7 cousas que debes saber sobre o deseño de circuítos de alta velocidade

01
Relacionado coa distribución de enerxía

Os circuítos dixitais requiren a miúdo correntes discontinuas, polo que xéranse correntes de irrupción para algúns dispositivos de alta velocidade.

Se o trazo de enerxía é moi longo, a presenza de corrente de irrupción provocará ruído de alta frecuencia e este ruído de alta frecuencia introducirase noutros sinais. Nos circuítos de alta velocidade, haberá inevitablemente inductancia parasitaria, resistencia parasitaria e capacitancia parasitaria, polo que o ruído de alta frecuencia eventualmente acoplarase a outros circuítos e a presenza de inductancia parasitaria tamén levará á capacidade da traza para soportar. a corrente de sobretensión máxima Diminución, que á súa vez leva a unha caída de tensión parcial, que pode desactivar o circuíto.

 

Polo tanto, é especialmente importante engadir un condensador de derivación diante do dispositivo dixital. Canto maior sexa a capacitancia, a enerxía de transmisión está limitada pola velocidade de transmisión, polo que unha gran capacitancia e unha pequena capacitancia adoitan combinarse para cumprir o rango de frecuencia completo.

 

Evite os puntos quentes: as vías de sinal xerarán baleiros na capa de enerxía e na capa inferior. Polo tanto, a colocación non razoable de vías é probable que aumente a densidade de corrente en determinadas áreas da fonte de alimentación ou do plano de terra. Estas zonas onde aumenta a densidade de corrente chámanse puntos quentes.

Polo tanto, debemos facer todo o posible para evitar esta situación á hora de configurar os vias, para evitar que o avión se divida, o que acabará provocando problemas de EMC.

Normalmente, a mellor forma de evitar puntos quentes é colocar vías nun patrón de malla, de xeito que a densidade de corrente sexa uniforme e os avións non estarán illados ao mesmo tempo, o camiño de retorno non será demasiado longo e os problemas de EMC. non ocorrer.

 

02
O método de flexión da traza

Ao colocar liñas de sinal de alta velocidade, evite dobrar as liñas de sinal o máximo posible. Se ten que dobrar o trazo, non o trace nun ángulo agudo ou recto, senón que use un ángulo obtuso.

 

Ao colocar liñas de sinal de alta velocidade, moitas veces usamos liñas serpenteantes para acadar a mesma lonxitude. A mesma liña serpentina é en realidade unha especie de curva. O ancho da liña, o espazamento e o método de flexión deben seleccionarse de forma razoable e o espazamento debe cumprir a regra de 4W/1,5W.

 

03
Sinal de proximidade

Se a distancia entre as liñas de sinal de alta velocidade é demasiado próxima, é fácil producir diafonía. Ás veces, debido ao deseño, o tamaño do cadro da placa e outros motivos, a distancia entre as nosas liñas de sinal de alta velocidade supera a nosa distancia mínima requirida, entón só podemos aumentar a distancia entre as liñas de sinal de alta velocidade o máximo posible preto do pescozo de botella. distancia.

De feito, se o espazo é suficiente, intente aumentar a distancia entre as dúas liñas de sinal de alta velocidade.

 

03
Sinal de proximidade

Se a distancia entre as liñas de sinal de alta velocidade é demasiado próxima, é fácil producir diafonía. Ás veces, debido ao deseño, o tamaño do cadro da placa e outros motivos, a distancia entre as nosas liñas de sinal de alta velocidade supera a nosa distancia mínima requirida, entón só podemos aumentar a distancia entre as liñas de sinal de alta velocidade o máximo posible preto do pescozo de botella. distancia.

De feito, se o espazo é suficiente, intente aumentar a distancia entre as dúas liñas de sinal de alta velocidade.

 

05
A impedancia non é continua

O valor de impedancia dunha traza depende xeralmente da súa anchura de liña e da distancia entre a traza e o plano de referencia. Canto máis amplo sexa o trazo, menor será a súa impedancia. Nalgúns terminais de interface e almofadas de dispositivos, o principio tamén é aplicable.

Cando a almofada dun terminal de interface está conectada a unha liña de sinal de alta velocidade, se a almofada é particularmente grande neste momento e a liña de sinal de alta velocidade é particularmente estreita, a impedancia da almofada grande é pequena e a estreita. o trazo debe ter unha impedancia grande. Neste caso, producirase a descontinuidade da impedancia e producirase a reflexión do sinal se a impedancia é descontinua.

Polo tanto, para resolver este problema, colócase unha folla de cobre prohibida debaixo da almofada grande do terminal ou dispositivo de interface e o plano de referencia da almofada colócase noutra capa para aumentar a impedancia para que a impedancia sexa continua.

