Miten käsitellä PCB-signaalin ylitysjakolinjaa?

Piirilevyn suunnittelussa tehotason jako tai maatason jako johtaa epätäydelliseen tasoon. Tällä tavalla, kun signaali reititetään, sen vertailutaso ulottuu tehotasosta toiseen tehotasoon. Tätä ilmiötä kutsutaan signaalialueen jakautumiseksi.

p2

 

p3

Kaaviokuva ristisegmentointiilmiöistä
 
Ristisegmentoinnilla hitaalla signaalilla ei ehkä ole yhteyttä, mutta nopeassa digitaalisessa signaalijärjestelmässä suurinopeussignaali ottaa vertailutason paluureittinä, toisin sanoen paluutienä. Kun vertailutaso on epätäydellinen, ilmenee seuraavia haitallisia vaikutuksia: poikkisegmentointi ei välttämättä ole merkityksellistä hitaille signaaleille, mutta nopeissa digitaalisissa signaalijärjestelmissä nopeat signaalit ottavat vertailutason paluutienä, on paluutie. Kun vertailutaso on epätäydellinen, ilmenee seuraavia haittavaikutuksia:
l Impedanssin epäjatkuvuus, joka johtaa langan juoksemiseen;
l Helppo aiheuttaa ylikuulumista signaalien välillä;
l Se aiheuttaa heijastuksia signaalien välillä;
l Lähtöaaltomuotoa on helppo oskilloida lisäämällä virran silmukkapinta-alaa ja silmukan induktanssia.
l Säteilyhäiriö avaruuteen lisääntyy ja avaruuden magneettikenttään vaikuttaa helposti.
l Lisää magneettisen kytkennän mahdollisuutta muihin piirilevyn piiriin;
l Silmukkakelan suurtaajuusjännitehäviö muodostaa yhteismuotoisen säteilylähteen, joka syntyy ulkoisen kaapelin kautta.
 
Siksi piirilevyjohdotuksen tulee olla mahdollisimman lähellä tasoa ja välttää ristijakoa. Jos raja on ylitettävä tai se ei voi olla lähellä tehon maatasoa, nämä olosuhteet ovat sallittuja vain hitaan nopeuden signaalilinjassa.
 
Käsittely osioiden välillä suunnittelussa
Jos ristikkäisjako on väistämätöntä piirilevysuunnittelussa, miten käsitellä sitä? Tässä tapauksessa segmentointia on korjattava, jotta signaalille saadaan lyhyt paluutie. Yleisiä käsittelymenetelmiä ovat korjaavan kondensaattorin lisääminen ja lankasillan ylittäminen.
l Tikkauskondensaattori
Signaalin poikkileikkaukselle sijoitetaan yleensä 0402 tai 0603 keraaminen kondensaattori, jonka kapasiteetti on 0,01 uF tai 0,1 uF. Jos tila sallii, voidaan lisätä useita muita tällaisia ​​kondensaattoreita.
Yritä samalla varmistaa, että signaalijohto on 200 miljoonan ompelukapasitanssin alueella ja mitä pienempi etäisyys, sitä parempi; Kondensaattorin molemmissa päissä olevat verkot vastaavat vastaavasti vertailutason verkkoja, jonka läpi signaalit kulkevat. Katso alla olevasta kuvasta kondensaattorin molempiin päihin kytketyt verkot. Kaksi erilaista verkkoa, jotka on korostettu kahdella värillä, ovat:
p4
lSilta langan yli
On yleistä "maadoittaa" signaali signaalikerroksen jaon poikki, ja se voi olla myös muita verkon signaalilinjoja, "maa" linja mahdollisimman paksu

 

 

Nopeiden signaalien johdotustaidot
a)monikerroksinen liitäntä
Nopeiden signaalien reitityspiirissä on usein korkea integraatio, korkea johdotustiheys, monikerroksisen levyn käyttö ei ole vain tarpeen johdotukseen, vaan myös tehokas tapa vähentää häiriöitä.
 
