Im Lernprozess des Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs ist Übersprechen ein wichtiges Konzept, das beherrscht werden muss. Es ist der Hauptweg für die Ausbreitung elektromagnetischer Störungen. Asynchrone Signalleitungen, Steuerleitungen und I/O-Ports werden geroutet. Übersprechen kann zu Funktionsstörungen von Schaltkreisen oder Komponenten führen.

Übersprechen

Bezieht sich auf die unerwünschte Spannungsrauschinterferenz benachbarter Übertragungsleitungen aufgrund elektromagnetischer Kopplung, wenn sich das Signal auf der Übertragungsleitung ausbreitet. Diese Störungen werden durch die gegenseitige Induktivität und gegenseitige Kapazität zwischen den Übertragungsleitungen verursacht. Die Parameter der Leiterplattenschicht, der Signalleitungsabstand, die elektrischen Eigenschaften des Antriebsendes und des Empfangsendes sowie die Leitungsabschlussmethode haben alle einen gewissen Einfluss auf das Übersprechen.

Die wichtigsten Maßnahmen zur Überwindung von Crosstalk sind:

Vergrößern Sie den Abstand der Parallelverkabelung und befolgen Sie die 3W-Regel;

Fügen Sie einen geerdeten Isolationsdraht zwischen den parallelen Drähten ein;

Reduzieren Sie den Abstand zwischen der Verdrahtungsschicht und der Masseebene.

Um das Übersprechen zwischen Leitungen zu reduzieren, sollte der Leitungsabstand groß genug sein. Wenn der Linienmittenabstand nicht weniger als das Dreifache der Linienbreite beträgt, können 70 % des elektrischen Feldes ohne gegenseitige Beeinflussung aufrechterhalten werden, was als 3W-Regel bezeichnet wird. Wenn Sie 98 % des elektrischen Feldes erreichen möchten, ohne sich gegenseitig zu stören, können Sie einen Abstand von 10 W verwenden.

Hinweis: Beim tatsächlichen PCB-Design kann die 3W-Regel die Anforderungen zur Vermeidung von Übersprechen nicht vollständig erfüllen.

Möglichkeiten zur Vermeidung von Übersprechen in Leiterplatten

Um Übersprechen in der Leiterplatte zu vermeiden, können Ingenieure Aspekte des Leiterplattendesigns und -layouts berücksichtigen, wie zum Beispiel:

1. Logikgerätereihen nach Funktion klassifizieren und die Busstruktur streng kontrollieren.

2. Minimieren Sie den physischen Abstand zwischen Komponenten.

3. Hochgeschwindigkeitssignalleitungen und -komponenten (z. B. Quarzoszillatoren) sollten weit entfernt von der I/()-Verbindungsschnittstelle und anderen Bereichen liegen, die anfällig für Datenstörungen und -kopplungen sind.

4. Stellen Sie den richtigen Abschluss für die Hochgeschwindigkeitsleitung bereit.

5. Vermeiden Sie parallel zueinander verlaufende Fernleiterbahnen und sorgen Sie für einen ausreichenden Abstand zwischen den Leiterbahnen, um die induktive Kopplung zu minimieren.

6. Die Verkabelung auf benachbarten Schichten (Mikrostreifen oder Streifenleitung) sollte senkrecht zueinander verlaufen, um eine kapazitive Kopplung zwischen den Schichten zu verhindern.

7. Reduzieren Sie den Abstand zwischen dem Signal und der Masseebene.

8. Segmentierung und Isolierung von Emissionsquellen mit hohem Rauschen (Takt, E/A, Hochgeschwindigkeitsverbindung) und Verteilung verschiedener Signale auf verschiedene Schichten.

9. Erhöhen Sie den Abstand zwischen den Signalleitungen so weit wie möglich, um kapazitives Übersprechen wirksam zu reduzieren.

10. Reduzieren Sie die Leitungsinduktivität, vermeiden Sie die Verwendung von Lasten mit sehr hoher Impedanz und Lasten mit sehr niedriger Impedanz im Schaltkreis und versuchen Sie, die Lastimpedanz des analogen Schaltkreises zwischen loQ und lokQ zu stabilisieren. Da die Last mit hoher Impedanz das kapazitive Übersprechen erhöht, nimmt bei Verwendung einer Last mit sehr hoher Impedanz aufgrund der höheren Betriebsspannung das kapazitive Übersprechen zu, und bei Verwendung einer Last mit sehr niedriger Impedanz nimmt aufgrund des großen Betriebsstroms das induktive Übersprechen zu Zunahme.

11. Ordnen Sie das periodische Hochgeschwindigkeitssignal auf der Innenschicht der Leiterplatte an.

12. Verwenden Sie eine Impedanzanpassungstechnologie, um die Integrität des BT-Zertifikatsignals sicherzustellen und ein Überschwingen zu verhindern.

13. Beachten Sie, dass bei Signalen mit schnell ansteigenden Flanken (tr≤3ns) eine Anti-Crosstalk-Verarbeitung durchgeführt werden muss, z. B. Erdung umwickeln, und einige Signalleitungen, die durch EFT1B oder ESD gestört werden und nicht gefiltert wurden, am Rand der Leiterplatte anordnen .

14. Verwenden Sie so oft wie möglich eine Grundplatte. Die Signalleitung, die die Masseebene nutzt, wird im Vergleich zur Signalleitung, die die Masseebene nicht nutzt, um 15–20 dB gedämpft.

15. Signalhochfrequenzsignale und empfindliche Signale werden mit Erde verarbeitet, und durch den Einsatz der Erdungstechnologie im Doppelpanel wird eine Dämpfung von 10–15 dB erreicht.

16. Verwenden Sie symmetrische Kabel, abgeschirmte Kabel oder Koaxialkabel.

17. Filtern Sie die Belästigungssignalleitungen und sensiblen Leitungen.

18. Stellen Sie die Schichten und die Verkabelung angemessen ein, stellen Sie die Verdrahtungsschicht und den Verdrahtungsabstand angemessen ein, verringern Sie die Länge paralleler Signale, verkürzen Sie den Abstand zwischen der Signalschicht und der ebenen Schicht, vergrößern Sie den Abstand der Signalleitungen und verringern Sie die Länge paralleler Signale Signalleitungen (innerhalb des kritischen Längenbereichs). Durch diese Maßnahmen kann das Übersprechen effektiv reduziert werden.