الحفاظ على جودة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة عالية السرعة، من وحدة التشغيل إلى المُجمِّع، ليس بالمهمة السهلة. من أكثر المشكلات صعوبةً التعامل مع التأخير الناتج عن التوليد ومشاكل التأخير الزمني النسبي. للتعامل مع التأخير الزمني، علينا أن ندرك كيفية حساب طول التأخير الزمني كحافز لتنفيذ توجيه دعم لوحة الدوائر المطبوعة حسب الحاجة. دعوني أوضح لكم الإجراء. عالية التردد ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتطلب التصميم أيضًا انتقائية مادة لثنائي الفينيل متعدد الكلور.
العثور على تصميم PCB عالي السرعة
وفقًا لعلم المواد، تنتقل الإشارة السريعة في الفراغ أو عبر الهواء بسرعة مماثلة للضوء، وهي.
هل تبحث عن تصميم PCB عالي السرعة؟
وفقًا لعلم المواد، تنتقل الإشارات الكهرومغناطيسية في الفراغ أو في الهواء بسرعة مماثلة لسرعة الضوء، أي:
Vc = 3 × 108 م/ث = 186,000 ميل/ث = 11.8 بوصة/نو.ثانية
بسبب تأثير ثابت العزل الكهربائي (Er) لمادة PCB، تمر الإشارة عبر خط نقل PCB بسرعة أبطأ. كما يؤثر هيكل خط النقل أيضًا على سرعة الإشارة.
هناك نوعان من الهياكل العامة للوحة الدوائر المطبوعة:
- خط الشريط
- مغير
المعادلات المستخدمة في حساب سرعة الإشارة على لوحة الدوائر المطبوعة عالية التردد موضحة أدناه:
أين:
Vc هي سرعة الضوء في الفراغ أو عبر الهواء
Er هو العازل الثابت لمادة PCB
إيريفيس العازل المقنع المتسق للشرائح الدقيقة؛ قيمته تقع بين 1 وEr، ويتم تحديدها تقريبًا بواسطة:
Ereff ≈ (0.64 Er+ 0.36) (1c)
تحديد تأخير الإنجاب (TPD)
تأخير الانتشار هو الوقت الذي تستغرقه الإشارة للزيادة على طول وحدة من خط النقل.
فيما يلي كيفية تحديد تأخير الانتشار من الأطوال التالية والطرق الأخرى:
أين: رمز السرعة بالنسبة لخط النقل
في الفراغ أو الهواء، يرتفع إلى 85 بيكو ثانية لكل بوصة (ps/ In).
في خطوط نقل PCB، يتم تحديد تأخير التوليد بواسطة:
كيفية اختيار مادة تصميم PCB عالية السرعة
قبل اختيار مادة PCB عالية السرعة لخطتك السريعة، من الضروري تحديد قيمة (أو قيم) DK وZ0 لخط (أو خطوط) النقل. قد يُمكّنك برنامج تصميم لوحة PCB عالية السرعة من ضبط هذه القيم ودمجها كجزء من ملف (ملفات) التصميم لمنشئ الاتفاقية (CM). إذا لم يكن الأمر كذلك، فهناك مخططات dk وأجهزة كمبيوتر صغيرة للممانعة متوفرة على الإنترنت لمساعدتك في اختيار أفضل جودة ممكنة. الآن، أنت جاهز لتطبيق الحل ثنائي الخطوات لاختيار مواد PCB السريعة!
المرحلة 1: اختيار أنواع مواد اللوحة
اختر نوع المادة من الأنواع الموصى بها لألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية التردد. يشمل ذلك اختيار المواد الأساسية، ومواد التشريب المسبق، ومواد الركيزة. قد تتمكن من الاستفادة من التطوير المختلط، حيث تُختار مواد طبقة الإشارة عالية التردد. ومع ذلك، قد تستخدم الطبقات المختلفة مواد مختلفة لتقليل تكاليف التصنيع.
