PCB Blogu - PCB Tahtası İzleme Uzunluğunda Bütün Sinyal Bandövüsünü nasıl düşünüyor?

Eğer çok okursanız PCB tahtasıtasarlama rehberleri, Özellikle paralel protokoller ve farklı çift rotasyonunda olanlar, izler uzunluğu eşleştirme hakkında. İzle uzunluğunu eşleştirmeye ihtiyacınız olduğunda, amacınız seri protokollerde farklı çiftleri azaltmak, multiple pairs in parallel protocols (eg PCIe), çoklu izler/paralel protokollerde çift veya aşağıdaki protokoller kullan Her protokol arasındaki zamanlama farklılıkları kaynak sinkron saatler.. CAD araçları neler olduğunu düşünmek kolaylaştırır.. Ama..., diğer frekanslarda? Daha özellikle, geniş grup sinyallerine? Bütün dijital sinyaller, frekans içeriği DC'den sonsuza kadar uzatılan geniş banda sinyallerdir.. Dijital sinyallerin büyük bandwidth yüzünden, izle uzunluğunu eşleştirmek için kullanılacak hangi frekans? Ne yazık ki..., izle uzunluğu eşleştirmek için kullanılan frekans boşluksuz, Bu yüzden tasarımcıların nasıl ilgileneceğini anlaması gerekiyor. PCB tahtası İzle uzunluğu eşleşir ve frekans. Bunu daha iyi anlamak için., geniş banda tasarımında kullanılan teknikleri ve tüm sinyal bandı genişliğin in izler uzunluğunda uyuşturucu şekilde düşünüldüğünü incelemeliyiz..

PCB izlerin uzunluğu eşleştirme ve farklı çift frekansı arasındaki ilişkisi

Doğru olarak eşleşen izler uzunluğunu frekanslara kadar izler üzerinde yayılan sinyal genişliğinin tümünü düşünmesi gerekiyor. Son birkaç yıl içinde farklı seri protokollerde araştırma konusu oldu. USB4 gibi standartlar, geniş grup sinyal integritet metriklerine özel ihtiyaçları yerleştirir. Bazı örnekler geniş grup sinyal integritet metrikleri:

Tümleşik farklı kısa konuşma

Tümleşik Farklı İçeri Kaybı

Tümleşik Farklı Geri Kaybı

Integral Differential Impedance Deviation

"Tüm frekans menzili üzerinde sinyal integritesinin özel bir parçası uygulandığını söylüyoruz. Diğer sözlere göre, eğer farklı bir karışık konuşmayı örnek olarak alırsak, sinyal standartlarında belirtilen iki farklı çift arasındaki farklı karışık konuşmayı azaltmak istiyoruz. Bunun uzunluğu izlemek için neden önemli olduğunu bir dakika sonra göreceğiz.

Değiştirme

Zaman alanında, sadece HI ve LOW eyaletleri arasındaki yarı yolun geçmesiyle ilgileniyoruz (ikili olarak) aynı anda ikisi de farklı çift geçmesiyle aynı anda. Görünüşe göre burada bir sorun oluşturur, bu da izlerinizin uzunluğunu belli bir toleransa sınırlayacak. Bu yüzden ikisinin de bir çift kablo tarafından asla mükemmel bir geçiş olmayacaksınız. Frekans alanında, aşağıdaki dağıtımı düşünmeliyiz:

Geometrik dağıtım: Bu, bağlantının sınır koşullarına ve geometrinin nedenidir. Sonra bağlantının imkansızlığının geometriyle nasıl değiştiğini belirliyor.

Diyelektrik Çeşitme: Bu PCB tahtasında oluyor ve PCB tahtasında bağlantıların geometriyle bağımsız. DK'nin yayılması ve kaybı dahil.

Dikkatli dağıtım: Bu ekstra dağıtım bakra zorluğu model in in sebebiyle ve yüksek frekanslardaki deri etkisi yüzünden oluyor.

Fiber Weave Değiştirme: PCB tahtasında fiber silahı laminatlar, arayüz bağlantısı boyunca periyodik yayılma değişimlerini üretir.

