De la PCB World, 19 martie 2021

Atunci când facem designul PCB, de multe ori întâmpinăm diverse probleme, cum ar fi potrivirea impedanței, regulile EMI, etc. Acest articol a compilat câteva întrebări și răspunsuri legate de PCB-uri de mare viteză pentru toată lumea și sper că va fi util tuturor.

1. Cum să luați în considerare potrivirea impedanței atunci când proiectați scheme de proiectare a PCB de mare viteză?
Când proiectați circuite PCB de mare viteză, potrivirea impedanței este unul dintre elementele de proiectare. Valoarea impedanței are o relație absolută cu metoda de cablare, cum ar fi mersul pe stratul de suprafață (microstrip) sau stratul interior (linie de bandă/linie dublă), distanța de stratul de referință (stratul de putere sau stratul de sol), lățimea cablajului, materialul PCB, etc.

Adică, valoarea impedanței poate fi determinată numai după cablare. În general, software -ul de simulare nu poate ține cont de unele condiții de cablare discontinue din cauza limitării modelului de circuit sau a algoritmului matematic utilizat. În acest moment, doar unii terminatori (terminarea), cum ar fi rezistența în serie, pot fi rezervate pe diagrama schematică. Atenuați efectul discontinuității în impedanța de urmărire. Soluția reală a problemei este de a încerca să evitați întreruperile de impedanță atunci când cablaj.

2. Când există mai multe blocuri de funcții digitale/analogice într -o placă PCB, metoda convențională este de a separa terenul digital/analogic. Care este motivul?
Motivul pentru separarea solului digital/analogic este acela că circuitul digital va genera zgomot în putere și sol la trecerea între potențialele înalte și cele mici. Mărimea zgomotului este legată de viteza semnalului și de mărimea curentului.

Dacă planul de la sol nu este împărțit și zgomotul generat de circuitul zonei digitale este mare, iar circuitele din zona analogică sunt foarte apropiate, chiar dacă semnalele digitale-analogice nu se încrucișează, semnalul analogic va fi în continuare interferat de zgomotul la sol. Adică, metoda digitală-analogică non-divizată poate fi utilizată numai atunci când zona circuitului analogic este departe de zona de circuit digital care generează zgomot mare.

3. În proiectarea PCB de mare viteză, ce aspecte ar trebui ca proiectantul să ia în considerare regulile EMC și EMI?
În general, proiectarea EMI/EMC trebuie să ia în considerare atât aspecte radiate, cât și efectuate în același timp. Prima aparține părții de frecvență mai mare (> 30MHz), iar cea de -a doua este partea de frecvență mai mică (<30MHz). Deci nu puteți acorda atenție doar frecvenței înalte și ignorați partea de frecvență joasă.

Un design bun EMI/EMC trebuie să țină seama de locația dispozitivului, aranjamentul stivei PCB, metoda de conectare importantă, selecția dispozitivului, etc. La începutul aspectului. Dacă nu există un aranjament mai bun înainte, acesta va fi rezolvat ulterior. Va obține de două ori rezultatul cu jumătate din efort și va crește costurile.

De exemplu, locația generatorului de ceas nu ar trebui să fie cât mai aproape de conectorul extern posibil. Semnalele de mare viteză ar trebui să meargă cât mai mult posibil la stratul interior. Acordați atenție potrivirii caracteristice a impedanței și continuității stratului de referință pentru a reduce reflecțiile. Rata derulată a semnalului împins de dispozitiv ar trebui să fie cât mai mică pentru a reduce înălțimea. Componentele de frecvență, atunci când alegeți condensatoarele de decuplare/bypass, acordați atenție dacă răspunsul său la frecvență îndeplinește cerințele pentru a reduce zgomotul pe planul de alimentare.

În plus, acordați atenție căii de întoarcere a curentului de semnal de înaltă frecvență pentru a face zona buclei cât mai mică (adică impedanța buclei cât mai mică) pentru a reduce radiațiile. Terenul poate fi, de asemenea, împărțit pentru a controla gama de zgomot de înaltă frecvență. În cele din urmă, alegeți în mod corespunzător terenul de șasiu dintre PCB și carcasă.

4. Când faceți plăci PCB, pentru a reduce interferențele, firul de masă ar trebui să formăm o formă cu sumă închisă?
Atunci când faceți plăci PCB, zona buclei este în general redusă pentru a reduce interferențele. Atunci când așezați linia de sol, nu trebuie așezată într -o formă închisă, dar este mai bine să o aranjați într -o formă de ramură, iar zona solului ar trebui să fie crescută cât mai mult.

5. Cum să ajustați topologia de rutare pentru a îmbunătăți integritatea semnalului?
Acest tip de direcție a semnalului de rețea este mai complicat, deoarece pentru semnale unidirecționale, bidirecționale și semnale de diferite niveluri, influențele topologiei sunt diferite și este dificil de spus care topologie este benefică pentru calitatea semnalului. Și atunci când faceți pre-simulare, pe care topologia să o utilizeze este foarte solicitantă pentru ingineri, necesitând înțelegerea principiilor circuitului, a tipurilor de semnal și chiar a dificultăților de cablare.

6. Cum să faceți față aspectului și cablajului pentru a asigura stabilitatea semnalelor peste 100 m?
Cheia cablului de semnal digital de mare viteză este de a reduce impactul liniilor de transmisie asupra calității semnalului. Prin urmare, aspectul semnalelor de mare viteză peste 100 m necesită ca urmele de semnal să fie cât mai scurte. În circuitele digitale, semnalele de mare viteză sunt definite prin timpul de întârziere a creșterii semnalului.

Mai mult, diferite tipuri de semnale (cum ar fi TTL, GTL, LVTTL) au metode diferite pentru a asigura calitatea semnalului.