От PCB World, 19 март, 2021 г.

Когато правим дизайн на PCB, често срещаме различни проблеми, като съвпадение на импеданс, правила на EMI и др. Тази статия е съставила някои въпроси и отговори, свързани с високоскоростни PCB за всички, и се надявам да бъде полезна за всички.

1. Как да разгледаме съвпадението на импеданса при проектиране на високоскоростни схеми за дизайн на PCB?
При проектиране на високоскоростни PCB вериги, съвпадението на импеданса е един от елементите на дизайна. Стойността на импеданса има абсолютна връзка с метода на окабеляване, като ходене по повърхностния слой (микропротива) или вътрешен слой (лента/двойна лента), разстояние от референтния слой (захранващ слой или заземен слой), ширина на окабеляване, материал за PCB и др. И двата ще повлияят на характеристичната импеданс стойността на следата.

Тоест, стойността на импеданса може да бъде определена само след окабеляване. Като цяло симулационният софтуер не може да отчита някои прекъснати условия на окабеляване поради ограничаването на модела на веригата или използвания математически алгоритъм. По това време само някои терминатори (прекратяване), като например серийно съпротивление, могат да бъдат запазени на схематичната диаграма. Облекчава ефекта на прекъсване в импеданса на следите. Истинското решение на проблема е да се опитате да избегнете прекъсвания на импеданса при окабеляване.

2. Когато има множество цифрови/аналогови функционални блокове в PCB платка, конвенционалният метод е да се отдели цифровата/аналоговата основа. Каква е причината?
Причината за разделяне на цифровата/аналоговата земя е, че цифровата верига ще генерира шум в мощността и земята при превключване между високи и ниски потенциали. Величината на шума е свързана със скоростта на сигнала и величината на тока.

Ако наземната равнина не е разделена и шумът, генериран от веригата на цифровата площ, е голям и веригите на аналоговата площ са много близки, дори ако сигналите за цифрово-аналози не се пресичат, аналоговият сигнал все още ще бъде намесен от шума на земята. Тоест, не-разделителният метод за цифрово-аналози може да се използва само когато зоната на аналоговата верига е далеч от зоната на цифровата верига, която генерира голям шум.

3. Във високоскоростен дизайн на PCB, кои аспекти трябва да разглеждат правилата на EMC и EMI?
Като цяло дизайнът на EMI/EMC трябва да разглежда както излъчени, така и проведени аспекти едновременно. Първият принадлежи към частта с по -висока честота (> 30MHz), а втората е частта от по -ниската честота (<30MHz). Така че не можете просто да обърнете внимание на високата честота и да игнорирате частта с ниска честота.

Добрият дизайн на EMI/EMC трябва да вземе предвид местоположението на устройството, подреждането на стека на печатни платки, важен метод на връзка, избор на устройства и т.н. В началото на оформлението. Ако няма по -добро уговорка предварително, тя ще бъде решена след това. Той ще получи два пъти резултата с половината от усилията и ще увеличи разходите.

Например, местоположението на генератора на часовника не трябва да бъде възможно най -близо до външния конектор. Високоскоростните сигнали трябва да отидат до вътрешния слой колкото е възможно повече. Обърнете внимание на характерното съвпадение на импеданса и непрекъснатостта на референтния слой, за да намалите отраженията. Скоростта на убиване на сигнала, изтласкана от устройството, трябва да бъде възможно най -малък, за да се намали височината. Честотните компоненти, когато избират кондензатори за отделяне/байпас, обърнете внимание дали нейната честотна характеристика отговаря на изискванията за намаляване на шума в равнината на захранването.

В допълнение, обърнете внимание на пътя на връщане на високочестотния ток на сигнала, за да направите зоната на цикъла възможно най-малка (тоест импедансът на цикъла възможно най-малък), за да намалите радиацията. Земята също може да бъде разделена за контрол на обхвата на високочестотен шум. И накрая, правилно изберете земята на шасито между ПХБ и корпуса.

4. Когато правите PCB табла, за да се намали смущения, трябва ли заземният проводник да образува форма със затворена сума?
При правенето на платки за печатни платки, зоната на цикъла обикновено се намалява, за да се намали смущения. Когато полагате земната линия, тя не трябва да се полага в затворена форма, но е по -добре да я подредите във форма на клона и площта на земята трябва да се увеличава колкото е възможно повече.

5. Как да регулирате топологията на маршрута за подобряване на целостта на сигнала?
Този вид посока на мрежовия сигнал е по -сложен, тъй като за еднопосочни, двупосочни сигнали и сигнали от различни нива, топологичните влияния са различни и е трудно да се каже коя топология е полезна за качеството на сигнала. И когато правите преди симулация, която топология да се използва е много взискателна за инженерите, изискваща разбиране на принципите на веригата, типове сигнали и дори затруднения с окабеляването.

6. Как да се справим с оформлението и окабеляването, за да се гарантира стабилността на сигналите над 100M?
Ключът към високоскоростното цифрово окабеляване е да се намали въздействието на предавателните линии върху качеството на сигнала. Следователно, оформлението на високоскоростни сигнали над 100M изисква следите на сигнала да бъдат възможно най-къси. В цифровите схеми високоскоростните сигнали се определят от времето за забавяне на повишаването на сигнала.

Освен това, различните видове сигнали (като TTL, GTL, LVTTL) имат различни методи за осигуряване на качеството на сигнала.