¿Cómo lidiar con la línea divisoria de cruce de señal de PCB?

En el proceso de diseño de PCB, la división del plano de potencia o la división del plano de tierra conducirá al plano incompleto.De esta manera, cuando se encamina la señal, su plano de referencia abarcará de un plano de potencia a otro plano de potencia.Este fenómeno se llama división de amplitud de señal.

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Diagrama esquemático del fenómeno de segmentación cruzada.
 
La segmentación cruzada, para la señal de baja velocidad, puede no tener relación, pero en el sistema de señal digital de alta velocidad, la señal de alta velocidad toma el plano de referencia como ruta de retorno, es decir, la ruta de retorno.Cuando el plano de referencia está incompleto, se producirán los siguientes efectos adversos: la segmentación cruzada puede no ser relevante para señales de baja velocidad, pero en sistemas de señales digitales de alta velocidad, las señales de alta velocidad toman el plano de referencia como ruta de retorno, es decir es decir, el camino de regreso.Cuando el plano de referencia está incompleto, se producirán los siguientes efectos adversos:
l Discontinuidad de impedancia que provoca el funcionamiento de cables;
l Fácil de provocar interferencias entre señales;
l Provoca reflejos entre señales;
l La forma de onda de salida es fácil de oscilar aumentando el área del bucle de la corriente y la inductancia del bucle.
l La interferencia de radiación al espacio aumenta y el campo magnético en el espacio se ve afectado fácilmente.
l Aumentar la posibilidad de acoplamiento magnético con otros circuitos en la placa;
l La caída de voltaje de alta frecuencia en el inductor de bucle constituye la fuente de radiación de modo común, que se genera a través del cable externo.
 
Por lo tanto, el cableado de la PCB debe estar lo más cerca posible de un plano y evitar la división cruzada.Si es necesario cruzar la división o no puede estar cerca del plano de tierra de energía, estas condiciones sólo se permiten en la línea de señal de baja velocidad.
 
Procesamiento entre particiones en diseño
Si la división cruzada es inevitable en el diseño de PCB, ¿cómo abordarla?En este caso, es necesario corregir la segmentación para proporcionar una ruta de retorno corta para la señal.Los métodos de procesamiento comunes incluyen agregar el condensador de reparación y cruzar el puente de alambre.
yo Condensador de costura
Generalmente se coloca un condensador cerámico 0402 o 0603 con una capacidad de 0,01 uF o 0,1 uF en la sección transversal de la señal.Si el espacio lo permite, se pueden agregar varios condensadores más.
Al mismo tiempo, trate de asegurarse de que el cable de señal esté dentro del rango de capacitancia de costura de 200 mil y cuanto menor sea la distancia, mejor;Las redes en ambos extremos del condensador corresponden respectivamente a las redes del plano de referencia por el que pasan las señales.Vea las redes conectadas en ambos extremos del capacitor en la siguiente figura.Las dos redes diferentes resaltadas en dos colores son:
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yoPuente sobre alambre
Es común "procesar a tierra" la señal a través de la división en la capa de señal, y también pueden ser otras líneas de señal de red, la línea de "tierra" es lo más gruesa posible.

 

 

Habilidades de cableado de señales de alta velocidad.
a)interconexión multicapa
El circuito de enrutamiento de señal de alta velocidad a menudo tiene una alta integración y una alta densidad de cableado; el uso de una placa multicapa no solo es necesario para el cableado, sino también un medio eficaz para reducir la interferencia.
 
Una selección razonable de capas puede reducir en gran medida el tamaño de la placa de impresión, puede aprovechar al máximo la capa intermedia para configurar el escudo, puede realizar mejor la conexión a tierra cercana, puede reducir eficazmente la inductancia parásita y puede acortar eficazmente la longitud de transmisión de la señal. , puede reducir en gran medida la interferencia cruzada entre señales, etc.
b)Cuanto menos doblada esté la correa, mejor
Cuanto menos se doblen los cables entre las clavijas de los dispositivos de circuitos de alta velocidad, mejor.
El cable del circuito de enrutamiento de señal de alta velocidad adopta una línea recta completa y necesita girar, lo que puede usarse como polilínea de 45° o giro en arco.Este requisito sólo se utiliza para mejorar la resistencia de sujeción de la lámina de acero en circuitos de baja frecuencia.
En circuitos de alta velocidad, cumplir este requisito puede reducir la transmisión y el acoplamiento de señales de alta velocidad y reducir la radiación y reflexión de las señales.
C)Cuanto más corta sea la ventaja, mejor
Cuanto más corto sea el cable entre los pines del dispositivo del circuito de enrutamiento de señales de alta velocidad, mejor.
Cuanto más largo sea el cable, mayor será el valor de inductancia y capacitancia distribuida, lo que tendrá mucha influencia en el paso de la señal de alta frecuencia del sistema, pero también cambiará la impedancia característica del circuito, lo que provocará reflexión y oscilación del sistema.
d)Cuantas menos alternancias entre capas de plomo, mejor
Cuantas menos alternancias entre capas entre los pines de los dispositivos de circuitos de alta velocidad, mejor.
El llamado “cuanto menos alternancia de cables entre capas, mejor” significa que cuantos menos orificios se utilicen para la conexión de los componentes, mejor.Se ha medido que un orificio puede generar aproximadamente 0,5 pf de capacitancia distribuida, lo que resulta en un aumento significativo en el retardo del circuito; reducir el número de orificios puede mejorar significativamente la velocidad.
mi)Tenga en cuenta la interferencia cruzada paralela
El cableado de señal de alta velocidad debe prestar atención a la "interferencia cruzada" introducida por el cableado paralelo de corta distancia de la línea de señal.Si no se puede evitar la distribución en paralelo, se puede disponer una gran área de "tierra" en el lado opuesto de la línea de señal paralela para reducir en gran medida la interferencia.
F)Evite ramas y tocones
El cableado de señales de alta velocidad debe evitar ramificarse o formar trozos.
Los tocones tienen un gran efecto sobre la impedancia y pueden provocar reflejos y excesos de señal, por lo que normalmente debemos evitar tocones y ramas en el diseño.
El cableado en cadena tipo margarita reducirá el impacto en la señal.
gramo)Las líneas de señal van lo más lejos posible hacia el piso interior.
La línea de señal de alta frecuencia que camina sobre la superficie es fácil de producir una gran radiación electromagnética y también es fácil de ser interferida por radiación o factores electromagnéticos externos.
La línea de señal de alta frecuencia se encamina entre la fuente de alimentación y el cable de tierra, a través de la absorción de ondas electromagnéticas por la fuente de alimentación y la capa inferior, la radiación generada se reducirá mucho.