọka si iwọn ti laini (inch), refers R tọka si ibakan aisi -itanna ti alabọde, ati Z0 jẹ ikọlu abuda ti gbigbe ila. Fun apẹẹrẹ, fun laini gbigbe 4Mils 50 ohm (εr 4.3), agbara ti Igun ọtun jẹ nipa 0.0101pF, ati iyatọ akoko dide le ni ifoju:

T10-90%= 2.2* C* z0/2 = 2.2* 0.0101* 50/2 = 0.556ps

O le rii lati iṣiro pe ipa kapasito ti a mu nipasẹ wiwọn igun-ọtun jẹ lalailopinpin kekere.

Bii iwọn ila ti laini igun-ọtun n pọ si, ikọlu ni aaye yii yoo dinku, nitorinaa lasan iṣaro ifihan kan yoo wa. A le ṣe iṣiro isedede deede lẹhin iwọn ila naa pọ si ni ibamu si agbekalẹ iṣiro ikọlu ti a mẹnuba ni apakan ti awọn laini gbigbe, ati lẹhinna ṣe iṣiro isodipupo iṣaro ni ibamu si agbekalẹ imudaniloju: ρ = (Zs-Z0)/(Zs+Z0), wiwọn igun apa ọtun gbogbogbo ti o yorisi awọn iyipada ikọlu laarin 7%-20%, nitorinaa isọdi iṣaro ti o pọju jẹ nipa 0.1. Pẹlupẹlu, bi a ti le rii lati eeya ti o wa ni isalẹ, ikọlu laini gbigbe yipada si kere laarin gigun ti laini W/2, ati lẹhinna mu pada si idiwọ deede lẹhin akoko W/2. Akoko fun gbogbo iyipada ikọlu jẹ kukuru pupọ, nigbagbogbo laarin 10ps. Iyipada iyara ati kekere bẹẹ fẹrẹ jẹ aifiyesi fun gbigbe ifihan gbogbogbo.

Ọpọlọpọ eniyan ni iru oye ti ipa ọna igun-ọtun, ni igbagbọ pe sample jẹ rọrun lati gbejade tabi gba awọn igbi itanna ati gbejade EMI, eyiti o ti di ọkan ninu awọn idi ti ọpọlọpọ eniyan ro pe ipa ọna igun-ọtun ko ṣee ṣe. Sibẹsibẹ, ọpọlọpọ awọn abajade idanwo to wulo fihan pe laini igun-ọtun ko ṣe agbejade EMI pupọ ju laini taara. Boya iṣẹ ohun elo lọwọlọwọ ati ipele idanwo ṣe ihamọ deede ti idanwo naa, ṣugbọn o kere ju o fihan pe itankalẹ ti laini igun-ọtun jẹ kere ju aṣiṣe wiwọn ti ohun elo funrararẹ. Ni gbogbogbo, titete-igun-ọtun kii ṣe ẹru bi o ti le dabi. O kere ju ninu awọn ohun elo ni isalẹ GHz, eyikeyi awọn ipa bii agbara, iṣaro, EMI, ati bẹbẹ lọ ti fẹrẹ ko han ninu awọn idanwo TDR. Onimọ ẹrọ apẹrẹ ti PCB iyara to gaju yẹ ki o dojukọ akọkọ, agbara/apẹrẹ ilẹ, apẹrẹ wiwakọ, perforation, abbl. Botilẹjẹpe, nitorinaa, awọn ipa ti laini onigun merin ko ṣe pataki pupọ, ṣugbọn kii ṣe lati sọ pe a le rin laini Angle ọtun, akiyesi si apejuwe jẹ didara pataki fun gbogbo awọn ẹlẹrọ ti o dara, ati, pẹlu idagbasoke iyara ti awọn iyika oni -nọmba , Ṣiṣẹ ẹrọ PCB ti igbohunsafẹfẹ ifihan tun yoo tẹsiwaju lati ni ilọsiwaju, si diẹ sii ju aaye apẹrẹ GHZ RF 10, Awọn igun kekere kekere wọnyi le di idojukọ awọn iṣoro iyara to gaju.

