Conosci le tracce equalizzate in lunghezza?

Conosci le geometrie qui sotto? Sai dove vengono utilizzate?

Tracce singole equalizzate in lunghezza
Tracce differenziali equalizzate in lunghezza

Questo post tratta un argomento avanzato però non interrompere la lettura anche se stai iniziando ad approfondire il mondo dei circuiti stampati perchè così ti orienterai quando troverai una geometria simile su un circuito stampato.

Questo tipo di geometria, chiamata anche wave (onda), è utilizzata nei circuiti ad alta frequenza dove è richiesto che due o più tracce abbiano una lunghezza praticamente uguale. L’operazione di equalizzazione viene anche chiamata length matching. Tanto più è alta la frequenza dei segnali, tanto più stringente è la massima differenza di lunghezza tra i segnali (in genere la tolleranza consentita è di 10 mils o 0.254mm).

Più nel dettaglio, puoi trovare questo tipo di geometria:

➡ Nei circuiti dove sono presenti memorie DDR: in questo caso sono presenti dei bus di 8 bit e le lunghezze dei segnali nel bus di dati devono essere uguali (considerando una tolleranza di 10mils). A che cosa serve rendere uguale la lunghezza di questi segnali? Serve a far arrivare i segnali a destinazione nello stesso istante. Dato che le velocità di trasferimento  dei dati aumentano, si riduce la differenza massima  tollerabile nei tempi di arrivo dei segnali.

In questo tipo di memorie si trovano anche due coppie differenziali per il controllo della memoria (una coppia è costituita da due segnali che devono essere equalizzati in lunghezza). In questo caso l’operazione di equalizzazione della lunghezza ha anche un altro significato: eliminare i disturbi di modo comune. Ad esempio i disturbi presenti nella linea di massa sono disturbi di modo comune.

➡ Nei segnali HDMI e nei segnali Ethernet. In questo caso sono presenti due coppie differenziali e le lunghezze dei segnali che costituiscono una coppia devono essere simili

I software commerciali a pagamento hanno degli strumenti che facilitano lo sbroglio di questo tipo di segnali andando a specificare delle regole sulla differenza di lunghezza consentita.

Non è nello scopo di questo post mostrarti come equalizzare le lunghezze di due o più tracce, però voglio farti notare un aspetto importante.

Immagina che i segnali 1 e 2 rappresentati nella figura appena sopra, passino da un layer (TOP) a un layer intermedio (ad esempio layer 3) e poi ritornano nel layer TOP. Non conta soltanto che la differenza di lunghezza complessiva delle tracce rientri nelle specifiche. E’ importante che in ogni layer la differenza di lunghezza rientri nelle specifiche (quindi è importante che A1=A2, B1=B2, C1=C2) L’obbiettivo è di far arrivare i fronti dei segnali in un punto del circuito stampato nello stesso istante.

 

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