المرحلة الثانية: تحديد سمك مادة اللوحة وأحمال النحاس
استخدم مواصفاتك المُحددة أو المُفضلة لـ DK وZ0 لاختيار السُمك وأحمال النحاس. تأكد من الحفاظ على ثبات المُعاوقة في جميع مراحل الإشارة. يجب أن يكون مُنتجك جزءًا من عملية اختيار المواد، حيث قد تتطلب مراحل تصنيع الألواح وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) تعديلات على اختياراتك قبل تصنيع الألواح. شركة Rhythm Automation، الرائدة في مجال تجميع نماذج لوحات الدوائر المطبوعة بسرعة ودقة، مُستعدة للتعاون معك ومساعدتك في تحسين عملية اختيار المواد.
لمساعدتك في البدء، نجهز بيانات DFM ونمكّنك من عرض ملفات DRC وتنزيلها بسهولة. إذا كنت من عملاء Altium، يمكنك إضافة هذه الملفات بشكل دائم إلى برنامج تصميم PCB الخاص بك.
إذا كنت مستعدًا لإعداد خطتك، فجرب أداة البيانات لدينا لنقل مستندات CAD وBOM. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول التصميم السريع للوحة الدوائر المطبوعة أو تحديد المواد اللازمة للوحة، فتواصل معنا.
مطابقة المعاوقة في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة عالية السرعة
ليس من الضروري النظر إلى التردد، بل الأهم هو النظر إلى انحدار حافة اللافتة، أي زمن صعودها/هبوطها. يُعتقد عادةً أن اللافتة سريعة إذا كان زمن صعودها/هبوطها (بنسبة تتراوح بين 10% و90%) أقل من ضعف زمن السلك. يجب أن تُراعي اللافتة مسألة مطابقة المعاوقة. عادةً ما يكون زمن السلك 150 بيكو ثانية/بوصة.
طريقة مطابقة المعاوقة القياسية
1. مطابقة طرفي الزوجين:
إذا كانت معاوقة مصدر الإشارة أقل من معاوقة خط النقل، تُربط المقاومة R بين طرف مصدر الإشارة وخط النقل، بحيث تُناسب معاوقة الخضوع لطرف المصدر معاوقة خط النقل، وتُخمد الإشارة المنعكسة من طرف الكومة. ويحدث انعكاس جديد.
2. مطابقة الطرفية المتوازية:
في الحالات التي تكون فيها معاوقة مصدر الإشارة منخفضة، تُنسّق معاوقة البيانات لطرف الكومة مع معاوقة العلامة التجارية لخط النقل عن طريق توسيع العائق الموازي، وذلك لإزالة الانعكاس عند طرف الكومة. يُقسّم هيكل التنفيذ إلى قسمين.
دليل اختيار العائق المنسق: في حالة وجود معاوقة بيانات عالية للرقاقة، بالنسبة لهيكل مقاومة منفرد، يجب أن تكون قيمة المقاومة المتوازية لطرف الكومة قريبة من أو معادلة لمقاومة العلامة التجارية لخط النقل؛ بالنسبة لهيكل العائق المزدوج، يجب أن تكون قيمة كل عائق متوازي ضعف مقاومة العلامة التجارية لخط النقل.
فائدة تنسيق النهاية المتوازية أساسية ومباشرة. عيبها الملحوظ هو أنها تُتيح استخدام التحكم بالتيار المستمر: يرتبط استخدام التحكم بالتيار المستمر في وضع المقاومة الفردية ارتباطًا وثيقًا بدورة عمل الإشارة؛ ويعتمد وضع المقاومة الثنائية على ما إذا كانت الإشارة عالية أم منخفضة. يوجد استخدام للتحكم بالتيار المستمر، إلا أن التيار لا يُعادل 50% من المقاومة الفردية تمامًا. علاوة على ذلك، تكفي إرشادات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة لإرشادك.
