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En la planificación de los dibujos de pcb, a menudo ves a personas hacer preguntas sobre las líneas de serpiente. Por lo general, la mayoría de los lugares donde podemos ver la forma de serpiente son tablas de madera de alta velocidad y alta densidad, al igual que las tablas con forma de serpiente son más altas, y son maestros que saben dibujar la forma de serpiente. También hay muchos artículos sobre líneas en forma de serpiente en internet, y siempre creo que el contenido de algunas publicaciones engañará a los novatos, confundirá a las personas y creará algunos obstáculos artificiales. Por lo tanto, echemos un vistazo a la aplicación práctica de la línea de serpiente lateral.
Para entender las líneas en forma de serpiente, primero hablemos del cableado de pcb. Este concepto no parece necesario introducirlo. El inconveniente que hacen los ingenieros de hardware Todos los días es el trabajo de cableado. Cada rastro en el PCB es dibujado uno tras otro por ingenieros de hardware. ¿¿ qué se puede decir? De hecho, este simple enrutamiento también contiene muchos puntos de conocimiento que normalmente ignoramos. Por ejemplo, el concepto de líneas de MICROSTRIP y líneas de banda. En resumen, la línea de MICROSTRIP es una pista que funciona en la superficie de la placa de circuito impreso, y la línea de banda es una trayectoria que funciona en la capa interior de la placa de circuito impreso. ¿¿ cuál es la diferencia entre estas dos líneas? El plano de referencia de la línea de MICROSTRIP es el plano de tierra de la capa interior del pcb, y el otro lado de la línea de rastro está expuesto al aire, lo que hace que la constante dieléctrica alrededor de la línea de rastro sea diferente. por ejemplo, el coeficiente dieléctrico de nuestro sustrato fr4 común es de aproximadamente 4,2, y el parámetro dieléctrico del aire es 1. Hay planos de referencia tanto en la parte superior como en la parte inferior de la línea de banda.
Todo el rastro está incrustado cerca del sustrato de pcb, y la constante dieléctrica alrededor del rastro es la misma. Esto también constituye la transmisión de ondas tem en la línea de banda y la transmisión de ondas cuasi - tem en la línea de microstrip. ¿¿ por qué es una onda cuasi - tem? Esto se debe a un desajuste de fase en la interfaz entre el aire y el sustrato de pcb. ¿¿ qué es la onda tem? Si estudiamos este tema en profundidad, no podremos completarlo en diez meses y medio. En pocas palabras, ya sean líneas de MICROSTRIP o líneas de banda, su función no es más que llevar señales, ya sean digitales o analógicas. Estas señales se transmiten en forma de ondas electromagnéticas de un extremo a otro en la trayectoria. Ya que es una ola, debe haber velocidad. ¿¿ cuál es la velocidad de la señal en el rastro de pcb? Según la constante dieléctrica, la velocidad también es diferente. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el aire es conocida como la velocidad de la luz. La velocidad de propagación en otros medios debe calcularse mediante la siguiente fórmula:
V = C / er0.5
Al mismo tiempo, V es la velocidad de propagación en el medio, C es la velocidad de la luz y ER es la constante dieléctrica del medio. A través de esta fórmula, podemos calcular fácilmente la velocidad de transmisión de la señal en el rastro de pcb. Por ejemplo, simplemente incorporamos la constante dieléctrica del sustrato fr4 en el cálculo de la fórmula, lo que significa que la velocidad de transmisión de la señal en el sustrato fr4 es la mitad de la velocidad de la luz. Sin embargo, para las líneas de MICROSTRIP en la capa superficial, debido a que la mitad está en el aire y la mitad en el sustrato, la constante dieléctrica disminuirá ligeramente, por lo que la velocidad de transmisión será ligeramente más rápida que la línea de banda. Los datos empíricos comunes son que el retraso del rastro de la línea de MICROSTRIP es de aproximadamente 140 PS / pulgada, y el retraso del rastro de la línea de banda es de aproximadamente 166 PS / pulgada.