2. Iyatọ ti

Ifihan Ifihan iyatọ ni a lo ni ibigbogbo ni apẹrẹ Circuit iyara to gaju. Ifihan agbara pataki julọ ni Circuit kan jẹ Oniruuru Ifihan Ifihan. Bawo ni lati rii daju iṣẹ ṣiṣe ti o dara ni apẹrẹ PCB? Pẹlu awọn ibeere meji wọnyi ni lokan, a tẹsiwaju si apakan atẹle ti ijiroro wa.

Kini ifihan iyatọ? Ni Gẹẹsi pẹlẹpẹlẹ, awakọ naa firanṣẹ deede ati awọn ifihan agbara inverting, ati olugba ṣe afiwe iyatọ laarin awọn folti meji lati pinnu boya ipo ọgbọn jẹ “0” tabi “1”. Awọn okun onirin meji ti n gbe awọn ifihan agbara iyatọ ni a pe ni awọn okun iyatọ.

Ti a ṣe afiwe pẹlu afisona ifihan ami-nikan ti o pari, ami iyasọtọ ni awọn anfani ti o han gedegbe ni awọn aaye mẹta atẹle:

A. Agbara alatako ikọlu ti o lagbara, nitori idapọ laarin awọn laini iyatọ meji dara pupọ, nigbati kikọlu ariwo wa, wọn fẹrẹ pọ pọ si awọn laini meji ni akoko kanna, ati olugba nikan bikita nipa iyatọ laarin awọn ami meji, nitorinaa ariwo ipo-ipo ita le paarẹ patapata.

B. O le dinku EMI ni imunadoko. Bakanna, nitori awọn ifihan agbara meji jẹ ti polarity idakeji, aaye itanna ti o tan nipasẹ wọn le fagilee ara wọn. Isunmọ isunmọ jẹ, agbara itanna ti o kere si ti a tu silẹ si agbaye ita.

K. Iduro akoko jẹ deede. Niwọn igba iyipada iyipada ti awọn ami iyasọtọ wa ni ikorita ti awọn ifihan agbara meji, ko dabi awọn ami ti o pari ọkan ti o jẹ idajọ nipasẹ awọn foliteji ala ati giga, ko ni ipa nipasẹ ilana ati iwọn otutu, eyiti o le dinku awọn aṣiṣe akoko ati pe o dara julọ fun awọn iyika pẹlu awọn ifihan agbara titobi kekere. LVDS (iyatọ foliteji kekereIwọn iyasọtọ) tọka si imọ -ẹrọ ifihan agbara iyatọ titobi kekere.

Fun awọn onimọ -ẹrọ PCB, ibakcdun pataki julọ ni bi o ṣe le rii daju pe awọn anfani wọnyi ti afisona iyatọ le ṣee lo ni kikun ni ipa ọna gangan. Boya niwọn igba ti o wa ni ifọwọkan pẹlu Ifilelẹ Awọn eniyan yoo loye awọn ibeere gbogbogbo ti ipa ọna iyatọ, iyẹn ni “ipari dogba, ijinna dogba”. Isometric ni lati rii daju pe awọn ifihan agbara iyatọ meji nigbagbogbo ṣetọju polarity idakeji, dinku paati ipo ti o wọpọ; Isometric jẹ nipataki lati rii daju aiṣedeede iyatọ kanna, dinku iṣaro. “Bi o ti ṣee ṣe” nigbakan jẹ ọkan ninu awọn ibeere fun ipa ọna iyatọ. Ṣugbọn ko si ọkan ninu awọn ofin wọnyi ti o tumọ lati lo ni ẹrọ, ati pe ọpọlọpọ awọn ẹlẹrọ ko dabi pe o loye iseda ti ami iyasọtọ iyatọ iyara to gaju. Awọn atẹle fojusi lori ọpọlọpọ awọn aṣiṣe ti o wọpọ ni apẹrẹ ifihan iyatọ PCB.

