يصف المنشور طريقة لمزاوجة التوصيلات الكهربائية عند تتبع الأزواج التفاضلية على لوحات الدوائر المطبوعة. تعتمد هذه الطريقة على تقنية إنشاء وتطبيق أنماط لتوصيل الموصلات المطبوعة لزوج تفاضلي بجهات الاتصال التي يتم تتبعها للمكونات الإلكترونية مع تقليل طول المقاطع غير المرتبطة.
مقدمة
تستخدم الأزواج التفاضلية على نطاق واسع لنقل الإشارات عالية التردد والضوضاء المحمية في الأجهزة الإلكترونية المنفذة على تصميم لوحات الدوائر المطبوعة. يتم إرسال كل إشارة من هذه الإشارات بواسطة زوج من الإشارات المتكافئة للأقطاب المعاكسة (
Signal + / Signal- ) ، ويستجيب المستقبِل حصريًا للفرق بين قيمها. في هذه الحالة ، تضاف الضوضاء الخارجية المؤثرة على خطوط النقل (الموصلات المطبوعة) للزوج إلى الإشارات المقلوبة بالنسبة لبعضها البعض دون تغيير اختلافها ، وبالتالي ، لا تظهر في الإشارة الناتجة على جانب المستقبل.
أدت الحاجة إلى تتبع الأزواج التفاضلية في الأوضاع التلقائية أو التفاعلية إلى تنفيذ أدوات CAD REA الحديثة لوضع التوصيلات الكهربائية (الموصلات المطبوعة) بين أزواج معينة من المخرجات - مصادر ومستقبلات الإشارات ، مع مراعاة القواعد المحددة لطوبولوجيا ومعلمات هذه التوصيلات. قائمة قواعد تتبع المركبات في الأزواج التفاضلية واسعة ومتنوعة للغاية ، أهمها مدرجة أدناه.
مع الأخذ في الاعتبار القواعد والقيود المحددة ، تقوم وسائل تتبع الأزواج التفاضلية بوضع الموصلات بأقصى قدر ممكن من الاقتران وتوفر فرقًا في أطوال لا تتجاوز قواعد التصميم المحددة.
إذا لزم الأمر ، يُسمح بالانتقال من طبقة إلى طبقة مع إنشاء زوج التحولات المقابلة بين الطبقات.
إقران الاتصالات عند تتبع الزوج التفاضلي
تتجاوز أحجام منصات التلامس في مصادر ومستقبلات الإشارات ، وكذلك المسافات بينها ، القيمة المحددة للفجوة الاسمية بين الموصلات المزدوجة في أزواج تفاضلية إلى حد كبير.
تتمثل المهمة الأولى التي يجب حلها عند تتبع الزوج التفاضلي في إقران الموصلات ، أي وضع أقسامها من أطراف المكونات إلى نقطة الواجهة. يتم تحديد جودة نتائج الاقتران من خلال الفرق في أطوال الموصلات المشيدة وتماثلها. يتكون الاقتران المتماثل من زوج من الموصلات ، يكون أحدهما نسخة من الآخر ، تم الحصول عليه نتيجة لتطبيق عملية صورة المرآة عليها نسبة إلى محور تناظر جهات الاتصال.
يتكون الاقتران غير المتماثل من زوج من الموصلات بأطوال مختلفة وبه طبولوجيا مختلفة.
تعتمد الطريقة المقترحة لإقران المركبات عند تتبع الأزواج التفاضلية على استخدام أنماط الاقتران. يحتوي كل قالب على وصف معلّم لزوج من جهات الاتصال وموصلات التزاوج المنبثقة من جهات الاتصال هذه.
من المفترض أن أزواج جهات الاتصال يمكن تمثيلها بواسطة كائنات الأسلاك المطبوعة التالية:
- منصات دائرية - مستو أو من خلال وصلات من المكونات الإلكترونية ، وكذلك التحولات البينية
- وسادات الاتصال المستطيلة - الخيوط المسطحة للمكونات الإلكترونية
- شرائح الموصلات المطبوعة.
تعتبر طريقة إقران الموصلات على سبيل المثال من منصات التلامس المستديرة مع الحفاظ على نهج مشترك فيما يتعلق بالأشكال المحدبة المستطيلة وغيرها من وسادات التلامس.
