7 نکته که باید در مورد چیدمان مدار پرسرعت بدانید

01
طرح برق مرتبط است

مدارهای دیجیتال اغلب به جریان های ناپیوسته نیاز دارند، بنابراین جریان های هجومی برای برخی از دستگاه های با سرعت بالا تولید می شود.

اگر ردیابی توان بسیار طولانی باشد، وجود جریان هجومی باعث ایجاد نویز با فرکانس بالا می شود و این نویز فرکانس بالا به سیگنال های دیگر وارد می شود. در مدارهای پرسرعت، به ناچار اندوکتانس انگلی، مقاومت انگلی و ظرفیت انگلی وجود خواهد داشت، بنابراین نویز فرکانس بالا در نهایت به مدارهای دیگر کوپل می شود و وجود اندوکتانس انگلی نیز منجر به توانایی رد مقاومت در برابر می شود. حداکثر جریان افزایشی کاهش می یابد که به نوبه خود منجر به افت جزئی ولتاژ می شود که ممکن است مدار را غیرفعال کند.

بنابراین، اضافه کردن یک خازن بای پس در جلوی دستگاه دیجیتال بسیار مهم است. هر چه ظرفیت خازن بزرگتر باشد، انرژی انتقال توسط نرخ انتقال محدود می شود، بنابراین یک ظرفیت بزرگ و یک ظرفیت کوچک معمولاً برای برآوردن محدوده فرکانس کامل ترکیب می شوند.

از نقاط داغ پرهیز کنید: گذرگاه های سیگنال باعث ایجاد حفره در لایه قدرت و لایه پایین می شود. بنابراین، قرار دادن نامعقول vias احتمالاً چگالی جریان را در مناطق خاصی از منبع تغذیه یا صفحه زمین افزایش می دهد. به این مناطق که چگالی جریان افزایش می یابد، نقاط داغ می گویند.

بنابراین باید سعی کنیم در هنگام تنظیم vias از این وضعیت جلوگیری کنیم تا از دوشاخه شدن هواپیما که در نهایت منجر به مشکلات EMC می شود جلوگیری کنیم.

معمولاً بهترین راه برای جلوگیری از نقاط داغ، قرار دادن vias در یک الگوی مش است، به طوری که چگالی جریان یکنواخت باشد، و هواپیماها در همان زمان ایزوله نشوند، مسیر برگشت خیلی طولانی نباشد و مشکلات EMC باعث شود. رخ نمی دهد.

02
روش خمشی ردیابی

هنگام گذاشتن خطوط سیگنال با سرعت بالا، تا حد امکان از خم شدن خطوط سیگنال خودداری کنید. اگر باید رد را خم کنید، آن را در زاویه حاد یا قائم قرار ندهید، بلکه از زاویه مبهم استفاده کنید.

هنگام گذاشتن خطوط سیگنال با سرعت بالا، ما اغلب از خطوط سرپانتین برای رسیدن به طول مساوی استفاده می کنیم. همان خط سرپانتین در واقع نوعی خمیدگی است. عرض خط، فاصله، و روش خمشی باید به طور معقولی انتخاب شوند و فاصله باید مطابق با قانون 4W/1.5W باشد.

03
نزدیکی سیگنال

اگر فاصله بین خطوط سیگنال پرسرعت خیلی نزدیک باشد، ایجاد تداخل آسان است. گاهی اوقات، به دلیل چیدمان، اندازه قاب تخته و دلایل دیگر، فاصله بین خطوط سیگنال پرسرعت ما از حداقل فاصله مورد نیاز ما بیشتر می شود، در این صورت فقط می توانیم فاصله بین خطوط سیگنال پرسرعت را تا حد امکان در نزدیکی گلوگاه افزایش دهیم. فاصله

در واقع اگر فضا کافی است سعی کنید فاصله بین دو خط سیگنال پرسرعت را افزایش دهید.

03
نزدیکی سیگنال

در واقع اگر فضا کافی است سعی کنید فاصله بین دو خط سیگنال پرسرعت را افزایش دهید.

05
امپدانس پیوسته نیست

مقدار امپدانس یک ردیابی به طور کلی به عرض خط آن و فاصله بین ردیابی و صفحه مرجع بستگی دارد. هر چه ردی عریض تر باشد امپدانس آن کمتر می شود. در برخی از پایانه های رابط و پدهای دستگاه، این اصل نیز قابل اجرا است.

هنگامی که پد یک ترمینال رابط به یک خط سیگنال پرسرعت متصل می شود، اگر پد در این زمان به خصوص بزرگ باشد و خط سیگنال پرسرعت به ویژه باریک باشد، امپدانس پد بزرگ کوچک و باریک است. ردیابی باید امپدانس زیادی داشته باشد. در این حالت ناپیوستگی امپدانس رخ می دهد و اگر امپدانس ناپیوسته باشد بازتاب سیگنال رخ می دهد.

بنابراین برای رفع این مشکل یک ورق مس ممنوعه زیر پد بزرگ ترمینال یا دستگاه رابط قرار می گیرد و صفحه مرجع پد روی لایه دیگری قرار می گیرد تا امپدانس افزایش یابد تا امپدانس پیوسته شود.

