Ze světa PCB, 19. března 2021

Při návrhu PCB se často setkáváme s různými problémy, jako je impedanční přizpůsobení, pravidla EMI atd. Tento článek sestavil některé otázky a odpovědi týkající se vysokorychlostních PCB pro každého a doufám, že bude pro každého užitečný.

1.Jak zvážit impedanční přizpůsobení při navrhování schémat návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů?
Při návrhu vysokorychlostních obvodů PCB je impedanční přizpůsobení jedním z konstrukčních prvků.Hodnota impedance má absolutní vztah ke způsobu zapojení, jako je chůze po povrchové vrstvě (mikropáska) nebo vnitřní vrstvě (páskové/dvojité páskové vedení), vzdálenost od referenční vrstvy (výkonová vrstva nebo zemní vrstva), šířka vedení, materiál PCB atd. Obojí ovlivní charakteristickou hodnotu impedance stopy.

To znamená, že hodnotu impedance lze určit až po zapojení.Simulační software obecně nemůže vzít v úvahu některé nespojité podmínky zapojení kvůli omezením modelu obvodu nebo použitému matematickému algoritmu.V tuto chvíli mohou být ve schématu vyhrazeny pouze některé terminátory (zakončení), například sériový odpor.Zmírněte vliv diskontinuity ve stopové impedanci.Skutečným řešením problému je pokusit se vyhnout nespojitosti impedance při zapojení.

2. Pokud je na desce PCB více digitálních/analogových funkčních bloků, konvenční metodou je oddělení digitální/analogové země.Jaký je důvod?
Důvod pro oddělení digitální/analogové země je ten, že digitální obvod bude generovat šum v napájení a zemi při přepínání mezi vysokým a nízkým potenciálem.Velikost šumu souvisí s rychlostí signálu a velikostí proudu.

Pokud zemní plocha není rozdělena a šum generovaný obvodem digitální oblasti je velký a obvody analogové oblasti jsou velmi blízko, i když se digitální signály nekříží, analogový signál bude stále rušen zemí. hluk.To znamená, že nerozdělenou digitálně-analogovou metodu lze použít pouze tehdy, když je oblast analogového obvodu daleko od oblasti digitálního obvodu, která generuje velký šum.

3. Které aspekty by měl při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů zvážit EMC a EMI pravidla?
Obecně musí návrh EMI/EMC brát v úvahu vyzařované i vedené aspekty současně.První patří do vyšší frekvenční části (>30MHz) a druhá je nižší frekvenční část (<30MHz).Nemůžete tedy věnovat pozornost pouze vysoké frekvenci a ignorovat nízkofrekvenční část.

Dobrý návrh EMI/EMC musí vzít v úvahu umístění zařízení, uspořádání desky plošných spojů, důležitý způsob připojení, výběr zařízení atd. na začátku uspořádání.Pokud nebude předem lepší domluva, bude se to řešit dodatečně.S polovičním úsilím dosáhne dvojnásobného výsledku a zvýší náklady.

Například umístění generátoru hodin by nemělo být co nejblíže externímu konektoru.Vysokorychlostní signály by měly jít co nejvíce do vnitřní vrstvy.Věnujte pozornost charakteristickému přizpůsobení impedance a spojitosti referenční vrstvy, abyste snížili odrazy.Rychlost přeběhu signálu tlačeného zařízením by měla být co nejmenší, aby se snížila výška.Frekvenční součástky při výběru oddělovacích/bypassových kondenzátorů věnujte pozornost tomu, zda jejich frekvenční charakteristika splňuje požadavky na snížení hluku na výkonové rovině.

Kromě toho věnujte pozornost zpětné cestě proudu vysokofrekvenčního signálu, aby byla plocha smyčky co nejmenší (tedy impedance smyčky co nejmenší), aby se omezilo vyzařování.Zem může být také rozdělena pro ovládání rozsahu vysokofrekvenčního hluku.Nakonec správně vyberte kostru šasi mezi DPS a pouzdrem.

4. Při výrobě desek plošných spojů, aby se snížilo rušení, by měl zemnící vodič tvořit uzavřený součet?
Při výrobě desek plošných spojů se oblast smyčky obecně zmenšuje, aby se snížilo rušení.Při pokládání zemního vedení by nemělo být položeno v uzavřené formě, ale je lepší jej uspořádat ve tvaru větve a plocha země by měla být co nejvíce zvětšena.

5. Jak upravit topologii směrování pro zlepšení integrity signálu?
Tento druh směrování síťového signálu je složitější, protože pro jednosměrné, obousměrné signály a signály různých úrovní jsou vlivy topologie různé a je těžké říci, která topologie je pro kvalitu signálu přínosem.A když provádíte předsimulaci, kterou topologii použít, je pro inženýry velmi náročné, protože vyžaduje pochopení principů obvodů, typů signálů a dokonce i obtížnosti zapojení.

6. Jak se vypořádat s uspořádáním a zapojením, aby byla zajištěna stabilita signálů nad 100M?
Klíčem k vysokorychlostní kabeláži digitálního signálu je snížení dopadu přenosových linek na kvalitu signálu.Proto uspořádání vysokorychlostních signálů nad 100M vyžaduje, aby byly stopy signálu co nejkratší.V digitálních obvodech jsou vysokorychlostní signály definovány dobou zpoždění nárůstu signálu.

Navíc různé typy signálů (jako TTL, GTL, LVTTL) mají různé metody k zajištění kvality signálu.