Im Prozess des PCB-Designs führt die Unterteilung der Leistungsebene oder der Unterteilung der Masseebene zu einer unvollständigen Ebene. Auf diese Weise erstreckt sich die Referenzebene des Signals bei der Weiterleitung von einer Leistungsebene zur anderen. Dieses Phänomen wird als Signalspannenteilung bezeichnet.
Schematische Darstellung von Kreuzsegmentierungsphänomenen
Kreuzsegmentierung hat möglicherweise keine Beziehung zu langsamen Signalen, aber im digitalen Hochgeschwindigkeitssignalsystem verwendet das Hochgeschwindigkeitssignal die Referenzebene als Rückweg, dh den Rückweg. Wenn die Referenzebene unvollständig ist, treten die folgenden nachteiligen Auswirkungen auf: Die Kreuzsegmentierung ist für langsame Signale möglicherweise nicht relevant, aber in digitalen Hochgeschwindigkeitssignalsystemen verwenden Hochgeschwindigkeitssignale die Referenzebene als Rückweg ist der Rückweg. Wenn die Referenzebene unvollständig ist, treten die folgenden nachteiligen Auswirkungen auf:
l Impedanzdiskontinuität, die zu Drahtverläufen führt;
l Es kann leicht zu Übersprechen zwischen Signalen kommen;
l Es verursacht Reflexionen zwischen Signalen;
l Die Ausgangswellenform kann leicht oszillieren, indem die Schleifenfläche des Stroms und die Induktivität der Schleife vergrößert werden.
l Die Strahlungsinterferenz zum Weltraum wird erhöht und das Magnetfeld im Weltraum wird leicht beeinflusst.
l Erhöhen Sie die Möglichkeit einer magnetischen Kopplung mit anderen Schaltkreisen auf der Platine.
l Der hochfrequente Spannungsabfall an der Schleifeninduktivität stellt die Gleichtaktstrahlungsquelle dar, die über das externe Kabel erzeugt wird.
Daher sollte die Leiterplattenverdrahtung möglichst flach verlaufen und eine Querteilung vermieden werden. Wenn es notwendig ist, die Teilung zu überqueren oder sich nicht in der Nähe der Stromerdungsebene aufhalten kann, sind diese Bedingungen nur in der Niedergeschwindigkeitssignalleitung zulässig.
Partitionsübergreifende Verarbeitung im Design
Wie geht man damit um, wenn beim PCB-Design eine übergreifende Aufteilung unvermeidlich ist? In diesem Fall muss die Segmentierung angepasst werden, um einen kurzen Rückweg für das Signal bereitzustellen. Zu den gängigen Verarbeitungsmethoden gehören das Hinzufügen des Reparaturkondensators und das Überqueren der Drahtbrücke.
l Stiching-Kondensator
Am Signalquerschnitt wird üblicherweise ein 0402- oder 0603-Keramikkondensator mit einer Kapazität von 0,01 uF oder 0,1 uF platziert. Wenn es der Platz zulässt, können mehrere weitere solcher Kondensatoren hinzugefügt werden.
Versuchen Sie gleichzeitig sicherzustellen, dass die Signalleitung im Bereich einer Nähkapazität von 200 mil liegt. Je kleiner der Abstand, desto besser. Die Netzwerke an beiden Enden des Kondensators entsprechen jeweils den Netzwerken der Referenzebene, durch die die Signale laufen. Sehen Sie sich die an beiden Enden des Kondensators angeschlossenen Netzwerke in der folgenden Abbildung an. Die zwei verschiedenen Netzwerke, die in zwei Farben hervorgehoben sind, sind:
lBrücke über Draht
Es ist üblich, das Signal über die Teilung in der Signalschicht zu „erden“, und auch bei anderen Netzwerksignalleitungen ist die „Erdungs“-Leitung so dick wie möglich
Kenntnisse in der Verkabelung von Hochgeschwindigkeitssignalen
A)mehrschichtige Verbindung
Hochgeschwindigkeits-Signalrouting-Schaltungen weisen häufig eine hohe Integration und eine hohe Verdrahtungsdichte auf. Die Verwendung einer Mehrschichtplatine ist nicht nur für die Verkabelung erforderlich, sondern auch ein wirksames Mittel zur Reduzierung von Störungen.
