Технология PCB - осторожно: говорить о роли змеевиков

You can often see змеиный вопрос. обычно мы видим зигзагообразные линии в большинстве мест с высокой плотностью пластин. It seems that the boards with serpentine lines are more advanced. если бы ты смог нарисовать извилистую нить, you are a master. There are also many articles about snake-shaped lines on the Internet, Я всегда думаю, что некоторые сообщения содержание вводит в заблуждение новичков, cause confusion to people, and create some artificial obstacles. So let's take a look at what the serpentine line does in practical applications.

To understand the serpentine line, Давай поговорим. печатная плата routing first. This concept doesn't seem to need to be introduced. Isn't the hardware engineer doing wiring work every day? каждый след на карте печатная плата один за другим. What can be said? На самом деле, this simple проследить also contains a lot of knowledge points that we usually ignore. например, the concept of microstrip line and stripline. Короче говоря, the microstrip line is the trace that runs on the surface of the печатная плата board, А полоска - траектория траэтория внутри тела печатная плата. What is the difference between these two lines? The reference plane of the microstrip line is the ground plane of the печатная плата внутренний слой, and the other side of the trace is exposed to the air, which causes диэлектрическая постоянная around the trace to be inconsistent, such as The dielectric constant of our commonly used FR4 фундамент is about 4.2, and the dielectric constant of air is 1. верхняя и нижняя опорные плоскости на полосе, the entire trace is embedded in the печатная плата substrate, диэлектрическая постоянная вокруг траектории равна. This also causes the TEM wave to be transmitted on the strip line, while the quasi-TEM wave is transmitted on the microstrip line. Почему волны квазитэм? It is caused by the phase mismatch at the interface between the air and the печатная плата substrate. What is the TEM wave?............ если вы внимательно изучите этот вопрос, Ты не можешь закончить это за десять с половиной месяцев. To make a long story short, whether it is a microstrip line or a stripline, their role is nothing more than to carry signals, whether digital signals or analog signals. These signals are transmitted in the form of electromagnetic waves from one end to the other in the trace. Потому что это волна, there must be speed. What is the speed of the signal on the печатная плата trace? According to the difference in dielectric constant, и скорость разная. скорость распространения электромагнитных волн в воздухе хорошо известна. The propagation velocity in other media must be calculated by the following formula: V=C/Er0.5

Among them, V is the propagation speed in the medium, C is the speed of light, Er - диэлектрическая постоянная среды. Through this formula, Мы можем легко вычислить скорость передачи сигналов сети печатная плата trace. For example, we simply take the dielectric constant of the FR4 base material into the formula to calculate it, То есть, the transmission speed of the signal in the FR4 base material is half the speed of light. Однако, because half of the microstrip line traced on the surface is in the air and half in the substrate, Будет немного понижена диэлектрическая постоянная, Таким образом, скорость передачи будет немного быстрее, чем полоса. The commonly used empirical data is that the trace delay of the microstrip line is about 140ps/inch, задержка дорожки с линией около 1660 ps/inch.