يتم تشكيل كل نمط الاقتران على أساس النموذج الأصلي الذي يحتوي على أوصاف لزوج من الاتصالات وموصلات التزاوج. يتم تقديم جميع الأوصاف في القالب المصدر في نظام الإحداثيات المحلي والاتجاه الصفري. عند وضع كل مثيل من القالب على السبورة ، فإن عمليات النقل إلى موضع معين
Mv (X ، Y) ، والتناوب بزاوية معينة
Rot (θ) وعكس RflOX () و
RflOY () بالنسبة إلى المحاور
OX و
OY ، على التوالي ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
يتم تنفيذ وصف زوج جهات الاتصال في قالب الإقران الأولي باستخدام تقريب حدودي لشكل منصات التلامس بواسطة المضلعات المغلقة (بالنسبة للألواح الدائرية ، يتم استخدام المثمن العادي كما هو موضح في الشكل).
يتم تشكيل كل مثيل للقالب الأصلي من خلال مزيج من زوج من حواف المضلع تتقاطع مع إشارة التزاوج + وموصلات الإشارة. يمثل تعداد جميع المجموعات الصالحة للحواف مجموعة كاملة من أنماط واجهات الموصلات.
في العرض التقديمي التالي ، يتم تقديم قوالب المجموعة الفرعية الأساسية فقط ، والتي يشكل تطبيق التحويل منها
RflOX () و
RflOY () مجموعة كاملة من أنماط الاقتران.
أنماط الاقتران المتماثل
ميزة هامة لأنماط التزاوج المتماثل هي أن أقسام التزاوج من الموصلات هي نفس الطول. بعد ذلك ، يتم تقييم المعلمات التالية لكل نمط الاقتران:
- قيمة معلمة إعدادات القالب (λ) لضمان قواعد التصميم المحددة
- الحد الأقصى لطول الموصلات التزاوج (Lmax)
- الفرق في أطوال (مودولو) من الموصلات التزاوج (Δ)
يكون لنمطي الاقتران المتماثلين الموضحين أدناه الاستخدام المحدود في الحالات التي يتم فيها وضع أي عناصر أسلاك مطبوعة مباشرة أمام زوج من منصات الاتصال التي تتداخل مع إقران الموصلات مع تقليل طولها الإجمالي.
أنماط التزاوج غير المتماثلة
عند تتبع اللوحات ذات الكثافة العالية من لوحات الدوائر المطبوعة ، يكون استخدام الأنماط المتماثلة في العديد من المواقف أمرًا مستحيلًا دون انتهاك قواعد التصميم. لهذا السبب ، يتم توسيع العديد منها بواسطة أنماط غير متماثلة ، حيث يكون لموصلات التزاوج أطوال مختلفة. يتم عرض متغيرات الجانب الأيسر لأنماط الاقتران غير المتماثل أدناه ، ويتم الحصول على أنماط الجانب الأيمن نتيجة لتطبيق صورة
معكوسة على محور
OY للعملية ، على سبيل المثال:
A'B =
RflOY (AB ') .
تنطبق أنماط الواجهة العديدة المقدمة (بما في ذلك المشتقات التي تم الحصول عليها نتيجة تطبيق عمليات التحويل
RflOX () و
RflOY () على المجموعة الأساسية) على أي زوج من جهات الاتصال
المتعقبة .
في عملية تتبع زوج من جهات الاتصال التفاضلية لكل نقطة واجهة (يتم تحديدها بواسطة الموضع الحالي لمؤشر الماوس أو يتم حسابها تلقائيًا) ، يتم تنفيذ العمليات التالية:
فيما يلي رسوم توضيحية لاختيار أنماط الاقتران حسب المنطقة عند تتبع زوج من جهات الاتصال بدائرة تفاضلية.
شاهد الفيديو >>>بعض الأمثلة لتوجيه اتصالات الزوج التفاضلي باستخدام أنماط الاقتران.
استنتاجات موجزة
- يتطلب اقتران الموصلات عند تتبع الأزواج التفاضلية استخدام طرق خاصة لتقليل الطول الكلي للأقسام غير المرتبطة.
- يتم تنفيذ حل مشكلة الموصلات المزدوجة على " جانب " زوج من جهات الاتصال - مصادر الإشارة ، وعلى " جانب " جهات الاتصال - مستقبلات.
- إن استخدام قوالب إقران الموصلات ليست الطريقة الوحيدة لحل هذه المشكلة ، ومع ذلك ، فهي تتميز بالسرعة العالية (بسبب توطين المنطقة التي تم تحليلها في مساحة تركيب لوحة الدوائر المطبوعة) وتوفر خيارًا من أكثر خيارات اقتران الموصلات ملاءمة.
- يمكن توسيع تكوين أنماط الواجهة المستخدمة مع خيارات توفر ، إذا لزم الأمر ، تعويضًا عن الفرق الكلي للطول لاتصالات Signal + / Signal في الزوج التفاضلي بسبب الزيادة القسرية في طول زوج الزوج القصير.