Ze świata PCB

1. Jak uwzględnić dopasowanie impedancji podczas projektowania schematów projektowych szybkich płytek drukowanych?

Podczas projektowania szybkich obwodów PCB jednym z elementów projektu jest dopasowanie impedancji.Wartość impedancji ma bezwzględny związek z metodą okablowania, np. chodzenie po warstwie powierzchniowej (mikropaskowa) lub wewnętrznej (linia paskowa/podwójna linia paskowa), odległość od warstwy odniesienia (warstwa mocy lub warstwa uziemiająca), szerokość okablowania, materiał PCB itd. Obydwa będą miały wpływ na charakterystyczną wartość impedancji śladu.

Oznacza to, że wartość impedancji można określić po okablowaniu.Ogólnie rzecz biorąc, oprogramowanie symulacyjne nie może uwzględnić niektórych warunków nieciągłości okablowania ze względu na ograniczenia modelu obwodu lub zastosowanego algorytmu matematycznego.W tej chwili na schemacie można zarezerwować tylko niektóre terminatory (zakończenia), takie jak rezystancja szeregowa.Złagodzić efekt nieciągłości impedancji ścieżki.Prawdziwym rozwiązaniem tego problemu jest unikanie nieciągłości impedancji podczas okablowania.
obraz
2. Jeśli na płytce drukowanej znajduje się wiele bloków funkcyjnych cyfrowo-analogowych, konwencjonalną metodą jest oddzielenie masy cyfrowo-analogowej.Jaki jest powód?

Powodem oddzielenia masy cyfrowo-analogowej jest to, że obwód cyfrowy będzie generował szum w zasilaniu i masie podczas przełączania między wysokim i niskim potencjałem.Wielkość szumu jest powiązana z prędkością sygnału i wielkością prądu.

Jeśli płaszczyzna uziemienia nie jest podzielona i szum generowany przez obwód cyfrowy jest duży, a obwody obszaru analogowego są bardzo blisko, nawet jeśli sygnały cyfrowo-analogowe nie krzyżują się, sygnał analogowy będzie nadal zakłócany przez masę hałas.Oznacza to, że niedzieloną metodę cyfrowo-analogową można zastosować tylko wtedy, gdy obszar obwodu analogowego jest daleko od obszaru obwodu cyfrowego, który generuje duże szumy.

3. Jakie aspekty projektant powinien wziąć pod uwagę przy projektowaniu szybkich płytek PCB, zasad EMC i EMI?

Ogólnie rzecz biorąc, projekt EMI/EMC musi uwzględniać jednocześnie aspekty promieniowane i przewodzone.Pierwsza należy do części o wyższej częstotliwości (>30 MHz), a druga do części o niższej częstotliwości (<30 MHz).Nie można więc po prostu zwracać uwagi na wysoką częstotliwość i ignorować niską częstotliwość.

Dobry projekt EMI/EMC musi uwzględniać lokalizację urządzenia, układ stosu PCB, ważną metodę podłączenia, wybór urządzenia itp. na początku układu.Jeżeli wcześniej nie będzie lepszego rozwiązania, problem zostanie rozwiązany później.Uzyskasz dwukrotnie lepszy wynik przy połowie wysiłku i zwiększysz koszty.

Na przykład położenie generatora zegara nie powinno znajdować się jak najbliżej złącza zewnętrznego.Sygnały o dużej prędkości powinny w miarę możliwości trafiać do warstwy wewnętrznej.Aby zredukować odbicia, należy zwrócić uwagę na charakterystyczne dopasowanie impedancji i ciągłość warstwy odniesienia.Szybkość narastania sygnału wypychanego przez urządzenie powinna być jak najmniejsza, aby zmniejszyć wysokość.Elementy częstotliwościowe przy wyborze kondensatorów odsprzęgających/bocznikujących należy zwrócić uwagę na to, czy ich charakterystyka częstotliwościowa spełnia wymagania dotyczące redukcji szumów w płaszczyźnie mocy.

Ponadto należy zwrócić uwagę na ścieżkę powrotną prądu sygnału o wysokiej częstotliwości, aby obszar pętli był jak najmniejszy (tzn. impedancja pętli była jak najmniejsza) w celu zmniejszenia promieniowania.Grunt można również podzielić, aby kontrolować zakres hałasu o wysokiej częstotliwości.Na koniec należy odpowiednio wybrać masę obudowy pomiędzy płytką drukowaną a obudową.
obraz
4. Czy przy wykonywaniu płytki PCB, aby zmniejszyć zakłócenia, przewód uziemiający powinien tworzyć sumę zamkniętą?

Podczas wytwarzania płytek PCB obszar pętli jest zwykle zmniejszany w celu zmniejszenia zakłóceń.Podczas układania linii uziemienia nie należy jej układać w formie zamkniętej, ale lepiej ułożyć ją w kształcie gałęzi, a powierzchnię gruntu należy maksymalnie zwiększyć.

obraz
5. Jak dostosować topologię routingu, aby poprawić integralność sygnału?

Ten rodzaj kierunku sygnału sieciowego jest bardziej skomplikowany, ponieważ w przypadku sygnałów jednokierunkowych, dwukierunkowych i typów sygnałów o różnym poziomie wpływ topologii jest inny i trudno powiedzieć, która topologia jest korzystna dla jakości sygnału.A przy przeprowadzaniu symulacji wstępnej wybór topologii jest bardzo wymagający dla inżynierów, wymagający zrozumienia zasad obwodów, typów sygnałów, a nawet trudności w okablowaniu.
obraz
6. Jak postępować z układem i okablowaniem, aby zapewnić stabilność sygnałów powyżej 100M?

Kluczem do szybkiego okablowania sygnału cyfrowego jest zmniejszenie wpływu linii transmisyjnych na jakość sygnału.Dlatego układ szybkich sygnałów powyżej 100 M wymaga, aby ścieżki sygnału były jak najkrótsze.W obwodach cyfrowych sygnały o dużej szybkości są definiowane przez czas opóźnienia narastania sygnału.

Co więcej, różne typy sygnałów (takie jak TTL, GTL, LVTTL) mają różne metody zapewniania jakości sygnału.