Kohtuullinen kerrosten valinta voi pienentää painolevyn kokoa huomattavasti, voi hyödyntää täysimääräisesti välikerrosta suojan asettamiseen, voi paremmin toteuttaa lähellä olevan maadoituksen, vähentää tehokkaasti loisinduktanssia, voi tehokkaasti lyhentää signaalin lähetyspituutta. , voi merkittävästi vähentää signaalien välisiä ristikkäisiä häiriöitä jne.
b)Mitä vähemmän johto on taipunut, sen parempi
Mitä vähemmän lyijyä taipuu nopeiden piirilaitteiden nastojen välillä, sitä parempi.
Nopeiden signaalien reitityspiirin johdotusjohto ottaa täyden suoran linjan ja sitä on käännettävä, jota voidaan käyttää 45° polyline- tai kaarisorvauksena. Tätä vaatimusta käytetään vain parantamaan teräsfolion pitolujuutta matalataajuisessa piirissä.
Nopeissa piireissä tämän vaatimuksen täyttäminen voi vähentää nopeiden signaalien lähetystä ja kytkentää sekä vähentää signaalien säteilyä ja heijastusta.
c)Mitä lyhyempi johto, sen parempi
Mitä lyhyempi johto nopean signaalin reitityspiirilaitteen nastojen välillä, sitä parempi.
Mitä pidempi johto on, sitä suurempi on hajautetun induktanssin ja kapasitanssin arvo, millä on paljon vaikutusta järjestelmän suurtaajuisen signaalin kulkemiseen, mutta se muuttaa myös piirin ominaisimpedanssia, mikä johtaa järjestelmän heijastukseen ja värähtelyyn.
d)Mitä vähemmän vuorottelua lyijykerrosten välillä, sitä parempi
Mitä vähemmän kerrosten välisiä vuorotteluja nopeiden piirilaitteiden nastojen välillä, sitä parempi.
Niin sanottu "mitä vähemmän johtojen välisiä vuorotteluja, sitä parempi" tarkoittaa, että mitä vähemmän reikiä käytetään komponenttien liittämisessä, sitä parempi. On mitattu, että yksi reikä voi tuoda noin 0,5 pf hajautettua kapasitanssia, mikä lisää merkittävästi piirin viivettä, reikien lukumäärän vähentäminen voi parantaa merkittävästi nopeutta
e)Huomaa rinnakkaiset ristihäiriöt
Nopeiden signaalien johdotuksen tulee kiinnittää huomiota signaalilinjan lyhyen matkan rinnakkaisjohdotuksen aiheuttamiin "ristihäiriöihin". Jos rinnakkaisjakoa ei voida välttää, suuri alue "maa" voidaan järjestää rinnakkaisen signaalilinjan vastakkaiselle puolelle häiriöiden vähentämiseksi huomattavasti.
f)Vältä oksia ja kantoja
Nopeiden signaalien johdotuksen tulee välttää haarautumista tai stubin muodostumista.
Kanoilla on suuri vaikutus impedanssiin ja ne voivat aiheuttaa signaalin heijastumista ja ylitystä, joten yleensä kannattaa välttää kantoja ja oksia suunnittelussa.
Daisy-ketjun johdotus vähentää vaikutusta signaaliin.
g)Signaalilinjat menevät sisäkerrokseen niin pitkälle kuin mahdollista
Pinnalla kävelevä suurtaajuussignaalilinja on helppo tuottaa suurta sähkömagneettista säteilyä, ja se on myös helppo häiritä ulkoisen sähkömagneettisen säteilyn tai tekijöiden vuoksi.
Korkeataajuinen signaalilinja on reititetty virtalähteen ja maadoitusjohdon väliin, virtalähteen ja pohjakerroksen sähkömagneettisen aallon absorption kautta, syntyvä säteily vähenee huomattavasti.