 

As vías son outra fonte de discontinuidade da impedancia. Para minimizar este efecto, débese eliminar a pel de cobre innecesaria conectada á capa interna e á vía.

De feito, este tipo de operación pódese eliminar mediante ferramentas CAD durante o deseño ou póñase en contacto co fabricante de procesamento de PCB para eliminar o cobre innecesario e garantir a continuidade da impedancia.

 

As vías son outra fonte de discontinuidade da impedancia. Para minimizar este efecto, débese eliminar a pel de cobre innecesaria conectada á capa interna e á vía.

De feito, este tipo de operación pódese eliminar mediante ferramentas CAD durante o deseño ou póñase en contacto co fabricante de procesamento de PCB para eliminar o cobre innecesario e garantir a continuidade da impedancia.

 

Prohíbese dispor vías ou compoñentes no par diferencial. Se se colocan vías ou compoñentes no par diferencial, produciranse problemas de EMC e tamén se producirán descontinuidades de impedancia.

 

Ás veces, algunhas liñas de sinal diferencial de alta velocidade deben conectarse en serie con capacitores de acoplamento. O capacitor de acoplamento tamén debe estar disposto de forma simétrica e o paquete do capacitor de acoplamento non debe ser demasiado grande. Recoméndase usar 0402, 0603 tamén é aceptable, e é mellor non usar capacitores superiores a 0805 ou condensadores lado a lado.

Normalmente, os vias producirán enormes descontinuidades de impedancia, polo que para os pares de liñas de sinal diferencial de alta velocidade, intente reducir os vias e, se quere usar os vias, organízaos de forma simétrica.

 

07
Lonxitude igual

Nalgunhas interfaces de sinal de alta velocidade, xeralmente, como un autobús, hai que ter en conta a hora de chegada e o erro de atraso entre as liñas de sinal individuais. Por exemplo, nun grupo de autobuses paralelos de alta velocidade, a hora de chegada de todas as liñas de sinal de datos debe estar garantida dentro dun determinado erro de retardo para garantir a coherencia do tempo de configuración e do tempo de espera. Para satisfacer esta demanda, debemos considerar lonxitudes iguais.

A liña de sinal diferencial de alta velocidade debe garantir un estrito lapso de tempo para as dúas liñas de sinal, se non, é probable que a comunicación falle. Polo tanto, para cumprir este requisito, pódese usar unha liña serpentina para acadar a mesma lonxitude, cumprindo así o requisito de retardo de tempo.

 

A liña serpentina xeralmente debe colocarse na orixe da perda de lonxitude, non no extremo afastado. Só na orixe poden transmitirse sincrónicamente os sinais nos extremos positivo e negativo da liña diferencial a maior parte do tempo.

A liña serpentina xeralmente debe colocarse na orixe da perda de lonxitude, non no extremo afastado. Só na orixe poden transmitirse sincrónicamente os sinais nos extremos positivo e negativo da liña diferencial a maior parte do tempo.

 

Se hai dúas trazas que están dobradas e a distancia entre as dúas é inferior a 15 mm, a perda de lonxitude entre ambas compensarase mutuamente neste momento, polo que non hai necesidade de procesar a mesma lonxitude neste momento.

 

Para diferentes partes das liñas de sinal diferencial de alta velocidade, deben ter a mesma lonxitude de forma independente. Vias, capacitores de acoplamento en serie e terminais de interface son liñas de sinal diferencial de alta velocidade divididas en dúas partes, polo que preste especial atención neste momento.

Debe ter a mesma lonxitude por separado. Porque unha gran cantidade de software EDA só presta atención a se todo o cableado se perde na RDC.

Para interfaces como os dispositivos de visualización LVDS, haberá varios pares de pares diferenciais ao mesmo tempo, e os requisitos de tempo entre os pares diferenciais son xeralmente moi estritos e os requisitos de retardo son particularmente pequenos. Polo tanto, para tales pares de sinais diferenciais, xeralmente esiximos que estean no mesmo plano. Facer compensación. Porque a velocidade de transmisión do sinal das diferentes capas é diferente.

Cando algún software EDA calcula a lonxitude da traza, a traza dentro da almofada tamén se calculará dentro da lonxitude. Se a compensación de lonxitude se realiza neste momento, o resultado real perderá a lonxitude. Polo tanto, preste especial atención neste momento cando use algún software EDA.

 

En calquera momento, se pode, debe escoller un enrutamento simétrico para evitar a necesidade de eventualmente realizar un enrutamento serpenteante de igual lonxitude.

 

Se o espazo o permite, intente engadir un pequeno bucle na orixe da liña diferencial curta para conseguir a compensación, en lugar de usar unha liña serpentina para compensar.