موضوع مقاله: میان‌راه پرچینی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # میان‌راه پرچینی | مقدمه: یک خط ریزنواری که توسط میان‌راه پرچینی روی برد مدار چاپی محافظت می‌شود میان‌راه پرچینی که به آن میان‌راه نرده‌ای نیز می‌گویند، ساختاری است که در فناوری‌های مدار الکترونیکی مسطح برای بهبود جداسازی بین اجزایی که در غیر این صورت توسط میدان‌های الکترومغناطیسی تزویج می‌شوند، استفاده می‌شود. | ## بخش 1: میان‌راه پرچینی | این شامل یک ردیف سوراخ‌های میان‌راه است که اگر به اندازه کافی به هم نزدیک شوند، مانعی برای انتشار امواج الکترومغناطیسی مدهای تختالی در زیرلایه ایجاد می‌کنند. به‌علاوه اگر قرار است تابش موجود در هوای بالای بورد نیز سرکوب شود، یک پد نواری با میان‌راه پرچینی اجازه می‌دهد تا قوطی حفاظ‌گذاری به‌صورت الکتریکی به سمت بالا ضمیمه شود، اما از نظر الکتریکی طوری رفتار کند که گویی از طریق پی‌سی‌بی نیز پیوسته است. علم‌الکترونیک نوین دارای قطعات و زیرواحدهایی در چگالی بالا برای دستیابی به اندازه کوچک است. اگر اینها به درستی از یکدیگر شیلد نشوند، مشکلات زیادی از جمله پاسخ فرکانسی، کارایی نویزی ضعیف و اعوجاج ایجاد می‌شود. میان‌راه پرچینی برای شیلد از خطوط انتقال ریزنواری و خط‌نواری، لبه‌های محافظ بردهای مدار چاپی، شیلد از واحدهای مدار تابعی از یکدیگر و برای تشکیل دیواره‌های موجبرهای یکپارچه در قالب مسطح استفاده می‌شوند. میان‌راه‌های پرچینی ارزان و آسان برای اجرا هستند، اما از فضای بالای بورد استفاده می‌کنند و به اندازه دیوارهای فلزی جامد مؤثر نیستند. هدف فناوری‌های مسطح در فرکانس‌های ریزموج استفاده می‌شوند و از مسیرهای مدار چاپی به عنوان خطوط انتقال استفاده می‌کنند. علاوه بر میان‌اتصالات، از این خطوط می‌توان برای تشکیل اجزای واحدهای عملکردی مانند فیلترها و تزویج‌گرها استفاده کرد. خطوط مسطح هنگامی که در مجاورت یکدیگر هستند به راحتی به یکدیگر تزویج می‌شوند، این اثر به نام تزویج پارازیتی است. تزویج به دلیل میدان‌های حاشیه‌ای است که از لبه‌های خط پخش می‌شوند و خطوط یا اجزای مجاور را قطع می‌کنند. این، و تلاش برای کاهش هزینه‌ها، منجر به درجه بالایی از یکپارچه‌سازی و واحدهای مداری در مجاورت کمتر از حد مطلوب می‌شود. میان‌راه‌های پرچینی یکی از روش‌هایی هستند که می‌توان از آن برای کاهش تزویج مزاحم بین این واحدها استفاده کرد.Bahl, pages 290-291 از جمله مشکلات متعددی که می‌تواند توسط تزویج مزاحم ایجاد شود، کاهش پهنای‌باند، کاهش همواری باندعبور، کاهش توان خروجی تقویت‌کننده، افزایش بازتاب، بدتر شدن عدد نویز، ایجاد ناپایداری تقویت‌کننده و ایجاد مسیرهای بازخورد نامطلوب است.Bahl, page 291 در خط‌نواری، از طریق میان‌راه‌های پرچینی که به موازات خط در دو طرف قرار دارند، صفحات زمین را به هم متصل می‌کنند، بنابراین از انتشار مُدهای صفحه‌موازی جلوگیری می‌کنند.Harper, page 3.21 یک آرایش مشابه برای سرکوب مُدهای ناخواسته در موجبر هم‌صفحه پشت‌فلزی استفاده می‌شود. نمودار یک ریزنوار از میان‌راه پرچینی میان‌راه پرچینی شامل یک ردیف حفره‌های میان‌راه است، یعنی سوراخ‌هایی که از زیرلایه عبورمی‌کنند و از داخل فلزی می‌شوند تا به پدهایی در بالا و پایین زیرلایه متصل شوند. | ## بخش 2: میان‌راه پرچینی | در شکل خط‌نواری، هر دو قسمت بالا و پایین ورق دی‌الکتریک با یک صفحه زمین فلزی پوشانده شده‌اند، بنابراین هر سوراخ به‌طور خودکار در هر دو انتها به زمین متصل می‌شود. در شکل‌های دیگر مسطح مانند ریزنواری یک صفحه زمین فقط در پایین زیرلایه وجود دارد. در این فرمت‌ها معمول است که پدهای بالای میان‌راه پرچینی را با یک مسیر فلزی وصل می‌کنند (شکل ۲ را ببینید). همان‌طور که می‌توان به صورت نواری انجام داد، این هنوز به‌طور کامل زمین را حصار نمی‌کند. در خط‌نواری، میدان فقط می‌تواند بین سطوح زمین منتشر شود، اما در