Aṣiṣe 1: Awọn ifihan agbara iyatọ ko nilo ọkọ ofurufu ilẹ bi ọna iṣipopada, tabi ro pe awọn laini iyatọ pese ọna iṣipopada fun ara wọn. Ohun ti o fa aiyede yii dapo nipasẹ iyalẹnu oju, tabi siseto gbigbe ifihan ifihan iyara to ga ko jin to. Gẹgẹbi a ti le rii lati eto ti ipari gbigba ni Ọpọ. 1-8-15, awọn ṣiṣan emitter ti awọn transistors Q3 ati Q4 jẹ deede ati idakeji, ati lọwọlọwọ wọn ni ibi ipade gangan ifagile kọọkan miiran (I1 = 0). Nitorinaa, Circuit iyatọ jẹ aibikita si awọn iṣẹ akanṣe ilẹ ti o jọra ati awọn ami ariwo miiran ti o le wa ninu ipese agbara ati ọkọ ofurufu ilẹ. Ifagile ifẹhinti apa kan ti ọkọ ofurufu ilẹ ko tumọ si pe Circuit iyatọ ko gba ọkọ ofurufu itọkasi bi ọna ipadabọ ifihan. Ni otitọ, ninu itupalẹ ipadasẹhin ifihan agbara, ẹrọ ti ipa ọna iyatọ jẹ kanna bii ti afisona arinrin-arinrin, eyun, giga

Ifihan igbohunsafẹfẹ nigbagbogbo nṣàn pada lẹgbẹẹ Circuit pẹlu inductance ti o kere julọ. Iyatọ ti o tobi julọ wa ni pe laini iyatọ kii ṣe idapọ si ilẹ nikan, ṣugbọn tun ni idapọ laarin ara wọn. Isopọ ti o lagbara di ọna iṣipopada akọkọ.

Ninu apẹrẹ Circuit PCB, idapọ laarin wiwọn iyatọ jẹ kekere ni gbogbogbo, nigbagbogbo iṣiro fun 10 ~ 20% ti alefa idapọ, ati pupọ julọ idapọ jẹ si ilẹ, nitorinaa ọna iṣipopada akọkọ ti wiwa wiwọn tun wa ni ilẹ ọkọ ofurufu. Ni ọran ti idaduro ni ọkọ ofurufu ti agbegbe, idapọ laarin awọn ipa ọna iyatọ pese ọna iṣipopada akọkọ ni agbegbe laisi ọkọ ofurufu itọkasi, bi o ti han ninu FIG. 1-8-17. Botilẹjẹpe ipa ti didasilẹ ti ọkọ ofurufu itọkasi lori wiwọn iyatọ ko ṣe pataki bi ti wiwọn arinrin-arinrin lasan, yoo tun dinku didara ifihan iyatọ ati mu EMI pọ si, eyiti o yẹ ki o yago fun bi o ti ṣee ṣe. Diẹ ninu awọn apẹẹrẹ gbagbọ pe ọkọ ofurufu itọkasi ti laini ti gbigbe iyatọ le yọkuro lati dinku apakan ti ifihan ipo ti o wọpọ ni gbigbe iyatọ, ṣugbọn ni imọ -jinlẹ ọna yii kii ṣe ifẹ. Bawo ni lati ṣe akoso ikọlu naa? Laisi pese iṣipopada ikọlu ilẹ fun ami ifihan ipo ti o wọpọ, itankalẹ EMI jẹ dandan lati fa, eyiti o ṣe ipalara diẹ sii ju ti o dara lọ.

