روشهای متداول امتحان PCB
Jul 15, 2020
آنچه اهمیت دارد فرکانس نیست ، بلکه استحکام لبه سیگنال ، یعنی زمان افزایش / سقوط سیگنال است. به طور کلی اعتقاد بر این است که اگر زمان افزایش / سقوط سیگنال (محاسبه شده توسط 10٪ ~ 90٪) کمتر از 6 برابر تاخیر سیم باشد ، یک سیگنال با سرعت بالا است و باید در تطابق امپدانس توجه کرد.تأخیر سیم معمولاً 150ps / اینچ است.
امپدانس مشخصه
با عبور سیگنال در امتداد خط انتقال ، سیگنال همیشه دقیقاً همان امپدانس آنی را در هنگام سفر مشاهده می کند اگر سیگنال با همان سرعت در طول خط حرکت کند و خازن در طول واحد یکسان باشد.از آنجایی که امپدانس در طول خط انتقال ثابت است ، ما یک ویژگی خاص به ویژگی یا ویژگی یک خط انتقال خاص ، به نام امپدانس مشخصه خط انتقال می دهیم.امپدانس مشخصه به مقدار امپدانس آنی است که هنگام عبور از یک خط انتقال از طریق سیگنال مشاهده می شود.امپدانس مشخصه مربوط به لایه هادی PCB ، مواد PCB (ثابت دی الکتریک) ، عرض سیم ، فاصله بین سیم و هواپیما و سایر عوامل است و هیچ ارتباطی با طول سیم ندارد.امپدانس مشخصه را می توان با استفاده از نرم افزار محاسبه کرد.در سیم کشی PCB با سرعت بالا ، امپدانس مسیریابی سیگنال دیجیتال به طور کلی به عنوان 50 اهم طراحی شده است که یک عدد تقریبی است.کابل کواکسیال به طور کلی به عنوان باند پایه 50 اهم ، باند فرکانس 75 اهم و 100 اهم رشته (دیفرانسیل) تعریف می شود.
روشهای متداول تطبیق امپدانس
1. تطبیق ترمینال سریال
تحت این شرط که امپدانس در انتهای منبع سیگنال پایین تر از امپدانس مشخصه خط انتقال باشد ، یک مقاومت R بین انتهای منبع سیگنال و خط انتقال در سری وصل می شود تا امپدانس خروجی انتهای منبع با مشخصه مطابقت داشته باشد. امپدانس خط انتقال و جلوگیری از بازتاب سیگنال برگشتی از انتهای بار.
تطبیق اصل انتخاب مقاومت: مقدار مقاومت مطابق با مقاومت و امپدانس خروجی راننده برابر است با امپدانس مشخصه خط انتقال.برای درایورهای معمولی CMOS و TTL ، مقاومت امپدانس با سطح سیگنال متفاوت است.بنابراین ، برای مدارهای TTL یا CMOS ، مقاومت مناسب تطبیق خیلی صحیح امکان پذیر نیست ، بنابراین باید مصالحه کنید.شبکه های سیگنال توپولوژی زنجیره ای برای تطبیق ترمینال سریال مناسب نیستند. تمام بارها باید به انتهای خط انتقال وصل شوند.
تطابق سریال رایج ترین روش تطبیق ترمینال است.این مزیت از مصرف برق پایین ، عدم بار اضافی DC بر روی درایور ، عدم مقاومت بیشتر بین سیگنال و زمین برخوردار است و فقط به یک عنصر مقاومت نیاز است.برنامه های معمول: CMOS مشترک ، تطبیق امپدانس مدار TTL.سیگنال های USB نیز از این طریق برای تطبیق امپدانس نمونه برداری می شوند.
2. تطبیق ترمینال موازی
هنگامی که امپدانس در منبع سیگنال بسیار اندک است ، امپدانس ورودی در انتهای بار با امپدانس مشخصه خط انتقال با اضافه کردن یک مقاومت موازی برای از بین بردن بازتاب در انتهای بار جفت می شود.اشکال تحقق را می توان به مقاومت منفرد و مقاومت مضاعف تقسیم کرد.
تطبیق اصل انتخاب مقاومت: هنگامی که امپدانس ورودی تراشه بسیار زیاد است ، برای فرم مقاومت منفی ، مقدار مقاومت مشترک بار باید نزدیک یا برابر با امپدانس مشخصه خط انتقال باشد.برای اشکال مقاومت مضاعف ، هر مقاومت شنت دو برابر مقاومت مشخصه خط انتقال است.
مزایای تطبیق ترمینال موازی ساده و آسان است ، اما مضرات بارز این است که مصرف برق DC را به همراه خواهد داشت: میزان مصرف انرژی DC از حالت مقاومت منفرد از نزدیک با نسبت وظیفه سیگنال ارتباط دارد.حالت مقاومت دوگانه بدون توجه به اینکه سیگنال از سطح بالایی یا پایین باشد ، مصرف برق DC دارد ، اما جریان آن نصف کمتر از حالت مقاومت منفرد است.
کاربرد رایج: سیگنال سرعت بالا به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
(1) درایوهای DDR ، DDR2 و SSTL دیگر.مقاومت منفرد ، به موازات VTT (عموماً نیمی از IOVDD).مقاومت تطبیق موازی سیگنال داده DDR2 در تراشه تعبیه شده است.
(2) رابط های سریال با سرعت بالا مانند TMDS.به شکل مقاومت منفرد ، گیرنده به طور موازی با IOVDD با امپدانس یک طرفه 50 اهم (100 اهم بین جفت های دیفرانسیل) متصل می شود.