¡Como se mencionó anteriormente, solo hay un propósito, ¡ es decir, retrasar la transmisión de la señal en el pcb! Es decir, la señal no se transmite instantáneamente de un pin a otro a través de un rastro. Aunque la velocidad de transmisión de la señal es rápida, mientras la longitud del rastro sea lo suficientemente larga, todavía afectará la transmisión de la señal. Por ejemplo, para una señal de 1 ghz, el período es de 1 ns, y el tiempo del borde ascendente o descendente es aproximadamente una décima parte del período, entonces es de 100 ps. Si la longitud de nuestra trayectoria supera la pulgada (unos 2,54 centímetros), el retraso de transmisión superará el borde ascendente. ¡¡ si la trayectoria supera las 8 pulgadas (unos 20 centímetros), el retraso puede ser un ciclo completo! Los hechos han demostrado que el impacto de los PCB es tan grande que es muy común que nuestras placas de circuito tengan más de una pulgada de rastro. ¿Entonces, ¿ el retraso afectará el trabajo normal del Consejo de administración? Desde el punto de vista del sistema práctico, si solo hay una señal y otras no quieren apagarse, el retraso no parece tener ningún impacto. Sin embargo, en los sistemas de alta velocidad, este retraso en realidad tiene un impacto.
Debido a que es el mismo que otros rastros, algunas reglas de cableado comunes también se aplican a las líneas en forma de serpiente. Al mismo tiempo, debido a la estructura especial de las líneas en forma de serpiente, se debe prestar atención al cableado. Por ejemplo, trate de hacer que las líneas de serpiente sean más paralelas entre sí. En resumen, este es un viejo dicho, dando un gran giro, NO CAMINES demasiado denso y demasiado pequeño a pequeña escala. Todo esto ayuda a reducir la interferencia de la señal. Debido al aumento artificial de la longitud de la línea, la línea en forma de serpiente definitivamente tendrá un impacto negativo en la señal, por lo que no debe usarse siempre que pueda cumplir con los requisitos de tiempo en el sistema. Algunos ingenieros utilizan señales DDR o de alta velocidad para igualar la longitud de todo el Grupo y las líneas de serpiente se extienden por toda la placa. Parece que esta es una mejor línea. En la práctica, se trata de una pérdida de tiempo y una manifestación de irresponsabilidad. Muchos lugares que no requieren cableado están enredados, lo que no solo desperdicia el área de la placa de circuito, sino que también reduce la calidad de la señal. Debemos calcular la redundancia de retraso de acuerdo con los requisitos reales de velocidad de la señal y luego determinar las reglas de cableado de la placa.
Además de los efectos de igual longitud, también he visto varios otros efectos de las líneas en forma de serpiente que a menudo se mencionan en los artículos en línea. Aquí también hay una simple introducción.
1. un argumento común es el efecto de la coincidencia de resistencia. Este argumento es extraño. La resistencia de los rastros de PCB está relacionada con el ancho de la línea, la constante dieléctrica y la distancia del plano de referencia. ¿¿ cuándo tiene que ver con la línea de serpiente? ¿¿ cuándo afecta la forma del rastro a la resistencia? No sé de dónde viene esta frase.
2. también hay un efecto de filtrado. No se puede decir que no haya este efecto, pero no debe haber un efecto de filtrado en los circuitos digitales. Tal vez no necesitemos usar esta función en circuitos digitales. En los circuitos de radiofrecuencia, la trayectoria en forma de serpiente puede formar un circuito lc. Si tiene un efecto de filtrado en la señal de una determinada frecuencia, entonces sigue siendo pasado.
3. inductor, esto está bien. todos los rastros en el PCB original tienen inductores parasitarios. Se pueden hacer algunos inductores de pcb.
4. acepta la antena, esto puede ser. podemos ver este efecto en algunos teléfonos móviles o radios. Algunas antenas están hechas de trazas de pcb.
5. fusibles, este efecto me confunde. ¿¿ cómo funcionan los cables cortos y estrechos en forma de serpiente como fusibles? ¿Se quema cuando la corriente es alta? Esta placa no está desguazada, el precio de este fusible es demasiado alto, realmente no sé para qué tipo de aplicación se utilizará.
