כמה זמן המעקב על PCB להיות קו השידור?
May 22, 2021
ההגדרה של קו שידור היא קו אות עם החזרת אות (המורכב משני חוטים באורך מסוים, אחד הוא נתיב התפשטות האות, והשני הוא נתיב החזרת האות). קו השידור הנפוץ ביותר הוא המעקב על לוח PCB שלנו. מהם קווי ההולכה? כפי שמוצג באיור שלהלן, כבל זוג מפותל, כבל קואקסיאלי וכן הלאה.
אז כמה זמן המעקב על PCB להיות קו השידור?
זה קשור למהירות ההתפשטות של האות. מהירות האות בחוט הנחושת בגיליון FR4 היא 6in/ns. במילים פשוטות, כל עוד זמן הנסיעה הלוך ושוב של האות על המעקב גדול יותר מזמן העלייה של האות, המעקב על PCB צריך להיות מעובד כקו שידור.
בואו נראה מה קורה כאשר האות מתפשט על פני עקבות ארוכים. נניח שיש מעקב PCB בגודל 60 אינץ', כפי שמוצג באיור, נתיב ההחזרה הוא מישור הקרקע של השכבה הפנימית של ה- PCB ליד קו האות, וקו האות ומישור הקרקע פתוחים בקצה הרחוק.
האות מתפשט קדימה על עקבות אלה, וזה לוקח 10ns לשדר עד סוף המעקב, ועוד 10ns לחזור למקור, כך הזמן הכולל הלוך ושוב הוא 20ns. אם נתיב הלוך ושוב של האות לעיל נחשב לולאה נוכחית רגילה, לא אמור להיות זרם בנתיב החזרה, מכיוון שהוא פתוח בקצה הרחוק. אבל המצב בפועל הוא לא המקרה, יש זרם לתקופה הראשונה של זמן לאחר נתיב החזרה הוא על האות.
הוסף אות עם זמן עלייה של 1 ns למעקב זה. ב 1 ns הראשון, האות נסע רק 6 סנטימטרים על הקו. אני לא יודע אם הקצה הרחוק פתוח או קצר. אז כמה גדולה העכבה מורגשת על ידי האות? לקבוע? אם נתיב הנסיעה הלוך ושוב של האות נחשב לולאת זרם רגילה, יהיו סתירות, ולכן יש לטפל בו כקו תמסורת.
למעשה, יש קיבוליות טפילית בין קו האות למישור הקרקעי החוזר, כפי שמוצג באיור שלהלן. כאשר האות מתפשט קדימה, המתח בנקודה A אינו משתנה ברציפות. עבור הקיבול הטפילי, המתח המשתנה פירושו שנוצר זרם, והכיוון מוצג על ידי הקו המקווקו באיור. לכן, המכשול המורגש על ידי האות הוא המכשול המוצג על ידי הקיבול, ואת הקיבול הטפילי מהווה את הנתיב של חזרה נוכחית. האות ירגיש עכבה בכל נקודה שדרכה הוא מתפשט קדימה. עכבה זו נוצרת על ידי יישום של מתח משתנה לקיבול הטפילי, אשר נקרא בדרך כלל את העכבה החולפת של קו ההולכה.
כאשר האות מגיע לקצה הרחוק והמתח בקצה הרחוק עולה למתח הסופי של האות, המתח כבר לא משתנה. למרות הקיבול הטפילי עדיין קיים, אין שינוי מתח, ואת הקיבול שווה למעגל פתוח, אשר תואם את מצב DC.
לכן, הביצועים לטווח קצר של נתיב אות זה שונים מהביצועים לטווח ארוך. במשך תקופה קצרה של זמן, הביצועים הם קו השידור. גם אם הקצה המרוחק של קו ההולכה פתוח, במהלך תקופת המעבר של האות, הביצועים של החלק הקדמי של קו ההולכה יהיו כמו נגד עם התנגדות מוגבלת.