Eine angemessene Auswahl der Schichten kann die Größe der Leiterplatte erheblich reduzieren, die Zwischenschicht zur Festlegung der Abschirmung voll ausnutzen, die Erdung in der Nähe besser realisieren, die parasitäre Induktivität effektiv reduzieren und die Übertragungslänge des Signals effektiv verkürzen , kann die Querinterferenz zwischen Signalen usw. erheblich reduzieren.
B)Je weniger gebogen die Mine ist, desto besser
Je weniger Leitungen zwischen den Pins von Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen gebogen werden, desto besser.
Die Verkabelung des Hochgeschwindigkeits-Signalrouting-Schaltkreises nimmt eine vollständig gerade Linie an und muss gedreht werden, was als 45°-Polylinie oder Bogendrehung verwendet werden kann. Diese Anforderung dient lediglich der Verbesserung der Haltefestigkeit der Stahlfolie im Niederfrequenzkreis.
In Hochgeschwindigkeitsschaltungen kann die Erfüllung dieser Anforderung die Übertragung und Kopplung von Hochgeschwindigkeitssignalen sowie die Strahlung und Reflexion von Signalen verringern.
C)Je kürzer der Vorsprung, desto besser
Je kürzer die Leitung zwischen den Pins des Hochgeschwindigkeits-Signalrouting-Schaltkreisgeräts ist, desto besser.
Je länger die Leitung ist, desto größer ist der Wert der verteilten Induktivität und Kapazität, was großen Einfluss auf die Hochfrequenzsignalübertragung des Systems hat, aber auch die charakteristische Impedanz des Stromkreises verändert, was zu Reflexionen und Schwingungen des Systems führt.
D)Je weniger Wechsel zwischen den Bleischichten, desto besser
Je weniger Schichtwechsel zwischen den Pins von Hochgeschwindigkeitsschaltungsgeräten stattfinden, desto besser.
Das sogenannte „Je weniger Abwechslung zwischen den Leitungen, desto besser“ bedeutet, dass je weniger Löcher bei der Verbindung von Komponenten verwendet werden, desto besser. Es wurde gemessen, dass ein Loch eine verteilte Kapazität von etwa 0,5 pF erzeugen kann, was zu einer erheblichen Erhöhung der Schaltungsverzögerung führt. Durch eine Verringerung der Anzahl der Löcher kann die Geschwindigkeit erheblich verbessert werden
e)Beachten Sie parallele Querinterferenzen
Bei der Hochgeschwindigkeitssignalverkabelung sollte auf die „Querinterferenz“ geachtet werden, die durch die parallele Kurzstreckenverkabelung der Signalleitung entsteht. Lässt sich eine Parallelverteilung nicht vermeiden, kann auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitung eine großflächige „Masse“ angeordnet werden, um die Störungen stark zu reduzieren.
F)Vermeiden Sie Äste und Baumstümpfe
Bei der Hochgeschwindigkeitssignalverkabelung sollten Verzweigungen oder Stub-Bildungen vermieden werden.
Stümpfe haben einen großen Einfluss auf die Impedanz und können zu Signalreflexionen und Überschwingern führen, daher sollten wir Stümpfe und Äste im Design normalerweise vermeiden.
Durch die Daisy-Chain-Verkabelung wird die Auswirkung auf das Signal verringert.
G)Signalleitungen verlaufen soweit möglich bis zum Innenboden
Auf der Oberfläche verlaufende Hochfrequenzsignalleitungen erzeugen leicht große elektromagnetische Strahlung und können auch leicht durch externe elektromagnetische Strahlung oder Faktoren gestört werden.
Die Hochfrequenzsignalleitung wird zwischen der Stromversorgung und dem Erdungskabel verlegt. Durch die Absorption elektromagnetischer Wellen durch die Stromversorgung und die untere Schicht wird die erzeugte Strahlung erheblich reduziert.