Как отмечалось выше, есть только одна цель, а именно задержка передачи сигнала на печатная плата! То есть, после отправки одной кнопки сигнал не будет передаваться через провода на другую. Несмотря на то, что передача сигналов происходит очень быстро, но достаточно долго для записи длины канала, все еще влияет на передачу сигналов. например, для сигналов GHZ цикл составляет 1 НС, время подъема или спуска составляет около 10% цикла или 100 ПС. Если длина записывающего канала превышает 1 дюйм (около 2,54 см), то задержка передачи превысит скорость подъема. Если траектория полета превышает 8 дюймов (около 20 см), то задержка будет полным циклом! Оказалось, что печатная плата имеет большое влияние, и наши платы обычно имеют траекторию более чем на 1 дюйм. так повлияет ли задержка на нормальное функционирование Совета? Посмотрите на реальные системы, если это всего лишь сигнал, а другие сигналы не хотят быть выключены, то задержка, как представляется, не оказывает никакого влияния. Однако в высокоскоростных системах такие задержки фактически вступают в силу. например, наши общие частицы памяти соединяются в виде шины, с линиями данных, адресными линиями, часами и контрольными линиями. Посмотри на наш видеоинтерфейс. независимо от того, сколько каналов является HDMI или DVI, они будут содержать канал данных и часовой канал. или некоторые шинные протоколы, все эти протоколы являются синхронной передачей данных и часов. Затем, в реальной высокоскоростной системе, эти часовые и цифровые сигналы передаются синхронно с основной фишкой. если мы плохо сконструируем слежение за печатная плата, то длина тактовых и цифровых сигналов будет очень различной. очень легко вызвать ошибки в выборке данных, и вся система не сможет работать нормально. что мы должны сделать, чтобы решить эту проблему? Конечно, мы рассмотрим вопрос о продлении короткой длины дорожки, чтобы сделать одну и ту же длину одной и той же записи, и тогда задержка будет такой же? так как же удлинить следы! Бинго! Наконец, вернуться к теме нелегко. Это главная функция змеевидной линии в высокоскоростной системе. навить, ровно. Это так просто. извилистая линия используется для обматывания одинаковой длины. нарисовав змеевик, мы можем сделать одну и ту же длину сигнала, чтобы после получения чипа на сигнал данные не возникали из - за различных задержек на траектории печатная плата. ошибся выбором. змеевиковая линия совпадает с линией следов на других панелях печатная плата. Они используются для соединения сигналов, но они длинные, и нет. Поэтому змеевик не является ни глубоким, ни сложным. Поскольку, как и в случае с другими проводами, в отношении Зигзагообразных линий применяются некоторые общие правила проводки. В то же время, учитывая особую структуру Зигзагообразных линий, при прокладке проводов следует принимать во внимание, например, стремиться к тому, чтобы змеевики были параллельны друг другу. Короче, то есть, ходить вокруг большого поворота, как говорится в пословице, не слишком плотно, слишком мало. все это помогает уменьшить помехи сигнала. так как искусственное увеличение длины линии, змеевиковая линия может негативно повлиять на сигнал, поэтому, если она удовлетворяет требованиям времени в системе, она не используется. Некоторые инженеры используют DDR или высокоскоростные сигналы для выравнивания всей группы. змеиная нить прилетела на шахматной доске. Похоже, это лучший путь. На самом деле, это лениво и безответственно. Многие места, не нуждающиеся в навивке, наматываются, что приводит к потере площади платы, а также снижает качество сигнала. Мы должны рассчитать избыточность задержки в соответствии с требованиями фактической скорости сигнала, чтобы определить правила проводки платы.

In addition to the function of equal length, I see several other functions of the serpentine line that are often mentioned in articles on the Internet, and I will also briefly talk about it here.

1. An argument that is often seen is the role of impedance matching. This statement is very strange. The impedance of the печатная плата линия следа связана с шириной линии, the dielectric constant, and the distance of the reference plane. When is it related to the serpentine line? When does the shape of the trace affect the impedance? I don™t know. Where did this statement come from?

Было также отмечено, что это является следствием фильтрации. Эта функция не может считаться несуществующей, но в цифровых схемах должна отсутствовать функция фильтрации, или мы не должны использовать ее в цифровых схемах. в радиочастотной цепи зигзагообразная траектория может образовывать схему лк. если он имеет фильтрующий эффект на частоте сигнала, то он все еще в прошлом.

3. The receiving antenna. Это может быть. We can see this effect on some mobile phones or radios. Некоторые антенны изготовлены из металла печатная плата traces.

4. Inductance. This can be. All traces on the печатная плата Сначала паразитная индукция. It is achievable to make some печатная плата индуктор.

5. Fuse. This effect makes me puzzled. короткая и узкая змеевиковая проволока как работает предохранитель? If the current is large, it will blow? The board is not useless. этот предохранитель слишком дорого стоит. Я действительно не понимаю, что это будет за Приложение. .

через представление, we can clarify that in analog or radio frequency circuits, змеевиковая нить имеет некоторые особые эффекты, which are determined by the characteristics of microstrip lines. In digital circuit design, the serpentine line is used for equal length to achieve timing matching. In addition, the serpentine line will affect the signal quality, so the system requirements should be clarified in the system, резервирование системы должно рассчитываться исходя из фактических потребностей, and the serpentine line should be used with caution.