전자 설계 - 파이톤 라인의 pcba 디자인에서의 응용

PCB 회로 기판 도면의 계획에서 뱀 모양의 선에 대한 질문을 자주 볼 수 있습니다.일반적으로 우리가 뱀 모양을 볼 수 있는 곳은 대부분 고속 고밀도 널빤지이다. 마치 뱀 모양이 있는 널빤지가 더 고급스럽고 뱀 모양을 그리는 방법을 아는 대가이다.인터넷에도 뱀 모양의 선에 관한 글이 많은데, 나는 항상 일부 게시물의 내용이 초보자를 오도하여 사람들에게 곤혹을 초래하고 일부 인위적인 장애를 만들 수 있다고 생각한다.그렇다면 사이드 파이톤의 실제 적용을 살펴보겠습니다.

PCB 회로 기판 설계에서 파이톤 라인의 적용 분석

파이톤 회선을 이해하기 위해서 먼저 PCB 배선에 대해 이야기해 봅시다.이 개념은 도입할 필요가 없는 것 같다.하드웨어 엔지니어가 매일 하는 불편은 바로 배선 작업이다.PCB의 모든 동선은 하드웨어 엔지니어에 의해 하나씩 그려집니다.뭐라고 말해도 돼?사실, 이 간단한 흔적에는 우리가 일반적으로 무시하는 많은 지식 포인트도 포함되어 있습니다.예를 들어, 마이크로밴드와 밴드선의 개념입니다.간단히 말해 마이크로밴드선은 PCB판 표면에서 작동하는 흔적선이고, 밴드선은 인쇄회로기판 안쪽에서 작동하는 궤적이다.이 두 선은 어떤 차이가 있습니까?미대선의 참고평면은 PCB 내층의 접지평면으로 흔적선의 반대쪽이 공기에 노출돼 있어 흔적선 주변의 개전 상수가 다르다.

예를 들어, 우리가 일반적으로 사용하는 FR4 기판의 개전 상수는 약 4.2이고 공기의 개전 계수는 1입니다.리본 선의 위쪽과 아래쪽에는 참조 평면이 있습니다.전체 흔적선은 PCB 기판 부근에 내장되어 있으며, 흔적선 주변의 개전 상수는 같다.이것은 또한 TEM 파의 밴드 라인 전송과 마이크로 밴드 라인에서의 준 TEM 파의 전송을 구성합니다.왜 그것이 표준 TEM 웨이브입니까?이것은 공기와 PCB 기판 사이의 인터페이스에서 위상이 맞지 않아 발생한 것이다.TEM 웨이브란...만약 우리가 이 문제에 대해 더욱 깊이 연구한다면 우리는 10개월 반 내에 그것을 완성할 수 없을 것이다.간단히 말해서, 마이크로 밴드선이든 밴드 라인이든, 그것들의 역할은 디지털 신호든 아날로그 신호든 신호를 탑재하는 것에 지나지 않는다.이 신호들은 궤적의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전자파 형태로 전송됩니다.기왕 파도라면 반드시 속도가 있어야 한다.PCB 자국 선의 신호 속도는 얼마입니까?개전 상수에 따라 속도도 다르다.전자파가 공기 중에서 전파되는 속도는 모두가 알고 있는 광속이다.다른 미디어의 전파 속도는 다음 공식을 통해 계산해야 합니다.

V=C/Er0.5

이와 동시에 V는 매체중의 전파속도이고 C는 광속이며 Er는 매체의 매개전기상수이다.이 공식을 통해 우리는 PCB 흔적선에서 신호의 전송 속도를 쉽게 계산할 수 있다.예를 들어, 우리는 FR4 기판의 개전 상수를 공식 계산에 간단히 포함시켰는데, 이는 FR4 기판에서 신호의 전송 속도가 광속의 절반이라는 것을 의미한다.그러나 표면층의 미대선의 경우 절반은 공기중에 있고 절반은 안감에 있기 때문에 개전상수가 약간 낮아지기 때문에 전송속도가 대형선보다 약간 빠르다.일반적으로 사용되는 경험 데이터는 마이크로밴드 선의 궤적 지연이 약 140ps/인치이고 밴드 선의 궤적 지연이 약 166ps/인치입니다.

위에서 설명한 바와 같이, 단 하나의 목적은 PCB에서 신호의 전송을 지연시키는 것입니다!즉, 신호는 순간적으로 흔적선을 통해 한 핀에서 다른 핀으로 전송되지 않습니다.비록 신호 전송 속도가 매우 빠르지만, 흔적선의 길이가 충분히 길기만 하면 여전히 신호 전송에 영향을 줄 수 있다.예를 들어, 1GHz 신호의 경우 주기는 1ns이고 상승 또는 하강 경계의 시간은 주기의 약 10분의 1에 해당하는 100ps입니다.궤적 길이가 1인치 (약 2.54cm) 를 초과하면 전송 지연이 상승선을 초과합니다.궤적이 8인치 (약 20cm) 를 초과하면 지연이 전체 주기가 될 수 있습니다!사실이 증명하다싶이 PCB의 영향이 이렇게 크므로 우리의 회로판의 흔적선이 1인치를 초과하는것은 아주 흔히 볼수 있다.그렇다면 지연이 이사회의 정상적인 업무에 영향을 미칠까요?실제 시스템으로 볼 때, 하나의 신호만 있고 다른 신호가 꺼지지 않으려면 지연은 아무런 영향을 미치지 않는 것 같습니다.그러나 고속 시스템에서는 이러한 지연이 실제로 영향을 미칩니다.