Adaparọ 2: Ṣetọju aaye dogba jẹ pataki ju ipari laini ibaamu lọ. Ninu wiwọn PCB gangan, igbagbogbo ko lagbara lati pade awọn ibeere ti apẹrẹ iyatọ. Nitori pinpin awọn pinni, awọn iho, ati aaye wiwa ati awọn ifosiwewe miiran, o jẹ dandan lati ṣaṣeyọri idi ti ipari gigun laini nipasẹ yikaka ti o yẹ, ṣugbọn abajade jẹ eyiti ko jẹ apakan ti bata iyatọ ko le ṣe afiwera, ni akoko yii, bawo ni lati yan? Ṣaaju ki a to fo si awọn ipinnu, jẹ ki a wo awọn abajade kikopa atẹle. O le rii lati awọn abajade kikopa ti o wa loke ti awọn igbi ti ero 1 ati Ero 2 fẹrẹ ṣe papọ, iyẹn ni lati sọ, ipa ti aye aiṣedeede kere, ati pe ipa ti aiṣedeede gigun laini pọ pupọ lori ọkọọkan akoko (Eto 3) . Lati irisi onínọmbà imọ -jinlẹ, botilẹjẹpe aye aiṣedeede yoo ja si awọn iyipada ikọlu iyatọ, ṣugbọn nitori idapọ laarin bata iyatọ funrararẹ ko ṣe pataki, nitorinaa ibiti awọn iyipada ikọlu tun kere pupọ, nigbagbogbo laarin 10%, deede si iṣaro ti o fa nipasẹ iho kan, eyiti kii yoo fa ipa pataki lori gbigbe ifihan. Ni kete ti ipari laini jẹ aiṣedeede, ni afikun si aiṣedeede ọkọọkan akoko, awọn paati ipo ti o wọpọ ni a ṣe sinu ifihan iyatọ, eyiti o dinku didara ifihan ati mu EMI pọ si.

O le sọ pe ofin ti o ṣe pataki julọ ni apẹrẹ onirin iyatọ PCB ni lati baamu ipari laini, ati pe awọn ofin miiran le ni irọrun ni irọrun ni ibamu si awọn ibeere apẹrẹ ati awọn ohun elo to wulo.

Aṣiṣe mẹta: ronu laini iyatọ gbọdọ gbarale pupọ. Ojuami ti titọju awọn laini iyatọ papọ kii ṣe nkan diẹ sii ju lati mu pọ pọ pọ, mejeeji lati mu imunity wọn dara si ariwo ati lati lo anfani polarity idakeji ti aaye oofa lati fagile kikọlu itanna kuro lati agbaye ita. Botilẹjẹpe ọna yii jẹ ọjo pupọ ni ọpọlọpọ awọn ọran, kii ṣe pipe. Ti wọn ba le ni aabo ni kikun lati kikọlu ti ita, lẹhinna a ko nilo lati ṣaṣeyọri idi ti kikọlu-kikọlu ati imukuro EMI nipasẹ isọpọ ti o lagbara pẹlu ara wọn eyikeyi diẹ sii. Bawo ni lati rii daju pe ipa ọna iyatọ ni ipinya ti o dara ati aabo? Alekun aaye laarin awọn laini ati awọn ami miiran jẹ ọkan ninu awọn ọna ipilẹ julọ. Agbara ti aaye itanna dinku pẹlu ibatan onigun ti ijinna. Ni gbogbogbo, nigbati aaye laarin awọn laini jẹ diẹ sii ju awọn akoko 4 laini iwọn, kikọlu laarin wọn jẹ alailagbara pupọ ati pe o le foju bikita. Ni afikun, ipinya nipasẹ ọkọ ofurufu ilẹ tun le pese ipa aabo to dara. Ilana yii ni igbagbogbo lo ni igbohunsafẹfẹ giga (loke 10G) Awọn apẹrẹ PCB ti a ṣajọ IC, ti a mọ bi eto CPW, lati rii daju iṣakoso isọdọtun iyatọ ti o muna (2Z0), FIG. 1-8-19.

Ipa ọna iyatọ tun le ṣe ni awọn fẹlẹfẹlẹ ifihan oriṣiriṣi, ṣugbọn eyi kii ṣe iṣeduro ni gbogbogbo, nitori awọn iyatọ bii ikọlu ati nipasẹ awọn iho ni awọn fẹlẹfẹlẹ oriṣiriṣi le run ipa gbigbe ipo iyatọ ati ṣafihan ariwo ipo wọpọ. Ni afikun, ti awọn fẹlẹfẹlẹ meji ti o wa nitosi ko ba ni wiwọ pọ, agbara ti ipa ọna iyatọ lati koju ariwo yoo dinku, ṣugbọn crosstalk kii ṣe iṣoro ti o ba ṣetọju aye to dara pẹlu ipa ọna agbegbe. Ni igbohunsafẹfẹ gbogbogbo (ni isalẹ GHz), EMI kii yoo jẹ iṣoro to ṣe pataki. Awọn adanwo fihan pe idinku agbara agbara itankalẹ ti awọn laini iyatọ pẹlu ijinna ti 500Mils kọja awọn mita 3 ti de 60dB, eyiti o to lati pade idiwọn itanna ELECTROMAGNETIC ti FCC. Nitorinaa, awọn apẹẹrẹ ko nilo lati ṣe aibalẹ pupọ pupọ nipa ailagbara itanna ti o fa nipasẹ isomọ ti ko to ti awọn laini iyatọ.

