1. Medicină generală
În proiectarea PCB-urilor, pentru a face designul plăcii de circuit de înaltă frecvență mai rezonabil, o performanță anti-interferență mai bună ar trebui luată în considerare din următoarele aspecte:
(1) Selecția rezonabilă a straturilor La rutarea plăcilor de circuite de înaltă frecvență în proiectarea PCB-urilor, planul interior din mijloc este utilizat ca strat de alimentare și de împământare, care poate juca un rol de ecranare, reducând eficient inductanța parazitară, scurtând lungimea liniilor de semnal și reducând interferențele încrucișate dintre semnale.
(2) Mod de rutare Modul de rutare trebuie să fie în conformitate cu rotirea la unghi de 45° sau rotirea în arc, ceea ce poate reduce emisia semnalului de înaltă frecvență și cuplarea reciprocă.
(3) Lungimea cablului. Cu cât lungimea cablului este mai scurtă, cu atât mai bine. Cu cât distanța paralelă dintre două fire este mai mică, cu atât mai bine.
(4) Numărul de găuri străpunse. Cu cât numărul de găuri străpunse este mai mic, cu atât mai bine.
(5) Direcția cablajului interstrat Direcția cablajului interstrat trebuie să fie verticală, adică stratul superior este orizontal, iar stratul inferior este vertical, pentru a reduce interferențele dintre semnale.
(6) Stratul de cupru îmbunțit prin împământare poate reduce interferențele dintre semnale.
(7) Includerea importantei procesări a liniei de semnal poate îmbunătăți semnificativ capacitatea anti-interferență a semnalului, desigur, poate fi inclusă și procesarea sursei de interferență, astfel încât aceasta să nu interfereze cu alte semnale.
(8) Cablurile de semnal nu direcționează semnalele în bucle. Direcționează semnalele în modul Daisy chain.
2. Prioritate cablare
Prioritate linie semnal cheie: semnal analogic mic, semnal de mare viteză, semnal de ceas și semnal de sincronizare și alte cablaje prioritare semnale cheie
Principiul densității pe primul loc: Începeți cablarea de la cele mai complexe conexiuni de pe placă. Începeți cablarea din zona cu cea mai densă cablare a plăcii.
Puncte de reținut:
A. Încercați să asigurați un strat special de cablare pentru semnalele cheie, cum ar fi semnalele de ceas, semnalele de înaltă frecvență și semnalele sensibile, și să asigurați o suprafață minimă a buclei. Dacă este necesar, trebuie adoptate cablaje prioritare manuale, ecranare și creșterea distanței de siguranță. Asigurați calitatea semnalului.
b. Mediul EMC dintre stratul de alimentare și sol este slab, așadar trebuie evitate semnalele sensibile la interferențe.
c. Rețeaua cu cerințe de control al impedanței trebuie cablată pe cât posibil în funcție de cerințele de lungime și lățime a liniei.
3, cablarea ceasului
Linia de ceas este unul dintre cei mai importanți factori care afectează compatibilitatea electromagnetică (EMC). Faceți mai puține găuri în linia de ceas, evitați pe cât posibil să mergeți alături de alte linii de semnal și stați departe de liniile de semnal generale pentru a evita interferențele cu liniile de semnal. În același timp, sursa de alimentare de pe placă trebuie evitată pentru a preveni interferențele dintre sursa de alimentare și ceas.
Dacă există un cip special de ceas pe placă, acesta nu poate fi plasat sub linie, ci trebuie plasat sub cupru, iar dacă este necesar, se poate plasa și un cip special pe placa de bază. Pentru multe oscilatoare cu cristal de referință pentru cipuri, aceste oscilatoare cu cristal nu ar trebui să fie plasate sub linie, pentru a se plasa izolația cuprului.
4. Linie în unghi drept
Cablarea în unghi drept este în general necesară pentru a evita situația din cablajul PCB și a devenit aproape unul dintre standardele pentru măsurarea calității cablajului, așadar, ce impact va avea cablarea în unghi drept asupra transmisiei semnalului? În principiu, rutarea în unghi drept va determina modificarea lățimii liniei de transmisie, rezultând o discontinuitate a impedanței. De fapt, nu numai rutarea în unghi drept, ci și rutarea în unghi ascuțit pot provoca modificări ale impedanței.
Influența rutării în unghi drept asupra semnalului se reflectă în principal în trei aspecte:
În primul rând, colțul poate fi echivalent cu sarcina capacitivă de pe linia de transmisie, încetinind timpul de creștere;
În al doilea rând, discontinuitatea impedanței va provoca reflexia semnalului;
În al treilea rând, EMI produsă de vârful în unghi drept.
