Iz PCB World -a, 19. ožujka, 2021

Kada radimo dizajn PCB-a, često se susrećemo s raznim problemima, poput podudaranja impedancije, EMI pravila itd. Ovaj je članak sastavio neka pitanja i odgovore vezane uz PCB-ove velike brzine za sve, a nadam se da će to biti od pomoći svima.

1. Kako razmotriti podudaranje impedancije prilikom dizajniranja shema dizajna brzih PCB-a?
Prilikom dizajniranja brzih PCB krugova, podudaranje impedancije jedan je od elemenata dizajna. Vrijednost impedancije ima apsolutni odnos s metodom ožičenja, poput hodanja po površinskom sloju (Microttrip) ili unutarnjeg sloja (traka/dvostruka traka), udaljenost od referentnog sloja (sloj napajanja ili sloj prizemlja), širinu ožičenja, PCB materijal itd. Oboje će utjecati na karakterističnu vrijednost bezpedne vrijednosti.

Odnosno, vrijednost impedancije može se utvrditi tek nakon ožičenja. Općenito, softver za simulaciju ne može uzeti u obzir neke diskontinuirane uvjete ožičenja zbog ograničenja modela kruga ili korištenog matematičkog algoritma. U ovom se trenutku samo neki terminatori (raskid), poput serijskog otpora, mogu rezervirati na shematskom dijagramu. Ublažiti učinak diskontinuiteta u impedanciji u tragovima. Pravo rješenje problema je pokušati izbjeći diskontinuitete impedancije pri oživljavanju.

2. Kada na PCB ploči postoji više digitalnih/analognih blokova funkcije, konvencionalna metoda je odvajanje digitalnog/analognog tla. Koji je razlog?
Razlog za odvajanje digitalnog/analognog tla je taj što će digitalni krug stvarati buku u napajanju i tlu prilikom prebacivanja između visokih i niskih potencijala. Jačina buke povezana je sa brzinom signala i veličinom struje.

Ako ravnina tla nije podijeljena, a buka koju generira krug digitalnog područja je velik, a krugovi analognog područja su vrlo blizu, čak i ako se digitalni-analogni signali ne prelaze, analogni signal će i dalje ometati šum tla. Odnosno, metoda koja se ne dijeli digitalno-analog može se koristiti samo kada je područje analognog kruga daleko od područja digitalnog kruga koje stvara veliku buku.

3. U dizajnu PCB-a, koji aspekti bi dizajner trebao razmotriti EMC i EMI pravila?
Općenito, EMI/EMC dizajn mora istovremeno razmotriti i zračene i provedene aspekte. Prvi pripada dijelu viših frekvencija (> 30MHz), a drugi je dio niže frekvencije (<30MHz). Dakle, ne možete samo obratiti pažnju na visoku frekvenciju i zanemariti dio niske frekvencije.

Dobar dizajn EMI/EMC mora uzeti u obzir mjesto uređaja, raspored snopa PCB -a, važnu metodu povezivanja, odabir uređaja itd. Na početku izgleda. Ako unaprijed nema boljeg rasporeda, nakon toga će se riješiti. Dobit će dvostruko rezultat s pola napora i povećati troškove.

Na primjer, lokacija generatora sata ne bi trebala biti što bliže vanjskom konektoru. Signali velike brzine trebali bi ići u unutarnji sloj što je više moguće. Obratite pažnju na karakteristično podudaranje impedancije i kontinuitet referentnog sloja kako biste smanjili refleksije. Brzina uboda signala koji je gurnuo uređaj trebala bi biti što manja kako bi se smanjila visina. Frekvencijske komponente, pri odabiru kondenzatora razdvajanja/zaobilaženja, obratite pažnju na to hoće li njegov frekvencijski odziv ispuniti zahtjeve za smanjenje buke na ravnini napajanja.

Osim toga, obratite pažnju na povratni put visokofrekventne signalne struje kako bi područje petlje bio što je manjiji (to jest, impedancija petlje što je moguće moguće) za smanjenje zračenja. Tlo se također može podijeliti za kontrolu raspona visokofrekventne buke. Konačno, pravilno odaberite tlo šasije između PCB -a i kućišta.

4. Prilikom izrade PCB ploča, kako bi se smanjile smetnje, treba li zemaljska žica formirati zatvoreni oblik?
Pri izradi PCB ploča, područje petlje se uglavnom smanjuje kako bi se smanjile smetnje. Pri postavljanju tla, to se ne smije položiti u zatvorenom obliku, ali bolje je da ga rasporedimo u oblik grane, a područje tla treba povećati što je više moguće.

5. Kako prilagoditi topologiju usmjeravanja radi poboljšanja integriteta signala?
Ova vrsta smjera mrežnog signala je složenija, jer za jednosmjerne, dvosmjerne signale i signale različitih razina, topološki utjecaji su različiti, a teško je reći koja je topologija korisna za kvalitetu signala. A kada radite predimulaciju, koja je topologija koristiti vrlo zahtjevna za inženjere, zahtijevajući razumijevanje principa kruga, tipova signala, pa čak i poteškoća u ožičenju.

6. Kako se nositi s izgledom i ožičenjem kako biste osigurali stabilnost signala iznad 100m?
Ključ digitalnog ožičenja brzih signala je smanjiti utjecaj prijenosnih linija na kvalitetu signala. Stoga, izgled signala velike brzine iznad 100 m zahtijeva da tragovi signala budu što kraći. U digitalnim krugovima signali velike brzine definirani su vremenom kašnjenja u porastu signala.

Nadalje, različite vrste signala (poput TTL, GTL, LVTTL) imaju različite metode kako bi se osigurala kvaliteta signala.