PCB dünyasından, 19 mart 2021-ci il
PCB dizaynını edərkən, biz tez-tez empedans uyğunluğu, EMI qaydaları və s. kimi müxtəlif problemlərlə qarşılaşırıq. Bu məqalə hər kəs üçün yüksək sürətli PCB-lərlə bağlı bəzi sual və cavabları tərtib edib və ümid edirəm ki, hər kəs üçün faydalı olacaq.
1. Yüksək sürətli PCB dizayn sxemlərini tərtib edərkən empedans uyğunluğunu necə nəzərə almaq lazımdır?
Yüksək sürətli PCB sxemlərini tərtib edərkən, empedans uyğunluğu dizayn elementlərindən biridir.Empedans dəyəri məftil üsulu ilə mütləq əlaqəyə malikdir, məsələn, səth qatında (mikrozolaq) və ya daxili təbəqədə (zolaqlı/cüt zolaqlı xətt), istinad təbəqəsindən məsafə (güc təbəqəsi və ya yer təbəqəsi), naqil eni, PCB materialı və s. Hər ikisi izin xarakterik empedans dəyərinə təsir edəcək.
Yəni, empedans dəyəri yalnız naqillərdən sonra müəyyən edilə bilər.Ümumiyyətlə, simulyasiya proqramı dövrə modelinin və ya istifadə olunan riyazi alqoritmin məhdudlaşdırılması səbəbindən bəzi fasiləsiz naqillər şərtlərini nəzərə ala bilmir.Bu zaman, yalnız bəzi terminatorlar (xitam vermə), məsələn, ardıcıl müqavimət, sxematik diaqramda qorunur.İz empedansında fasiləsizliyin təsirini yüngülləşdirin.Problemin əsl həlli naqil çəkərkən empedans kəsilmələrinin qarşısını almağa çalışmaqdır.
2. PCB lövhəsində çoxlu rəqəmsal/analoq funksiya blokları olduqda, ənənəvi üsul rəqəmsal/analoq yerin ayrılmasıdır.Səbəb nədir?
Rəqəmsal/analoq zəmin ayrılmasının səbəbi, yüksək və aşağı potensiallar arasında keçid zamanı rəqəmsal dövrənin gücdə və yerdə səs-küy yaradacağıdır.Səs-küyün böyüklüyü siqnalın sürəti və cərəyanın böyüklüyü ilə bağlıdır.
Torpaq müstəvisi bölünməzsə və rəqəmsal sahə dövrəsinin yaratdığı səs-küy böyükdürsə və analoq sahə sxemləri çox yaxındırsa, rəqəmsal-analoq siqnallar kəsişməsə belə, analoq siqnal yenə də yer tərəfindən müdaxilə edəcək. səs-küy.Yəni, bölünməmiş rəqəmsal-analoq metodu yalnız analoq dövrə sahəsi böyük səs-küy yaradan rəqəmsal dövrə sahəsindən uzaq olduqda istifadə edilə bilər.
3. Yüksək sürətli PCB dizaynında dizayner EMC və EMI qaydalarını hansı aspektləri nəzərə almalıdır?
Ümumiyyətlə, EMI/EMC dizaynı eyni zamanda həm radiasiya, həm də həyata keçirilən aspektləri nəzərə almalıdır.Birincisi daha yüksək tezlikli hissəyə (>30MHz), ikincisi isə aşağı tezlikli hissəyə (<30MHz) aiddir.Beləliklə, yalnız yüksək tezliklərə diqqət yetirmək və aşağı tezlikli hissəyə məhəl qoymamaq olmaz.
Yaxşı EMI/EMC dizaynı tərtibatın əvvəlində cihazın yerini, PCB yığınının təşkilini, mühüm əlaqə metodunu, cihaz seçimini və s. nəzərə almalıdır.Əgər əvvəlcədən daha yaxşı tənzimləmə yoxdursa, sonradan həll olunacaq.Yarım səylə iki dəfə nəticə əldə edəcək və dəyəri artıracaq.
Məsələn, saat generatorunun yeri mümkün qədər xarici konnektora yaxın olmamalıdır.Yüksək sürətli siqnallar mümkün qədər daxili təbəqəyə getməlidir.Yansımaları azaltmaq üçün xarakterik empedans uyğunluğuna və istinad təbəqəsinin davamlılığına diqqət yetirin.Hündürlüyü azaltmaq üçün cihazın itələdiyi siqnalın dönüş sürəti mümkün qədər kiçik olmalıdır.Tezlik komponentləri, decoupling/bypass kondensatorlarını seçərkən, onun tezlik reaksiyasının güc müstəvisində səs-küyü azaltmaq üçün tələblərə cavab verib-verməməsinə diqqət yetirin.
Bundan əlavə, radiasiyanı azaltmaq üçün döngə sahəsini mümkün qədər kiçik etmək (yəni, döngə empedansını mümkün qədər kiçik etmək) üçün yüksək tezlikli siqnal cərəyanının geri qayıtma yoluna diqqət yetirin.Yüksək tezlikli səs-küyün diapazonunu idarə etmək üçün yer də bölünə bilər.Nəhayət, PCB və korpus arasında şassi zəmini düzgün seçin.
4. PCB lövhələri hazırlayarkən, müdaxiləni azaltmaq üçün torpaq naqili qapalı bir forma təşkil etməlidir?
PCB lövhələri hazırlayarkən, müdaxiləni azaltmaq üçün döngə sahəsi ümumiyyətlə azaldılır.Torpaq xəttini çəkərkən, qapalı formada qoyulmamalıdır, lakin onu budaq şəklində təşkil etmək daha yaxşıdır və yerin sahəsi mümkün qədər artırılmalıdır.
5. Siqnalın bütövlüyünü yaxşılaşdırmaq üçün marşrutlaşdırma topologiyasını necə tənzimləmək olar?
Şəbəkə siqnalının bu cür istiqaməti daha mürəkkəbdir, çünki biristiqamətli, ikiistiqamətli siqnallar və müxtəlif səviyyəli siqnallar üçün topologiyanın təsirləri müxtəlifdir və hansı topologiyanın siqnal keyfiyyətinə faydalı olduğunu söyləmək çətindir.Əvvəlcədən simulyasiya edərkən, hansı topologiyadan istifadə etmək mühəndislər üçün çox tələbkardır, dövrə prinsiplərini, siqnal növlərini və hətta naqil çəkmə çətinliyini başa düşməyi tələb edir.
6. 100M-dən yuxarı siqnalların sabitliyini təmin etmək üçün sxem və naqillərlə necə məşğul olmaq olar?
Yüksək sürətli rəqəmsal siqnal naqillərinin açarı ötürmə xətlərinin siqnal keyfiyyətinə təsirini azaltmaqdır.Buna görə də, 100M-dən yuxarı yüksək sürətli siqnalların tərtibatı siqnal izlərinin mümkün qədər qısa olmasını tələb edir.Rəqəmsal sxemlərdə yüksək sürətli siqnallar siqnalın yüksəlməsinin gecikmə vaxtı ilə müəyyən edilir.
Bundan əlavə, müxtəlif növ siqnallar (TTL, GTL, LVTTL kimi) siqnal keyfiyyətini təmin etmək üçün müxtəlif üsullara malikdir.