예를 들어, 일반적인 메모리 입자는 데이터 케이블, 주소 케이블, 시계 및 제어 케이블을 포함하여 버스로 연결됩니다.비디오 인터페이스를 다시 살펴보겠습니다.HDMI 또는 DVI 채널의 수에 관계없이 데이터 채널과 클럭 채널이 포함됩니다.어떤 버스 프로토콜일지도 모르지만, 이 모든 프로토콜은 데이터와 시계의 동기화 전송이다.그런 다음 실제 고속 시스템에서 이러한 클럭 신호와 데이터 신호는 마스터 칩에서 동시에 전송됩니다.PCB 레이아웃이 나쁘면 클럭 신호와 데이터 신호의 길이가 매우 달라집니다.잘못된 데이터 샘플링이 발생하기 쉬우므로 전체 시스템이 제대로 작동하지 않습니다.우리는 이 문제를 어떻게 해결해야 합니까?물론 우리는 짧은 길이의 흔적선이 연장되여 같은 조의 흔적선의 길이가 비슷하다면 지연은 같을것이라고 생각할수 있다.그렇다면 흔적을 어떻게 늘릴까!맞았어마지막으로 주제로 돌아가는 것은 쉽지 않다.이것은 고속 시스템에서 뱀 모양의 선로의 주요 역할이다.둘레, 길이.이건 너무 쉬워요.파이톤 선은 같은 길이를 감는 데 사용됩니다.파이톤 선을 그린 후, 우리는 칩이 신호를 받은 후 PCB 회로 판적 선으로 인해 다른 지연이 발생하지 않도록 동일한 신호 세트의 동일한 길이를 구현 할 수 있습니다.성분 데이터 수집 오류.파이톤 와이어는 다른 PCB 보드의 와이어와 동일합니다.신호를 연결하는 데 사용됩니다.그것들은 단지 더 길게 걸었을 뿐, 없었다. 그래서 뱀의 선은 깊지도 복잡하지도 않았다.

그것은 다른 흔적선과 같기 때문에, 일부 자주 사용하는 배선 규칙도 뱀 모양의 선에 적용된다.또한 파이톤 회선의 특수한 구조로 인해 배선할 때 주의해야 한다.예를 들어, 파이톤 선은 최대한 멀리 평행하게 만듭니다.간단히 말해서, 속담에 큰 모퉁이를 돌아서 가라고 하는데, 작은 범위 내에서 너무 밀집하고 너무 작게 걷지 마라.이 모든 것이 신호 간섭을 줄이는 데 도움이 된다.선로의 길이가 인위적으로 증가하기 때문에 뱀선로는 반드시 신호에 나쁜 영향을 끼칠 수 있기 때문에 시스템의 시차 요구를 만족시킬 수 있다면 필요하지 않으면 사용하지 말아야 한다.일부 엔지니어는 DDR 또는 고속 신호를 사용하여 전체 그룹의 길이를 동일하게 만들고 전체 보드에 파이톤 라인을 배치합니다.보아하니 이것은 더 좋은 노선인 것 같다.실천에서 이것은 시간을 낭비하고 무책임한 표현이다.배선이 필요 없는 많은 부분이 얽혀 회로 기판의 면적을 낭비할 뿐만 아니라 신호의 질도 떨어뜨린다.실제 신호 속도 요구 사항에 따라 지연 이중화를 계산한 다음 보드 경로설정 규칙을 결정해야 합니다.

같은 길이의 효과 외에 나는 인터넷 글에서 자주 언급되는 뱀 모양의 선의 다른 몇 가지 효과도 보았다.여기도 간단한 소개가 있습니다.

1. 흔히 볼 수 있는 논점은 일치하는 영향을 저항하는 것이다.이 논점은 매우 이상하다.PCB 흔적선의 임피던스는 선폭, 개전 상수 및 참조 평면의 거리와 관련이 있습니다.그것은 언제 뱀 모양의 선과 관련이 있습니까?흔적선의 형상은 언제 저항에 영향을 줍니까?나는 이 말의 출처를 모른다.

2. 필터링 효과도 있다.이런 효과가 없다고 할 수는 없지만 디지털 회로에 필터 효과가 있어서는 안 된다.아마도 우리는 디지털 회로에서 이 함수를 사용할 필요가 없을 것이다.RF 회로에서 파이톤 궤적은 LC 회로를 형성할 수 있습니다.만약 그것이 어떤 주파수의 신호에 대해 필터 작용을 한다면, 그것은 여전히 과거의 것이다.

3.감전,이것은 가능합니다.원시 PCB의 모든 흔적선에는 기생감전이 있습니다.PCB 센서를 만들 수 있습니다.

4. 안테나를 받아라. 그럴 수 있다. 우리는 일부 핸드폰이나 라디오에서 이런 효과를 볼 수 있다.일부 안테나는 PCB 흔적선으로 만들어졌다.

5.퓨즈, 이 효과는 나를 매우 곤혹스럽게 한다.짧고 좁은 파이톤 와이어는 어떻게 퓨즈 효과를 냅니까?만약 전류가 매우 크다면, 그것은 불 수 있습니까?이 판자는 쓸모가 없는 것이 아니다.이 퓨즈의 가격은 너무 비싸다.나는 그것이 어떤 응용 프로그램에 사용될지 정말 모르겠다.

이상의 소개를 거쳐 우리는 뱀형선이 아날로그나 무선주파수회로부근에서 일부 특수한 효과가 있다는것을 똑똑히 알수 있는데 이는 미대선의 특성에 의해 결정된다.디지털 회로 계획에서 파이톤 선을 사용하여 같은 길이의 시퀀스 일치 효과를 완성합니다.이밖에 뱀선로는 신호품질에 영향을 미치므로 시스템에서 시스템요구를 명확히 하고 실제요구에 따라 시스템중복도를 계산하며 뱀선로를 신중하게 사용해야 한다.