PCB dizaynining kengligi qanday o'zgarishlarni keltirib chiqaradi
May 27, 2020
PCB-ni marshrutlashda, ko'pincha bu iz hududdan o'tib ketganda, bu hududda sim o'tkazgichning cheklanganligi sababli, ingichka chiziqdan foydalanish kerak bo'ladi. Ushbu hududni kesib o'tgandan so'ng, chiziq dastlabki kengligiga qaytadi. Iz kengligidagi o'zgarishlar empedans o'zgarishiga olib keladi, shuning uchun signalga ta'sir qiladigan aks ettirish paydo bo'ladi. Xo'sh, qanday sharoitlarda bu ta'sirni e'tiborsiz qoldirish mumkin va qanday sharoitlarda biz uning ta'sirini ko'rib chiqishimiz kerak?
Ushbu ta'sir bilan bog'liq uchta omil mavjud: empedans o'zgarishi kattaligi, signalning ko'tarilish vaqti va tor chiziqdagi signalning kechikishi.
Birinchidan, empedans o'zgarishi kattaligini muhokama qilishga imkon beradi. Ko'pgina davrlarning dizayni aks ettirilgan shovqin kuchlanishning 5% dan kam bo'lishini talab qiladi (bu signaldagi shovqin byudjeti bilan bog'liq). Ko'zgu koeffitsienti formulasiga binoan, impedansning taxminiy o'zgarish tezligi quyidagicha hisoblanishi mumkin: △ Z / Z1≤10%.' elektron plataning tipik ko'rsatkichi + / - 10% ning asosiy sababi bu
Agar impedans o'zgarishi faqat bir marta ro'y bersa, masalan, chiziq kengligi 8 millimetrdan 6 milga o'zgartirilgandan so'ng, 6 millimetr kengligi saqlanadi. To'satdan o'zgarganda signalni aks ettiradigan shovqin kuchlanishning 5% dan oshmasligi kerak bo'lgan shovqin byudjetini qondirish uchun, impedans o'zgarishi 10% dan kam bo'lishi kerak. Ba'zan buni qilish qiyin. Misol sifatida FR4 varag'ida mikrostrip chizig'ining misolini olamiz. Agar chiziqning kengligi 8 mil bo'lsa, chiziq va mos yozuvlar tekisligining orasidagi qalinligi 4 millimetrga teng, xarakterli empedans 46,5Ω ga teng. Chiziqning kengligi 6 milga o'zgargandan so'ng, xarakterli empedans 54,2Ω ga teng bo'ladi va impedansning o'zgarishi darajasi 20% ga etadi. Ko'rsatilgan signalning amplitudasi me'yordan oshishi kerak. Bu signalga qanchalik ta'sir qilishiga kelsak, u signalning ko'tarilish vaqti va signalning haydash uchidan ko'zgu nuqtasigacha kechikishi bilan ham bog'liq. Ammo hech bo'lmaganda bu mumkin bo'lgan muammo. Yaxshiyamki, muammoni mos keladigan tugatish bilan hal qilish mumkin.
Agar impedans o'zgarishi ikki marta sodir bo'lsa, masalan, chiziq kengligi 8mildan 6milga o'zgartirilgandan so'ng, 2cm chiqarilgandan keyin 8milga qaytadi. Keyin aks ettirish uzunligi 2 sm va kengligi 6mil bo'lgan chiziqning ikkala uchida bo'ladi, biri - bu impedans kattalashadi va ijobiy aks etadi, ikkinchisi esa impedans kichiklashadi va salbiy aks etadi. Agar ikkita ko'zgu orasidagi vaqt etarlicha qisqa bo'lsa, ikkita ko'zgu bir-birini bekor qilishi mumkin va shu bilan ta'sirni kamaytiradi. Aytaylik, uzatiladigan signal 1V, birinchi oddiy aks ettirish 0,2V aks etadi, 1.2V oldinga uzatishni davom ettiradi va ikkinchi ko'zgu -0.2 * 1.2=0.24v orqaga aks etadi. Agar 6 mil chizig'ining uzunligi juda qisqa bo'lsa va ikkita ko'zgu deyarli bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi deb faraz qilsak, jami aks ettirilgan kuchlanish atigi 0,04V ni tashkil etadi, bu shovqin byudjetining talabidan 5% kamroq. Shuning uchun, bu aks ettirish signalga ta'sir qiladimi yoki uning ta'sir qilishi, impedans o'zgarganda kechikish va signal ko'tarilish vaqti bilan bog'liq. Tadqiqotlar va tajribalar shuni ko'rsatdiki, impedans o'zgarishi bilan kechikish signal ko'tarilish vaqtining 20% dan kam bo'lsa, aks ettirilgan signal muammoga olib kelmaydi.
Agar signalning ko'tarilish vaqti 1ns bo'lsa, unda impedans o'zgarganda kechikish 1,2 dyuymga mos keladigan 0,2n dan kam bo'ladi va aks ettirish muammoga olib kelmaydi. Boshqacha qilib aytganda, ushbu misol uchun, 6 millimetrli izning uzunligi 3 sm dan kam bo'lsa, hech qanday muammo bo'lmaydi.
PCB dizaynidagi iz chizig'ining kengligi o'zgarganda, u haqiqiy vaziyatga qarab ta'sir ko'rsatadimi yoki yo'qligini sinchkovlik bilan tahlil qilish kerak. Xavotirga olish kerak bo'lgan uchta parametr mavjud: impedansning o'zgarishi qanchalik katta, signalning ko'tarilish vaqti qancha va chiziq kengligining o'zgarishi bo'yin shaklidagi qism qancha vaqt. Yuqoridagi usul bo'yicha taxminiy baholang va ma'lum bir chegarani tegishli ravishda qoldiring. Iloji bo'lsa, bo'yin qismining uzunligini kamaytiring.
Shuni ta'kidlash kerakki, PCB amalda parametrlar nazariy kabi aniq bo'lolmaydi. Nazariya bizning dizaynimizga yo'l-yo'riq berishi mumkin, ammo uni ko'chirib yoki dogmatik qilib bo'lmaydi. Axir, bu amaliy fan. Hisoblangan qiymat haqiqiy vaziyatga qarab tegishli ravishda qayta ko'rib chiqilishi kerak va keyinchalik dizaynga qo'llaniladi. Agar siz o'zingizni tajribasiz his qilsangiz, konservativ bo'lib, ishlab chiqarish xarajatlariga muvofiq moslashtiring.