ریزنواری می‌تواند از بالای میان‌راه پرچینی نشت کند. قالب‌ریزی که دیواره‌های فلزی را برای قرار دادن روی ریزنواری میان‌راه‌های پرچینی فراهم می‌کند با قرار دادن یک دیوار فلزی در بالای میان‌راه پرچینی می‌توان ایزولِش را بیشتر بهبود بخشید. سوراخ‌های بزرگ در میان‌راه‌های پرچینی که در شکل‌های ۱ و ۵ دیده می‌شوند، سوراخ‌های پیچ برای بستن این دیوارها در جای خود هستند. مدار معادل حفره میان‌راه در طراحی پرچین باید اندازه و فاصله میان‌راه‌ها در نظر گرفته شود. در حالت ایدئال، میان‌راه باید به عنوان اتصال کوتاه عمل کند، اما آنها ایدئال نیستند و یک مدار معادل میان‌راه می‌تواند به عنوان یک القاوری شنت مدل شود. تشدیدها باید در نظر گرفته شوند، به ویژه تشدید موازی C و L2 به امواج الکترومغناطیسی اجازه عبور در فرکانس تشدید را می‌دهد. فاصله پرچین‌ها باید در مقایسه با طول‌موج (λ) در دی‌الکتریک زیرلایه کوچک باشد تا پرچین در برابر امواج برخوردی توپُر به نظر برسد. میان‌راه‌های پرچینی که لبه مدار چاپی را حافظ‌گذاری می‌کنند میان‌راه‌های پرچینی عمدتاً در فرکانس‌های آراف و ریزموج در هر جایی که فرمت‌های مسطح اعمال می‌شوند استفاده می‌شوند. آنها در فناوری‌های مدار چاپی مانند ریزنواری، فناوری‌های سرامیکی مانند سرامیک هم‌پخت، مدارهای مجتمع ریزموج یکپارچه و فناوری سامانه در یک بسته استفاده می‌شوند.Bahl, pages 290, 291 آنها به ویژه در جداسازی واحدهای مدار که در فرکانس‌های مختلف کار می‌کنند اهمیت دارند. | ## بخش 3: میان‌راه پرچینی | همچنین میان‌راه کوک‌زنی نامیده می‌شود، از میان‌راه‌های پرچینی می‌توان در اطراف لبه یک برد مدار چاپی استفاده کرد، یک مثال در شکل ۵ مشاهده می‌شود. این ممکن است برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی با تجهیزات دیگر، یا حتی برای جلوگیری از ورود مجدد تابش از جاهای دیگر در همان مدار انجام شود.Archambeault, pages 215-216 میان‌راه‌های پرچینی نیز در موجبر پایَک‌دیواری که به عنوان موجبر برگ‌لایه (ال‌دبلیوجی) نیز شناخته می‌شود، استفاده می‌شود.Pao & Aguirre, page 585 در ال‌دبلیوجی، دو میان‌راه پرچینی موازی، دیواره‌های یک موجبر را تشکیل می‌دهند. بین آنها و سطوح زمینی بالایی و پایینی زیرلایه، یک فضای عایق الکترومغناطیسی قرار دارد. هیچ رسانای الکتریکی در این فضا وجود ندارد، اما امواج الکترومغناطیسی می‌توانند در مواد دی‌الکتریک محصور در زیرلایه وجود داشته باشند و جهت انتشار آنها توسط ال‌دبلیوجی هدایت می‌شود. این فناوری معمولاً در فرکانس‌های باند میلی‌متری استفاده می‌شود و در نتیجه ابعاد آن بسیار کوچک است. علاوه بر این، ایزوله‌سازی خوب مستلزم این است که میان‌راه‌ها از هم فاصله نزدیکی داشته باشند. به‌طور معمول، ایزولِش ۶۰ دی‌بی بین هادی‌ها مورد نیاز است، که ۳۰ دی‌بی در هر پرچین است. مشخصات پرچین باند دبلیو معمولی (۷۵ تا ۱۱۰ گیگاهرتز) که این نیاز را در ال‌دبلیوجی برآورده می‌کند با فاصله میان‌راه‌های بین مرکزها است. این می‌تواند برای ساخت چالش‌برانگیز باشد و تراکم بالاتری از میان‌راه‌ها گاهی با ساختن پرچین از دو ردیف پلکانی از میان‌راه به دست می‌آید.Pao & Aguirre, pages 586-589 مزایا و معایب میان‌راه‌های پرچینی ارزان و راحت هستند. هنگامی که در قالب‌های مسطح استفاده می‌شوند، برای ساخت نیازی به فرآیندهای اضافی ندارند. به عنوان مثال، در مدار چاپی، آنها در همان فرآیندی ساخته می‌شوند که الگوهای مسیر را ایجاد می‌کنند. با این حال، میان‌راه‌های پرچینی قادر به رسیدن به ایزولِش قابل‌دستیابی با دیوارهای فلزی یکسَر نیستند.Archambeault, page 216 میان‌راه‌های پرچینی، مقدار زیادی از سطح موجود با ارزش زیرلایه استفاده می‌شود و بنابراین اندازه کلی مجموعه افزایش می‌یابد. | ## جمع‌بندی | میان‌راه‌های پرچینی خیلی نزدیک به خط محافظ می‌تواند ایزولِش یا در غیر این صورت قابل‌یت‌دستیابی را کاهش دهد.