PCB Teknik - PCB tasarımı dijital sistem kısa konuşması kontrol ediyor mu?

Karşılaştırma nedeni nedir?

Bir sinyal PCB sürücüsü boyunca yayıldığında, elektromagnet dalgaları da sürücüsü boyunca, integral devre çipinin bir ucundan diğer ucundan yayılır. Propagasyon sürecinde elektromagnetik dalgalar elektromagnetik induksyonu yüzünden geçici voltaj ve akışlar nedeniyle oluyor.

Elektromagnetik dalgalar zamanında değişen elektrik ve manyetik alanlar içeriyor. PCB'de, aslında elektromagnet alanı farklı fırlatma ile sınırlı değil, elektromagnet alanın enerjisinin önemli bir parçası fırlatma dışında var. Bu yüzden, yakın diğer hatlar varsa, sinyal bir kabla boyunca yayıldığında, elektrik ve manyetik alanları diğer hatlara etkileyecek. Maxwell'in denklemesine göre, zamanlı değişiklik elektrik ve manyetik alanları yakın yöneticiler voltaj ve akşamlar oluşturmasına neden olur. Bu yüzden, sinyal yayınlama sürecine eşlik eden elektromagnetik alan yakın hatlar sinyalleri oluşturur ve bu konuşmaya yol açar.

2. Önümüzdeki karşılaştırma özellikleri

İlerleme karışık konuşması iki bağlantı özellikleri olarak gösterir: kapasitel ve görünümlü. "Saldırıya" sinyali gelince aynı fazla olan voltaj sinyali "kurbanın" içinde oluşturur. Bu sinyal "saldırıya" sinyali ile aynı hızlı, ama her zaman "saldırıya" sinyali önünde. Bu anlamına geliyor ki, karışık konuşma sinyali önceden yayılmayacak, ama "giriş" sinyali ile aynı hızla daha fazla enerji birleştirilecek.

"İlginç" sinyalinin değişikliğinden dolayı karışık konuşma sinyalini neden ediyor, ön karışık konuşma pulusu eşsiz değildir, ama pozitif ve negatif polaritiler de var. Nabz uzunluğu "intrusion" sinyalinin değiştirme zamanına eşit.

Kablolar arasındaki birleşme kapasitesi ileri konuşma pulusunun amplitüsünü belirliyor ve birleşme kapasitesi PCB materyali, geometrik boyutu, çizgi kesişmesinin posisyonu ve bunlar gibi birçok faktörler tarafından belirliyor. Bu amplitüs paralel çizgiler arasındaki uzaklığına eşittir: uzaklığın uzunluğu, karıştırma pulusu daha büyük. Ancak, karşılaştırma pulsu amplitüsü yüksek sınırı var, çünkü "girişim" sinyali enerji hızlı kaybediyor ve "kurbanın" çiftini "saldırgana" dönüştürüyor.

Önümüzdeki karşılaştırma özellikleri

"intrusion" sinyali yayıldığında, zaman değişikli manyetik alanı da karışık konuşma yapacak: etkileyici özelliklerle karışık konuşma önünde. Fakat farklı görünüşlü karşılaştırma ve kapasitetli karşılaştırma açıkça farklıdır: ileri görünüşlü karşılaştırma polyarlığı ileri kapasitetli karşılaştırma ile karşılaştırılmıştır. Çünkü ön yönünde, karşılaşmanın kapasitetli ve görünümlü parçaları birbirlerini yarıştırıp iptal ediyor. Aslında, ileri kapasitet ve görünümlü karşılaştırma eşit olduğunda, ileri karşılaştırma yok.

Birçok aygıtlarda, ön karşılaşma oldukça küçük ve arka karşılaşma önemli bir sorun oluyor, özellikle uzun strip devre tahtaları için, çünkü kapasitet bağlantı arttırıldı. Ancak simülasyon olmadan, görünümlü ve kapasitel bir karışık konuşmanın ne kadar iptal edildiğini bilmek neredeyse imkansız.