5. Unghi ascuțit
(1) Pentru curent de înaltă frecvență, când punctul de cotitură al firului prezintă un unghi drept sau chiar un unghi ascuțit, în apropierea colțului, densitatea fluxului magnetic și intensitatea câmpului electric sunt relativ mari, va radia undă electromagnetică puternică, iar inductanța aici va fi relativ mare, inductivul va fi mai mare decât unghiul obtuz sau unghiul rotunjit.
(2) Pentru cablarea magistralei circuitului digital, colțul cablajului este obtuz sau rotunjit, iar suprafața cablajului este relativ mică. În aceleași condiții de spațiere a liniilor, spațierea totală a liniilor ocupă o lățime de 0,3 ori mai mică decât rotunjirea în unghi drept.
6. Rutare diferențială
Cf. Cablare diferențială și adaptare a impedanței
Semnalul diferențial este utilizat din ce în ce mai mult în proiectarea circuitelor de mare viteză, deoarece cele mai importante semnale din circuite utilizează întotdeauna o structură diferențială. Definiție: În limbaj simplu, înseamnă că driverul trimite două semnale inversoare echivalente, iar receptorul determină dacă starea logică este „0” sau „1” comparând diferența dintre cele două tensiuni. Perechea care transportă semnalul diferențial se numește rutare diferențială.
Comparativ cu rutarea obișnuită a semnalului cu un singur capăt, semnalul diferențial are cele mai evidente avantaje în următoarele trei aspecte:
a. Capacitate anti-interferență puternică, deoarece cuplajul dintre cele două fire diferențiale este foarte bun, atunci când există interferențe de zgomot din exterior, acesta este aproape cuplat la cele două linii în același timp, iar receptorul se preocupă doar de diferența dintre cele două semnale, astfel încât zgomotul de mod comun din exterior poate fi complet anulat.
b. poate inhiba eficient EMI. În mod similar, deoarece polaritatea a două semnale este opusă, câmpurile electromagnetice radiate de acestea se pot anula reciproc. Cu cât cuplajul este mai strâns, cu atât mai puțină energie electromagnetică este eliberată către lumea exterioară.
c. Poziționare precisă a temporizării. Deoarece schimbările de comutare ale semnalelor diferențiale sunt localizate la intersecția a două semnale, spre deosebire de semnalele obișnuite cu un singur capăt care se bazează pe tensiuni de prag înalte și joase, impactul tehnologiei și al temperaturii este mic, ceea ce poate reduce erorile de temporizare și este mai potrivit pentru circuitele cu semnale de amplitudine mică. LVDS (semnalizare diferențială de joasă tensiune), care este populară în prezent, se referă la această tehnologie de semnalizare diferențială de amplitudine mică.
Pentru inginerii PCB, cel mai important lucru este să se asigure că avantajele rutării diferențiale pot fi utilizate pe deplin în rutarea propriu-zisă. Poate că, atâta timp cât oamenii de la Layout vor înțelege cerințele generale ale rutării diferențiale, adică „lungime egală, distanță egală”.
Lungimea egală are rolul de a asigura că cele două semnale diferențiale mențin polaritatea opusă în permanență și de a reduce componenta de mod comun. Echidistanța are ca scop principal asigurarea unei impedanțe diferențiale consistente și reducerea reflexiei. „Cât mai aproape posibil” este uneori o cerință pentru rutarea diferențială.
7. Linie de șarpe
Linia serpentinală este un tip de layout adesea utilizat în configurații. Scopul său principal este de a ajusta întârzierea și de a îndeplini cerințele de proiectare a temporizării sistemului. Primul lucru pe care proiectanții trebuie să îl realizeze este că firele serpentine pot distruge calitatea semnalului și pot modifica întârzierea transmisiei și ar trebui evitate la cablare. Cu toate acestea, în proiectarea actuală, pentru a asigura un timp de menținere suficient al semnalelor sau pentru a reduce decalajul de timp dintre același grup de semnale, este adesea necesară înfășurarea deliberată.
Puncte de reținut:
Perechile de linii de semnal diferențial, în general linii paralele, cât mai puțin posibil prin gaură, trebuie perforate, ar trebui să fie două linii împreună, pentru a realiza adaptarea impedanței.
Un grup de magistrale cu aceleași atribute ar trebui rutate una lângă alta cât mai departe posibil pentru a obține lungimi egale. Orificiul care pornește de la patch pad este cât mai departe de pad posibil.
Data publicării: 05 iulie 2023
