Dari PCB World, Mac, 19, 2021
Apabila melakukan reka bentuk PCB, kita sering menghadapi pelbagai masalah, seperti pemadanan impedans, peraturan EMI, dan lain-lain. Artikel ini telah mengumpulkan beberapa soalan dan jawapan yang berkaitan dengan PCB berkelajuan tinggi untuk semua orang, dan saya harap ia akan membantu semua orang.
1. Bagaimana untuk mempertimbangkan padanan impedans apabila mereka bentuk skema reka bentuk PCB berkelajuan tinggi?
Apabila mereka bentuk litar PCB berkelajuan tinggi, pencocokan impedans adalah salah satu elemen reka bentuk. Nilai impedans mempunyai hubungan mutlak dengan kaedah pendawaian, seperti berjalan di atas lapisan permukaan (microstrip) atau lapisan dalaman (stripline/double stripline), jarak dari lapisan rujukan (lapisan kuasa atau lapisan tanah), lebar pendawaian, bahan PCB, dan lain -lain.
Maksudnya, nilai impedans hanya boleh ditentukan selepas pendawaian. Umumnya, perisian simulasi tidak dapat mengambil kira beberapa keadaan pendawaian yang tidak berterusan kerana batasan model litar atau algoritma matematik yang digunakan. Pada masa ini, hanya beberapa terminator (penamatan), seperti rintangan siri, boleh dikhaskan pada gambarajah skema. Mengurangkan kesan ketidakselarasan dalam kesan impedans. Penyelesaian sebenar kepada masalah ini adalah untuk mengelakkan ketidakpastian impedans apabila pendawaian.
2. Apabila terdapat pelbagai blok fungsi digital/analog dalam papan PCB, kaedah konvensional adalah untuk memisahkan tanah digital/analog. Apa sebabnya?
Alasan untuk memisahkan tanah digital/analog adalah kerana litar digital akan menghasilkan bunyi dalam kuasa dan tanah apabila beralih antara potensi tinggi dan rendah. Besarnya bunyi bising berkaitan dengan kelajuan isyarat dan magnitud arus.
Jika satah tanah tidak dibahagikan dan bunyi yang dihasilkan oleh litar kawasan digital adalah besar dan litar kawasan analog sangat dekat, walaupun isyarat digital-to-analog tidak menyeberang, isyarat analog masih akan diganggu oleh bunyi tanah. Maksudnya, kaedah digital-to-analog yang 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-aspek yang harus Pereka Perancang mempertimbangkan EMC dan EMI?
Umumnya, reka bentuk EMI/EMC perlu mempertimbangkan kedua -dua aspek yang dipancarkan dan dijalankan pada masa yang sama. Yang pertama adalah bahagian frekuensi yang lebih tinggi (> 30MHz) dan yang terakhir adalah bahagian frekuensi yang lebih rendah (<30MHz). Oleh itu, anda tidak boleh memberi perhatian kepada frekuensi tinggi dan mengabaikan bahagian frekuensi yang rendah.
Reka bentuk EMI/EMC yang baik mesti mengambil kira lokasi peranti, susunan timbunan PCB, kaedah sambungan penting, pemilihan peranti, dan lain -lain pada permulaan susun atur. Sekiranya tidak ada pengaturan yang lebih baik terlebih dahulu, ia akan diselesaikan selepas itu. Ia akan mendapat dua kali keputusan dengan separuh usaha dan meningkatkan kos.
Sebagai contoh, lokasi penjana jam tidak sepatutnya hampir dengan penyambung luaran yang mungkin. Isyarat berkelajuan tinggi harus pergi ke lapisan dalaman sebanyak mungkin. Beri perhatian kepada pencocokan impedans ciri dan kesinambungan lapisan rujukan untuk mengurangkan pantulan. Kadar isyarat yang ditolak oleh peranti harus sekecil mungkin untuk mengurangkan ketinggian. Komponen kekerapan, apabila memilih kapasitor decoupling/bypass, perhatikan sama ada tindak balas kekerapannya memenuhi keperluan untuk mengurangkan bunyi pada satah kuasa.
Di samping itu, perhatikan laluan pulangan arus isyarat frekuensi tinggi untuk menjadikan kawasan gelung sekecil mungkin (iaitu, impedans gelung sekecil mungkin) untuk mengurangkan radiasi. Tanah juga boleh dibahagikan untuk mengawal pelbagai bunyi frekuensi tinggi. Akhirnya, pilihlah tanah casis antara PCB dan perumahan.
4. Apabila membuat papan PCB, untuk mengurangkan gangguan, sekiranya dawai tanah membentuk bentuk 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 untuk mengaturnya dalam bentuk cawangan, dan kawasan tanah harus ditingkatkan sebanyak mungkin.
5. Bagaimana untuk menyesuaikan topologi penghalaan untuk meningkatkan integriti isyarat?
Arah isyarat rangkaian jenis ini lebih rumit, kerana untuk isyarat unidirectional, bidirectional, dan isyarat tahap yang berbeza, pengaruh topologi adalah berbeza, dan sukar untuk mengatakan topologi mana yang bermanfaat untuk memberi isyarat kualiti. Dan apabila melakukan pra-simulasi, topologi yang digunakan sangat menuntut para jurutera, yang memerlukan pemahaman prinsip litar, jenis isyarat, dan juga kesukaran pendawaian.
6. Bagaimana menangani susun atur dan pendawaian untuk memastikan kestabilan isyarat di atas 100m?
Kunci pendawaian isyarat digital berkelajuan tinggi adalah untuk mengurangkan kesan garis penghantaran pada kualiti isyarat. Oleh itu, susun atur isyarat berkelajuan tinggi di atas 100m memerlukan jejak isyarat untuk sekejap mungkin. Dalam litar digital, isyarat berkelajuan tinggi ditakrifkan oleh masa penangguhan isyarat.
Selain itu, pelbagai jenis isyarat (seperti TTL, GTL, LVTTL) mempunyai kaedah yang berbeza untuk memastikan kualiti isyarat.