Eğer ön karşılaştırma konuşmasını ölçürseniz, izlerinizin polariteye dayanarak kapasitelik veya etkileyici olarak birleşmiş olup olmadığını belirleyebilirsiniz. Eğer karşılaştırma konuşmasının polaritesi "giriş" sinyali ile aynı ise kapasitet bağlantısı üstlenecek, yoksa etkileyici bağlantı dominat olacak. PCB tahtasında induktif bağlantı genellikle daha güçlü.

Arka karışık konuşmanın fiziksel teorisi ön karıştırma konuşmasının aynısı: zaman değişikliği "girişim" sinyallerinin elektrik ve manyetik alanların "kurbanın görünümlü ve kapasiteli sinyallerine sebep ediyor. Ama ikisinin arasında farklılıklar da var.

En büyük fark, arka konuşma sinyalinin uzunluğudur. Çünkü ön karşılaştırma ve "giriş" sinyallerinin propagasyon yönü ve hızı aynı, ön karşılaştırma süreci "giriş" sinyallerinin aynı. Yine de arka karışık konuşması ve "girişim" sinyali tersi yönde yayılır, "saldırım" sinyalinin arkasında kalır ve uzun puls treni sebep ediyor.

Yön karşılaştırma konuşmasına göre, arka karşılaştırma pulusunun genişliği çizgi uzunluğuyla ilgisi yok, ve puls uzunluğu "intrusion" sinyalinin ikinci kez gecikme zamanıdır. Neden? Sinyalin başlangıç noktasından arkadan geçiş konuşmasını izleyeceksiniz. "intrusion" sinyali başlangıç noktasından uzakta olduğunda, başka bir gecikti sinyal ortaya çıkana kadar yine de geriye puls üretiyor. Bu şekilde, arka konuşma pulusunun bütün süredi "giriş" sinyalinin iki kez gecikme zamanıdır.

3. Arka karışık konuşmanın yansıması

Şoför çipi ve alıcı çipi arasındaki karışık konuşma aracılığı umursamazsınız. Ama neden arka pulsleri umursamalısın? Çünkü sürücü çip genellikle düşük impedans çıkışı, sarsıntı sinyallerinden daha fazla gösteriyor. Arka karşılaşma sinyali "kurbanın sürücüsüne ulaştığında, alacak çipine yansıtılacak. Çünkü sürücü çipinin çıkış direksiyonu genellikle kablo kendisinden daha düşük olduğu için sık sık konuşma sinyalinin yansımasını neden ediyor.

İki özellikleri olan ön karşılaştırma sinyaline benzemiyor: etkileyici ve kapasiteli, arka karşılaştırma sinyali sadece bir polarite sahiptir, bu yüzden arka karşılaştırma sinyali kendini iptal edemez. Arka karıştırma sinyalinin polaritesi ve yansıtmadan sonra karıştırma sinyali "giriş" sinyali ile aynı, ve genişliği iki parças ının toplamıdır.

Hatırlayın, kurbanın sonunda arka tarafından geçiş konuşma pulusunu ölçürseniz, bu kısıtlık sinyali "kurbanın" sürücü çipi tarafından yansıtıldı. Arka konuşma sinyalinin polyarlığının "giriş" sinyaline karşı olduğunu izleyebilirsiniz.

Dijital tasarımda, sık sık sayısal göstericiler umurunda olursunuz. Örneğin, karşılaştırma nasıl ve ne zaman, ileri veya geri döndüğünde, onun maksimum ses toleransı 150mV olur. Sesi tam olarak ölçülemenin basit bir yolu var mı? Basit cevap "hayır", çünkü elektromagnetik alan etkisi çok karmaşık, bir dizi denklemler, devre tahtasının topoloji, çipinin analog özellikleri ve bunlar dahil.

