Teknik PCB - jejak PCB dan kelemahan dielektrik pada akhir jejak

Pengurangan isyarat disebabkan jejak PCB dan dielektrik

Amplitud isyarat akan distorsikan oleh perlawanan kawat dan faktor kehilangan dielektrik papan sirkuit. Kesan ini lebih terkenal pada frekuensi tinggi, kerana isyarat cenderung untuk menyebar sepanjang permukaan jejak. Penyesuaian menyebabkan masa meningkat isyarat perlahan dan meningkatkan kemungkinan ralat data.

Saluran penghantaran frekuensi tinggi membuat ia sukar bagi penerima untuk menerangkan maklumat sebenar. Kerana pengaruh medium penghantaran, kehilangan penghantaran berikut akan berlaku:

Ketika isyarat frekuensi tinggi menyebar di permukaan papan sirkuit, bahan dielektrik akan menyerap tenaga isyarat. Ia mengurangkan kekuatan isyarat yang hanya boleh dikawal dengan memilih bahan PCB yang sempurna. Pilih bahan dengan tangen kehilangan rendah untuk mengurangkan penyorban dielektrik.

Untuk belajar lebih mengenai pemilihan bahan, sila baca Pemilihan Bahan PCB: Pertimbangan Elektrik dan Penghasilan.

Kesan kulit: Kesan kulit adalah fenomena di mana komponen frekuensi tinggi mula lebih dekat dengan luar konduktor papan sirkuit daripada dalam. Isyarat frekuensi tinggi juga bertanggungjawab untuk menghasilkan bentuk gelombang dengan nilai semasa yang berbeza. Isyarat seperti ini mempunyai nilai induksi diri mereka, dan semasa frekuensi meningkat, nilai induksi diri akan meningkat. Ia bertanggungjawab untuk mengurangi kawasan konduktif di permukaan PCB, yang menyebabkan lebih perlahan dan perlahan amplitud isyarat. Kesan kulit boleh dikurangkan dengan meningkatkan lebar jejak (kawasan permukaan), tetapi ini tidak sentiasa boleh dilakukan, kerana perubahan geometri jejak boleh menyebabkan masalah pengendalian.

Bila julat isyarat meningkat, penindasan juga meningkat. Faktor yang disenaraikan di bawah adalah penyebab penyesalan isyarat:

Sumber bunyi: frekuensi RF, lekasan semasa dan gangguan semasa menyebabkan isyarat terkurang. Lebih bunyi, lebih perlahan!

Jarak antara penghantar dan penerima: Apabila isyarat melalui jarak yang lebih panjang, kekuatannya akan berkurang. Lebih besar jarak antara dua titik, lebih tinggi penindasan.

Lebar trek: isyarat kurang mengurangi bila melewati jejak yang lebih luas.

Crosstalk: Crosstalk dalam jejak dekat juga menyebabkan pengurangan isyarat.

Conductor dan konektor: Apabila isyarat melewati bahan konduktif berbeza dan permukaan konektor, ia akan dilumpuhkan.

frekuensi penghantaran: semakin pendek panjang gelombang, semakin besar penindasan gelombang radio. Isyarat seperti ini dihantar oleh gelombang elektromagnetik 2.4GHz atau 5GHz. Gelombang elektromagnetik mempunyai frekuensi tinggi dan panjang gelombang pendek. Oleh itu, pengurangan isyarat radio adalah besar dan tidak dapat dihantar pada jarak yang panjang.

Kehilangan perlawanan yang berkaitan dengan bahan konduktor: Bahan konduktif seperti tembaga yang digunakan dalam pembuatan garis transmisi mengajukan kehilangan perlawanan, yang menyebabkan perlawanan isyarat yang menyebar pada jejak tembaga.

Kehilangan yang berkaitan dengan bahan dielektrik: Kehilangan bahan dielektrik yang dihantar antara garis penghantaran menyebabkan kehilangan dielektrik. Kehilangan dielektrik ini membentuk konduktansi di seluruh substrat, juga dikenali sebagai perlawanan terbalik, dan menyerap sebahagian daripada tenaga isyarat penyebaran, yang menyebabkan penyesalan isyarat.

Kekerasan permukaan tembaga: Kekerasan permukaan tembaga pada PCB juga boleh menghalang penyebaran isyarat. Kawalan tembaga kasar meningkatkan perlawanan, kerana topografi permukaan tembaga bergerak isyarat ke atas dan ke bawah. Penumpang permukaan juga meningkatkan kapasitas. Copper lembut adalah penyelesaian untuk masalah ini, tetapi dengan biaya yang lebih tinggi.

Keperlawanan loop tanah: Semasa frekuensi meningkat, loop tanah semakin sempit dan menggunakan kawasan tembaga kurang, yang menyebabkan meningkat perlawanan.

Bagaimana untuk mengurangi pengurangan isyarat?

Pengurangan isyarat boleh dikurangkan dengan menggunakan teknik berikut:

Guna pengulang: Jika isyarat yang diterima lemah, guna pengulang untuk mencipta semula isyarat asal dengan mengurangkan penahanan. Ia juga meningkatkan julat isyarat supaya ia boleh dihantar pada jarak yang lebih panjang tanpa gagal.

Guna penambah: Jika isyarat diterima lemah, guna penambah untuk meningkatkan amplitudnya, yang berbeza dari pengulang yang mengembangkan semula seluruh isyarat.

Pemilihan bahan yang betul: Pemilihan hati-hati bahan dielektrik kerugian rendah dan jejak perlahan-rendah boleh minimumkan penyesalan isyarat.

Guna tetapan tekanan output berbeza (VOD) boleh diprogramkan: VOD boleh diprogramkan memastikan kekuatan pemacu disegerakkan dengan keterlaluan baris dan panjang jejak PCB. Meningkatkan VOD pemacu akan meningkatkan isyarat penerima.

Pre-fokus: Mengguna penyampai untuk meningkatkan kekuatan isyarat bukanlah satu-satunya penyelesaian untuk kawalan penindasan isyarat PCB, kerana ia juga meningkatkan bunyi isyarat berkaitan dan gelisah. Pre-fokus hanya meningkatkan komponen frekuensi tinggi isyarat dengan meningkatkan aras simbol yang dihantar pertama. Jika aras simbol berikutnya dihantar pada aras yang sama, ia tetap tidak berubah. Contohnya, jika isyarat menghantar aras tinggi tiga simbol, hanya simbol pertama ditambah. Dua simbol berikutnya akan dihantar pada tahap biasa.