Çünkü bu dağıtım kaynağı her zaman izlerde bulunuyor, onlar gerçek PCB izlerinin inperi, hızlığını ve diğer sinyal integritet metriklerini frekans fonksiyonu olarak neden ediyorlar.

Sinyal hızı

Eğer iletişim hattı teorisiyle tanıdıysanız, impedans ve sinyal hızı yakın bir araya geldiğini biliyorsunuz. Bir PCB tahtası izlerinin sinyal hızını örnek olarak alalım. Aşa ğıdaki çizgi, sıkıntısı ve dağılması ile simulasyon bir strip çizgisinin grup ve faz hızlarını gösterir. Bir örnek striptiz çizgisindeki sinyaller grup ve faz hızlığı, bakra ağırlığı ve delilektrik dağıtılışıyla birlikte. Burada faz hızının geniş frekans menzilinde çok farklı olduğunu görebiliriz., 1MHz'den 20 GHz'e 2 faktörü ile. Fazla hızlığının değişikliği, burada önemli bir parametrdir. Çünkü bu, bağlantı boyunca farklı frekans komponentlerinin yayıldığı hızlıdır.. Bu değişikliklerle, PCB izlerinin uzunluğunu pratik bağlantılar için frekans ile eşleştirmesi ne kadar zor olacağını görebiliriz. Tüm frekansları hesaplamak için bir yol gerekiyor, sadece suçsuz seçilmiş tek frekans değil.

Broadband Uzunluğu Eşleşme Frekanslarına Karşı

To formulate a measure of length matching, we need to consider the allowable length deviation for a given signaling standard. Bu sefer bias tlim diyoruz. Buradaki k fonksiyonu sadece bağlantısı üzerindeki sinyalin yayılması konstantüdür. Bu da yayılması yüzünden, izin verilen zamanlama değişimlerinin uzunluğuna bağlı bir frekans fonksiyonudur. "Lp norm" denilen bir metodu kullanarak izin verilen uzunluğun uygulamalarını çözmek için istatistiksel bir yaklaşım yapabiliriz. Matematiklere çok derin gitmeden, sadece bu ölçü, bir fonksiyonun arasındaki RMS farklısını hesaplamak için eşittir ve bazıları sadece bir konstant ile farklı olduğunu bilin. Bu nedenle, bazı hedef tasarım değerleri ve sinyal integritet metrikleri arasındaki değişiklikleri çözmek için ideal matematik aracı oluşturur (impedance, impuls cevap attenuation/delay, crosstalk gücü, etc.). Lp normanı kullanarak, mümkün zamanlama değişimlerinin uzunluğuna göre, zamanlama sınırı ışığı ile tanımlanan yukarıdaki bağlantılarla ilgili uzunluğunu yeniden yazabiliriz.

geniş banda sinyal integritet metriklerini kullandığında PCB tahtası tasarlama, Yukarıdaki denklem sınır olarak kabul edilebilir:, Bu, bir çift sonlarına ya da toplam uzaklıkla ayrılışının arasındaki iki izlerin arasındaki farkına etkileyebilir.. High-speed parallel protocol. İçindekiler, iletişim hatının propagasyon konstantünü bildiğiniz sürece hesaplamak kolay.. Bu değer alan çözücüsü kullanarak hesaplanabilir, Önle hesaplamak için standart transmis hattı geometriyle analiz modeli. Sadece hesaplamaya bazı sayıları vermek için, Eğer üstünde gösterilen simülasyon strip çizginin fas hızlarını kullanırsam, Eğer izin verilen değerler, zamanlama uyuşturması 10 ps 2 için 2 arasındaki iki tek sonla tamamen ayrılılmış izler arasındaki uzunluğunda bir uyuşturucu olduğunu görüyoruz..07mm. 10.ps için unutmayın., bu çok yüksek hızlı dijital sinyallerin sınır hızının büyük bir kısmı.. Yukarıdaki strip çizgisine benzetim., bu 1'e eşit olur..3041mm. Toplam, Lp normu kullanarak PCB tahtası Tek metriklere karşı frekans ile eşleşme uzunluğunu izle. Eğer... PCB tahtası tasarımcı, bu hesaplamayı el olarak yapmak zorunda değilsiniz, sadece doğruyu kullanmalısınız. PCB tahtası routing toolset.