Vias ها منبع دیگری از ناپیوستگی امپدانس هستند. برای به حداقل رساندن این اثر، پوست مسی غیر ضروری متصل به لایه داخلی و وایا باید برداشته شود.

در واقع، این نوع عملیات را می توان توسط ابزارهای CAD در طول طراحی حذف کرد یا با سازنده پردازش PCB تماس گرفت تا مس غیر ضروری را از بین ببرد و از تداوم امپدانس اطمینان حاصل کند.

ترتیب دادن vias یا اجزاء در جفت دیفرانسیل ممنوع است. اگر vias یا قطعات در جفت دیفرانسیل قرار گیرند، مشکلات EMC رخ می دهد و ناپیوستگی امپدانس نیز ایجاد می شود.

گاهی اوقات، برخی از خطوط سیگنال دیفرانسیل با سرعت بالا باید به صورت سری با خازن های کوپلینگ متصل شوند. خازن کوپلینگ نیز باید به صورت متقارن چیده شود و بسته خازن کوپلینگ نباید خیلی بزرگ باشد. توصیه می شود از 0402 استفاده کنید، 0603 نیز قابل قبول است و خازن های بالای 0805 یا خازن های ساید بای ساید بهتر است استفاده نشود.

معمولاً vias ناپیوستگی‌های امپدانس عظیمی ایجاد می‌کند، بنابراین برای جفت‌های سیگنال دیفرانسیل پرسرعت، سعی کنید vias را کاهش دهید و اگر می‌خواهید از vias استفاده کنید، آنها را به صورت متقارن مرتب کنید.

07
طول مساوی

در برخی از رابط های سیگنال پرسرعت، به طور کلی، مانند اتوبوس، زمان رسیدن و خطای تاخیر زمانی بین خطوط سیگنال فردی باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، در گروهی از اتوبوس های موازی پرسرعت، زمان رسیدن همه خطوط سیگنال داده باید در یک خطای تاخیر زمانی مشخص تضمین شود تا از ثبات زمان راه اندازی و زمان نگهداری اطمینان حاصل شود. برای پاسخگویی به این تقاضا، باید طول های مساوی را در نظر بگیریم.

خط سیگنال دیفرانسیل پرسرعت باید تاخیر زمانی دقیقی را برای دو خط سیگنال تضمین کند، در غیر این صورت ارتباط ممکن است از کار بیفتد. بنابراین، برای برآورده کردن این نیاز، می توان از یک خط سرپانتین برای رسیدن به طول مساوی استفاده کرد و در نتیجه نیاز تاخیر زمانی را برآورده کرد.

خط سرپانتین به طور کلی باید در منبع از دست دادن طول قرار گیرد، نه در انتهای دور. فقط در منبع می‌توان سیگنال‌های انتهای مثبت و منفی خط دیفرانسیل را در بیشتر مواقع به صورت همزمان مخابره کرد.

اگر دو رد خمیده و فاصله بین این دو کمتر از 15 میلی متر باشد، از دست دادن طول بین این دو در این زمان یکدیگر را جبران می کند، بنابراین در این زمان نیازی به انجام پردازش طول مساوی نیست.

برای قسمت های مختلف خطوط سیگنال دیفرانسیل پرسرعت، آنها باید به طور مستقل دارای طول مساوی باشند. Vias ها، خازن های کوپلینگ سری و پایانه های رابط همگی خطوط سیگنال دیفرانسیل پرسرعت هستند که به دو قسمت تقسیم می شوند، بنابراین در این زمان توجه ویژه ای داشته باشید.

باید به طور جداگانه طول یکسان باشد. زیرا بسیاری از نرم افزارهای EDA فقط به این موضوع توجه می کنند که آیا کل سیم کشی در DRC از بین رفته است یا خیر.

برای رابط‌هایی مانند دستگاه‌های نمایشگر LVDS، چندین جفت جفت دیفرانسیل به طور همزمان وجود خواهد داشت، و الزامات زمان‌بندی بین جفت‌های دیفرانسیل عموماً بسیار سخت‌گیرانه است و الزامات تاخیر زمانی به‌ویژه کوچک است. بنابراین، برای چنین جفت سیگنال دیفرانسیل، ما به طور کلی نیاز داریم که آنها در یک صفحه باشند. جبران کند. زیرا سرعت انتقال سیگنال لایه های مختلف متفاوت است.

هنگامی که برخی از نرم افزارهای EDA طول ردیابی را محاسبه می کنند، ردیابی داخل پد نیز در طول آن محاسبه می شود. اگر جبران طول در این زمان انجام شود، نتیجه واقعی طول را از دست می دهد. بنابراین در این زمان هنگام استفاده از برخی نرم افزارهای EDA توجه ویژه ای داشته باشید.

در هر زمان، در صورت امکان، باید مسیری متقارن را انتخاب کنید تا نیازی به انجام یک مسیریابی سرپانتین برای طول مساوی نباشد.

اگر فضا اجازه می دهد، سعی کنید به جای استفاده از یک خط سرپانتین برای جبران، یک حلقه کوچک در منبع خط دیفرانسیل کوتاه اضافه کنید تا جبران شود.