4. Karşılaştırma iptal edilmesi

Bir yöntem, birleşme etkisini etkileyen bir ya da çok geometrik parametre değiştirmek, tıpkı çizgi uzunluğu, çizgi arasındaki mesafe ve devre tahtasının katlı pozisyonu gibi. Başka bir yöntem, tek çizgini çokanallı bir çizge değiştirmek için terminalini kullanmak. Mantıklı bir tasarımla, çoklu çizgi terminal çoğunu kesebilir.

5. Satır uzunluğu

Çoğu tasarımcılar çizgi uzunluğunu azaltmak için anahtar olduğuna inanıyor. Aslında neredeyse tüm devre tasarım yazılımı en fazla paralel çizgi uzunluğu kontrol fonksiyonu sağlar. Maalesef, sadece geometrik değeri değiştirmek zor.

Çünkü önümüzdeki karıştırma uzunluğu, bağlantı ilişkisi olmayan çizginin uzunluğunu kısalttığınızda neredeyse karıştırma uzunluğu tarafından etkilenir. Ayrıca, eğer bağlama uzunluğu sürücü çipinin düşük veya yükselmesi zamanının gecikmesini a ştıysa, bağlama uzunluğu ve ön karıştırma konuşması arasındaki lineer ilişkisi yükselmesi değerine ulaşacaktır. Bu zamanlar, çoktan uzun bir bağlantı çizgisini kısaltmak kısa konuşmayı azaltmak üzere küçük etkisi var.

6. Bölüm zorlukları

Birlikte çizgiler arasındaki mesafeyi artırmak kolay değil. Eğer sürücünüz çok yoğun olursa, sürücü yoğunluğunu azaltmak için çok çaba harcamalısınız. Eğer karışık konuşma araştırmalarından endişelenirseniz, bir ya da iki katı ayrılabilirsiniz. Eğer hatlar veya a ğlar arasındaki mesafeyi genişlemek zorunda olsanız, çalışmak kolay bir yazılım olmalısınız. Dönüş genişliği ve kalınlığı aynı zamanda karışık konuşma araştırmasına etkiler, ama etkisi devreğin uzak faktöründen çok daha küçük. Bu yüzden, bu iki parametre genelde nadiren ayarlanır.

Diyelektrik materyalinin kalınlığı, büyük uzunluğun üzerinde karışık konuşma araştırmasını etkiler. Genelde, elektrik katmanına (Vcc veya yere) yakın düzenleme katmanı kısa konuşma arayüzünü azaltır. Geliştirme etkisinin tam değeri simülasyonuyla belirlenmeli.

7. Düzenleme faktörleri

Bazı PCB tasarımcıları hâlâ yüksek hızlı devre tasarımında büyük bir hata olan layering yöntemine dikkat etmiyor. Yerleştirme sadece iletişim hatının performansını etkilemiyor, yani impedance, gecikme ve bağlantısı gibi, aynı zamanda devre operasyonu kötülüğüne yaklaşıyor ya da bile değiştirmeye rağmen. Örneğin, 5 mil diyelektrik kalınlığını azaltmak üzere karışık konuşma araştırmalarını azaltmak imkânsız. Fakat pahalı ve süreç açısında yapılabilir.

8. Lethal silahlar

Maalesef, bu terminal ideal olarak ulaşmak pahalı ve imkansız, çünkü bazı transmis hatlarının arasındaki bağlantı engellemesi çok küçük, bu yüzden sürücü çipine büyük bir akışın akışını sağlayacak. İletişim hattı ve toprak arasındaki impedans çipi sürmek için çok büyük olamaz. Eğer bu sorunlar varsa ve bu tür terminal kullanmayı planlıyorsanız, birkaç AC bağlama kapasitelerini ekleyin.

İşlemde bazı zorluklar var ama, impedance tablosu terminal hâlâ sinyal refleksiyonu ve karıştırma konusu ile ilgilenmek için ölümcül bir silah, özellikle zor koşullar için. Diğer çevrelerde, işe yarayabilir ya da olmayabilir, ama hâlâ önerilen bir yöntem.