ما هي التغييرات التي سيجلبها عرض تتبع تصميم PCB

عندما PCB التوجيه، فإنه يحدث في كثير من الأحيان أنه عندما تتبع يمر من خلال منطقة، وذلك بسبب مساحة الأسلاك محدودة في المنطقة، فمن الضروري استخدام خط أرق. بعد تمرير هذه المنطقة، يعود الخط إلى عرضه الأصلي. التغييرات في عرض التتبع سوف يسبب تغييرات المعاوقة، لذلك سوف يحدث انعكاس، والتي سوف تؤثر على الإشارة. إذن، في ظل أي ظروف يمكن تجاهل هذا التأثير، وفي ظل أي ظروف يجب أن ننظر في تأثيره؟

هناك ثلاثة عوامل تتعلق بهذا التأثير: حجم تغيير المعاوقة، ووقت ارتفاع الإشارة، وتأخير الإشارة على الخط الضيق.

أولا يتيح مناقشة حجم التغيير المعاوقة. تصميم العديد من الدوائر يتطلب أن الضوضاء المنعكة أقل من 5٪ من الجهد البديل (وهذا يرتبط بميزانية الضوضاء على الإشارة). وفقا لصيغة معامل الانعكاس، يمكن حساب معدل التغير التقريبي لمعوقية: زي/ Z1 ≤ 10٪. هذا هو السبب الأساسي لماذا مؤشر نموذجي لمقاومة لوحة الدوائر هو +/- 10٪

إذا حدث تغيير المعاوقة مرة واحدة فقط، على سبيل المثال، بعد تغيير عرض الخط من 8mil إلى 6mil، يتم الحفاظ على عرض 6mil. لتلبية متطلبات الميزانية الضوضاء أن الضوضاء انعكاس إشارة في التغيير المفاجئ لا يتجاوز 5٪ من الجهد البديل، يجب أن يكون تغيير المعاوقة أقل من 10٪. في بعض الأحيان يكون من الصعب القيام به. دعونا نأخذ حالة من خط microstrip على ورقة FR4 كمثال. إذا كان عرض الخط هو 8 مل، سمك بين الخط والطائرة المرجعية هو 4mil، ومقاومة مميزة هو 46.5Ω. بعد تغيير عرض الخط إلى 6mil، تصبح المعاوقة المميزة 54.2Ω، ويصل معدل تغيير المعاوقة إلى 20٪. يجب أن تتجاوز سعة الإشارة المنعكة المعيار. أما بالنسبة لمدى تأثيرها على الإشارة ، فإنه يرتبط أيضًا بوقت ارتفاع الإشارة وتأخير الإشارة من نهاية القيادة إلى نقطة الانعكاس. ولكن على الأقل هذه مشكلة محتملة. لحسن الحظ، يمكن حل المشكلة عن طريق مقاومة مطابقة الإنهاء.

إذا كان تغيير المعاوقة يحدث مرتين، على سبيل المثال، بعد تغيير عرض الخط من 8mil إلى 6mil، فإنه سوف يعود إلى 8mil بعد أن سحبت 2cm. ثم سوف يحدث انعكاس في طرفي خط 2cm طويلة و 6mil واسعة، واحد هو المعاوقة يصبح أكبر و انعكاس إيجابي يحدث، والآخر هو المعاوقة يصبح أصغر ويحدث انعكاس سلبي. إذا كان الفاصل الزمني بين انعكاسين قصيرًا بما فيه الكفاية، فقد يلغي كلاً منهما الآخر، مما يقلل من التأثير. لنفترض أن الإشارة المرسلة هي 1V ، وانعكاس العادية الأولى 0.2V ينعكس ، و1.2V لا تزال ترسل إلى الأمام ، وانعكاس الثاني 0.2 * 1.2 = 0.24v ينعكس مرة أخرى. على افتراض أن طول خط 6mil قصير للغاية وأن الانعكاسات تحدث في وقت واحد تقريبًا ، فإن إجمالي الجهد المنعك هو 0.04V فقط ، وهو أقل من متطلبات الميزانية للضوضاء بنسبة 5٪. ولذلك، ما إذا كان هذا الانعكاس يؤثر على الإشارة ومقدار تأثيرها يرتبط بالتأخير في تغيير المعاوقة ووقت ارتفاع الإشارة. وقد أظهرت الأبحاث والتجارب أنه طالما أن التأخير في تغيير المعاوقة هو أقل من 20٪ من وقت ارتفاع الإشارة ، فإن الإشارة المنعكة لن تسبب مشاكل.

إذا كان وقت ارتفاع الإشارة هو 1ns، ثم تأخير في تغيير المعاوقة هو أقل من 0.2ns المقابلة ل 1.2 بوصة، وسوف لا يسبب انعكاس مشاكل. وبعبارة أخرى، بالنسبة لحالة هذا المثال، طالما أن طول أثر 6mil واسعة أقل من 3cm، لن تكون هناك مشكلة.

عندما يتغير عرض خط تصميم PCB، ينبغي تحليلها بعناية ما إذا كان يسبب تأثيرًا وفقًا للحالة الفعلية. هناك ثلاث معلمات يجب أن تشعر بالقلق حول: كيف كبيرة هو التغيير في مقاومة، ما هو وقت ارتفاع إشارة، وكم هو جزء على شكل الرقبة من تغيير عرض الخط. تقدير تقريبا وفقا للطريقة المذكورة أعلاه، وترك هامش معين بشكل مناسب. إذا كان ذلك ممكنا، تقليل طول الجزء الرقبة.

وتجدر الإشارة إلى أنه في المعالجة الفعلية لـ PCB، لا يمكن أن تكون المعايير دقيقة مثل النظرية. يمكن أن توفر النظرية التوجيه لتصميمنا ، ولكن لا يمكن نسخها أو العقائدية. بعد كل شيء، هذا هو علم عملي. وينبغي أن تنقح القيمة المقدرة على النحو المناسب وفقا للحالة الفعلية، ثم تطبق على التصميم. إذا كنت تشعر بعدم الخبرة، أن تكون محافظة وضبط بشكل مناسب وفقا لتكاليف التصنيع.