3. serpentine

Laini serpentine ni igbagbogbo lo ni Eto. Idi akọkọ rẹ ni lati ṣatunṣe idaduro akoko ati pade awọn ibeere ti apẹrẹ akoko eto. Awọn ẹniti nṣe apẹẹrẹ yẹ ki o kọkọ loye pe okun waya serpentine yoo run didara ifihan, yiyipada gbigbe gbigbe, ati pe o yẹ ki o yago fun nigbati o ba nrin. Bibẹẹkọ, ninu apẹrẹ iṣe, lati rii daju akoko idaduro to ti awọn ifihan agbara, tabi lati dinku aiṣedeede akoko laarin ẹgbẹ kanna ti awọn ifihan agbara, yikaka ni lati ṣe ni imomose.

Nitorinaa kini serpentine ṣe lati ṣe ifihan gbigbe? Kini o yẹ ki n fiyesi si nigbati nrin laini? Awọn paramita meji ti o ṣe pataki julọ jẹ ipari idapọ afiwera (Lp) ati ijinna idapọ (S), bi o ti han ninu Ọpọtọ. 1-8-21. O han ni, nigbati a ba tan ifihan naa ni laini serpentine, idapọ yoo wa laarin awọn apakan laini afiwera ni irisi ipo iyatọ. S ti o kere ju ni, Lp ti o tobi julọ jẹ, ati pe iwọn ti o pọ pọ yoo jẹ. Eyi le ja si awọn idaduro gbigbe ti o dinku ati idinku pataki ni didara ifihan nitori crosstalk, bi a ti ṣalaye ninu ipin 3 fun itupalẹ ipo ti o wọpọ ati ipo ipo iyatọ.

Eyi ni diẹ ninu awọn imọran fun awọn ẹlẹrọ Ifilelẹ nigba ṣiṣe pẹlu awọn ejò:

1. Gbiyanju lati mu ijinna (S) ti apakan laini afiwera, eyiti o kere ju 3H lọ. H tọka si ijinna lati laini ifihan si ọkọ ofurufu itọkasi. Ni gbogbogbo, o jẹ lati mu ohun ti o tobi. Niwọn igba ti S ti tobi to, ipa idapọ le fẹrẹ yago fun patapata.

2. Nigbati ipari idapọmọra Lp ti dinku, crosstalk ti ipilẹṣẹ yoo de ekunrere nigbati idaduro ti Lp lẹẹmeji sunmọ tabi ti kọja akoko dide ifihan.

3. Idaduro gbigbe ifihan ti o ṣẹlẹ nipasẹ Ejò-bi Laini ila-ila tabi micro-strip ti a fi sii jẹ kere ju ti micro-strip. Ni imọ -jinlẹ, laini tẹẹrẹ ko ni ipa lori oṣuwọn gbigbe nitori ti ipo ipo iyatọ.

4. Fun iyara-giga ati awọn laini ifihan pẹlu awọn ibeere to muna lori akoko, gbiyanju lati ma rin awọn laini ejò, ni pataki ni agbegbe kekere kan.

5. Itọsọna serpentine ni eyikeyi igun le gba nigbagbogbo. Eto C ni Ọpọ. 1-8-20 le dinku imunadoko laarin ara wọn ni imunadoko.

6. Ninu apẹrẹ PCB ti o ni iyara, serpentine ko ni ohun ti a pe ni sisẹ tabi agbara kikọlu, ati pe o le dinku didara ifihan nikan, nitorinaa o lo fun ibaamu akoko ati pe ko si idi miiran.

7. Nigba miiran a le gbero iyipo ajija. Simulation fihan pe ipa rẹ dara julọ ju yikaka serpentine deede.