PCB World-tik, 2021eko martxoaren 19a
PCB diseinua egitean, askotan hainbat arazo topatzen ditugu, hala nola, inpedantziarekin bat datozenak, EMI arauak eta abar. Artikulu honek abiadura handiko PCBekin lotutako galdera eta erantzun batzuk bildu ditu guztiontzat, eta guztientzako lagungarria izango dela espero dut.
1. Nola kontuan hartu abiadura handiko PCB diseinu eskemak diseinatzerakoan?
Abiadura handiko PCBko zirkuituak diseinatzerakoan, inpedantzia bat datorren diseinatzeko elementuetako bat da. Inpedantziaren balioa kableatzeko metodoarekin erabateko harremana du, esaterako, gainazaleko geruzan (microStrip) edo barruko geruzan ibiltzea (estripua / bikoitza), erreferentziako geruza (potentzia geruza edo lurreko geruza), biek eragingo dute arrastoaren ezaugarri bereizgarrian.
Hau da, inpedantzia-balioa kableatu ondoren bakarrik zehaztu daiteke. Oro har, simulazioko programak ezin du inolako kableazio baldintza etengabeak kontuan hartu zirkuitu ereduaren muga edo erabilitako algoritmo matematikoa dela eta. Une honetan, terminatzaile batzuk (amaiera), esaterako, serieko erresistentzia, eskematikoki erreserbatu daitezke. Etenik gabeko efektua arrastoen inpedantzatzean arindu. Arazoaren benetako irtenbidea kableatu egiten denean eragozpenak saihesten saiatzea da.
2. PCB taulan funtzio digital / analogikoko blokeak daudenean, ohiko metodoa digitala / analogikoa bereiztea da. Zein da arrazoia?
Lur digitala / analogikoa bereizteko arrazoia da zirkuitu digitalak potentzial altu eta baxuen artean aldatzean, potentzial altu eta baxuen artean. Zarataren magnitudeak seinalearen abiadurarekin eta korrontearen magnitudearekin lotuta dago.
Lurreko planoa ez da banatzen eta area digitalaren zirkuituak sortutako zarata handia bada eta arlo analogikoko zirkuituak oso gertu daude, nahiz eta seinale digitalek gurutzatzen, seinale analogikoa lurreko zaratak oztopatuko du oraindik. Hau da, banatu gabeko metodo anal analogikoa zirkuitu analogikoaren eremua zarata handia sortzen duen zirkuitu digitaletik urrun dagoenean bakarrik erabil daiteke.
3. Abiadura handiko PCB diseinuan, zein alderdi behar da diseinatzaileak EMC eta EMI arauak?
Oro har, EMI / EMC diseinuak aldi berean erradiatuak eta alderdiak aztertzea pentsatu behar du. Lehenengoa maiztasun handiko zatia da (> 30mhz) eta azken hau maiztasun txikiagoa da (<30mhz). Beraz, ezin duzu maiztasun altuari arreta jarri eta maiztasun baxuko zatia alde batera utzi.
EMI / EMC diseinu on batek kontuan hartu behar du gailuaren kokapena, PCB pila antolaketa, konexio metodo garrantzitsua, gailuaren aukeraketa eta abar. Diseinuaren hasieran. Aldez aurretik moldaketa hobea ez badago, ondoren konponduko da. Emaitza bi aldiz lortuko du ahaleginaren erdia eta kostua handitu.
Adibidez, erlojuaren sorgailuen kokalekua ez da izan behar kanpoko konektorearengandik ahalik eta gertu. Abiadura handiko seinaleak barruko geruzara joan beharko lirateke ahalik eta gehien. Arreta ezazu aditzekin bat datorren eta erreferentziako geruzaren jarraitutasuna hausnarketak murrizteko. Gailuak bultzatutako seinalearen tasa ahalik eta txikiena izan behar da altuera murrizteko. Maiztasun osagaiak, kondentsadore deskonektagarriak aukeratzerakoan, arreta jarri bere maiztasun erantzunak potentzia planoan zarata murrizteko baldintzak betetzen dituen ala ez.
Gainera, arreta jarri maiztasun handiko seinale korrontearen itzulera-bideari begizta eremua ahalik eta txikiena izan dadin (hau da, begiztaren inpedantzia ahalik eta txikiena izan dadin erradiazioa murrizteko. Lurra ere maiztasun handiko zarataren tartea kontrolatzeko banatu daiteke. Azkenean, aukeratu behar bezala txasisaren lurra PCBaren eta etxebizitzaren artean.
4. PCB taulak egitean, interferentziak murrizteko, beheko alanbreak zenbateko itxi bat osatu behar al du?
PCB taulak egitean, begizta eremua orokorrean murrizten da interferentziak murrizteko. Beheko lerroa jartzean, ez da forma itxi batean jarri behar, baina hobe da adar-forma batean antolatzea, eta lurreko eremua ahalik eta gehien igo behar da.
5. Nola doitu bideratzeko topologia seinalearen osotasuna hobetzeko?
Sareko seinalearen norabidea zailagoa da, izan ere, unidirekzionalak, bidirikzio seinaleak eta maila desberdinetako seinaleak izan ditzaten, topologiako eraginak desberdinak dira, eta zaila da esatea zein topologia kalitatearen kalitatea onuragarria dela. Eta aurrez simulazioa egitean, zein topologia erabiltzeko ingeniari oso zorrotzak dira, zirkuitu printzipioak, seinale motak eta kableatzeko zailtasunak ulertzea eskatzen dute.
6. Nola aurre egin diseinuari eta kableiari 100 m-tik gorako seinaleen egonkortasuna bermatzeko?
Abiadura handiko seinale digitalaren kablearen gakoa transmisio-lerroen seinalearen kalitatearen eragina murriztea da. Hori dela eta, 100 metrotik gorako abiadura handiko seinaleen diseinuak seinale arrastoak ahalik eta motzak behar ditu. Zirkuitu digitaletan, abiadura handiko seinaleak seinaleen atzerapenaren arabera zehazten dira.
Gainera, seinale mota ezberdinek (TTL, GTL, LVTTL) metodo desberdinak dituzte seinalearen kalitatea ziurtatzeko.