Dari dunia PCB, 19 Mac, 2021
Apabila melakukan reka bentuk PCB, kami sering menghadapi pelbagai masalah, seperti padanan impedans, peraturan EMI, dsb. Artikel ini telah menyusun beberapa soalan dan jawapan berkaitan PCB berkelajuan tinggi untuk semua orang, dan saya harap ia akan membantu semua orang.
1. Bagaimana untuk mempertimbangkan padanan impedans semasa mereka bentuk skema reka bentuk PCB berkelajuan tinggi?
Apabila mereka bentuk litar PCB berkelajuan tinggi, padanan impedans adalah salah satu elemen reka bentuk.Nilai impedans mempunyai hubungan mutlak dengan kaedah pendawaian, seperti berjalan di atas lapisan permukaan (jalur mikro) atau lapisan dalam (garisan jalur/double stripline), jarak dari lapisan rujukan (lapisan kuasa atau lapisan tanah), lebar pendawaian, bahan PCB , dsb. Kedua-duanya akan menjejaskan nilai impedans ciri surih.
Maksudnya, nilai impedans hanya boleh ditentukan selepas pendawaian.Secara amnya, perisian simulasi tidak boleh mengambil kira beberapa keadaan pendawaian terputus disebabkan oleh had model litar atau algoritma matematik yang digunakan.Pada masa ini, hanya beberapa penamat (penamatan), seperti rintangan siri, boleh ditempah pada rajah skema.Mengurangkan kesan ketakselanjaran dalam impedans surih.Penyelesaian sebenar kepada masalah ini ialah cuba mengelakkan ketakselanjaran impedans semasa pendawaian.
2. Apabila terdapat berbilang blok fungsi digital/analog dalam papan PCB, kaedah konvensional adalah untuk memisahkan tanah digital/analog.Apakah sebabnya?
Sebab untuk memisahkan tanah digital/analog adalah kerana litar digital akan menghasilkan bunyi dalam kuasa dan tanah apabila bertukar antara potensi tinggi dan rendah.Magnitud bunyi adalah berkaitan dengan kelajuan isyarat dan magnitud arus.
Jika satah bumi tidak dibahagikan dan hingar yang dijana oleh litar kawasan digital adalah besar dan litar kawasan analog sangat rapat, walaupun isyarat digital-ke-analog tidak bersilang, isyarat analog masih akan diganggu oleh tanah. bunyi bising.Maksudnya, kaedah digital-ke-analog tidak dibahagikan hanya boleh digunakan apabila kawasan litar analog jauh dari kawasan litar digital yang menghasilkan bunyi yang besar.
3. Dalam reka bentuk PCB berkelajuan tinggi, aspek manakah yang harus dipertimbangkan oleh pereka bentuk peraturan EMC dan EMI?
Secara amnya, reka bentuk EMI/EMC perlu mempertimbangkan kedua-dua aspek terpancar dan dikendalikan pada masa yang sama.Yang pertama tergolong dalam bahagian frekuensi yang lebih tinggi (>30MHz) dan yang kedua adalah bahagian frekuensi yang lebih rendah (<30MHz).Jadi anda tidak boleh hanya memberi perhatian kepada frekuensi tinggi dan mengabaikan bahagian frekuensi rendah.
Reka bentuk EMI/EMC yang baik mesti mengambil kira lokasi peranti, susunan tindanan PCB, kaedah sambungan penting, pemilihan peranti, dsb. pada permulaan susun atur.Jika tidak ada susunan yang lebih baik sebelum ini, ia akan diselesaikan selepas itu.Ia akan mendapat hasil dua kali ganda dengan separuh usaha dan meningkatkan kos.
Sebagai contoh, lokasi penjana jam tidak boleh sedekat mungkin dengan penyambung luaran.Isyarat berkelajuan tinggi harus pergi ke lapisan dalam sebanyak mungkin.Beri perhatian kepada padanan impedans ciri dan kesinambungan lapisan rujukan untuk mengurangkan pantulan.Kadar slew isyarat yang ditolak oleh peranti hendaklah sekecil mungkin untuk mengurangkan ketinggian.Komponen frekuensi, apabila memilih kapasitor penyahgandingan/pintasan, perhatikan sama ada tindak balas frekuensinya memenuhi keperluan untuk mengurangkan hingar pada satah kuasa.
Di samping itu, perhatikan laluan pemulangan arus isyarat frekuensi tinggi untuk menjadikan kawasan gelung sekecil mungkin (iaitu, galangan gelung sekecil mungkin) untuk mengurangkan sinaran.Tanah juga boleh dibahagikan untuk mengawal julat bunyi frekuensi tinggi.Akhir sekali, pilih tanah casis dengan betul antara PCB dan perumah.
4. Apabila membuat papan PCB, untuk mengurangkan gangguan, adakah wayar tanah membentuk bentuk jumlah tertutup?
Apabila membuat papan PCB, kawasan gelung biasanya dikurangkan untuk mengurangkan gangguan.Apabila meletakkan garis tanah, ia tidak boleh diletakkan dalam bentuk tertutup, tetapi lebih baik menyusunnya dalam bentuk cawangan, dan kawasan tanah perlu ditingkatkan sebanyak mungkin.
5. Bagaimana untuk melaraskan topologi penghalaan untuk meningkatkan integriti isyarat?
Arah isyarat rangkaian jenis ini adalah lebih rumit, kerana untuk isyarat satu arah, dwiarah dan isyarat tahap yang berbeza, pengaruh topologi adalah berbeza, dan sukar untuk mengatakan topologi mana yang bermanfaat kepada kualiti isyarat.Dan apabila melakukan pra-simulasi, topologi mana yang hendak digunakan sangat menuntut jurutera, memerlukan pemahaman tentang prinsip litar, jenis isyarat, dan juga kesukaran pendawaian.
6. Bagaimana untuk menangani susun atur dan pendawaian untuk memastikan kestabilan isyarat melebihi 100M?
Kunci kepada pendawaian isyarat digital berkelajuan tinggi adalah untuk mengurangkan kesan talian penghantaran pada kualiti isyarat.Oleh itu, susun atur isyarat berkelajuan tinggi melebihi 100M memerlukan jejak isyarat sesingkat mungkin.Dalam litar digital, isyarat berkelajuan tinggi ditakrifkan oleh masa tunda kenaikan isyarat.
Selain itu, jenis isyarat yang berbeza (seperti TTL, GTL, LVTTL) mempunyai kaedah yang berbeza untuk memastikan kualiti isyarat.