Mula sa mundo ng PCB, Marso, 19, 2021

Kapag gumagawa ng disenyo ng PCB, madalas kaming nakakaharap ng iba't ibang mga problema, tulad ng pagtutugma ng impedance, mga panuntunan ng EMI, atbp. Ang artikulong ito ay pinagsama-sama ang ilang mga tanong at sagot na may kaugnayan sa mga high-speed na PCB para sa lahat, at umaasa akong makakatulong ito sa lahat.

1. Paano isaalang-alang ang pagtutugma ng impedance kapag nagdidisenyo ng high-speed na mga schematic ng disenyo ng PCB?
Kapag nagdidisenyo ng mga high-speed na PCB circuit, ang pagtutugma ng impedance ay isa sa mga elemento ng disenyo.Ang halaga ng impedance ay may ganap na kaugnayan sa paraan ng mga kable, tulad ng paglalakad sa ibabaw na layer (microstrip) o panloob na layer (stripline/double stripline), distansya mula sa reference na layer (power layer o ground layer), lapad ng mga kable, PCB material , atbp. Parehong makakaapekto sa katangian na halaga ng impedance ng bakas.

Iyon ay upang sabihin, ang halaga ng impedance ay maaari lamang matukoy pagkatapos ng mga kable.Sa pangkalahatan, ang software ng simulation ay hindi maaaring isaalang-alang ang ilang mga hindi tuluy-tuloy na kondisyon ng mga kable dahil sa limitasyon ng modelo ng circuit o ang mathematical algorithm na ginamit.Sa oras na ito, ang ilang mga terminator (pagwawakas), tulad ng paglaban sa serye, ay maaaring ireserba sa schematic diagram.Bawasan ang epekto ng discontinuity sa trace impedance.Ang tunay na solusyon sa problema ay subukang maiwasan ang mga discontinuities ng impedance kapag nag-wire.

2. Kapag mayroong maraming digital/analog function blocks sa isang PCB board, ang kumbensyonal na paraan ay ang paghiwalayin ang digital/analog ground.Ano ang dahilan?
Ang dahilan ng paghihiwalay ng digital/analog ground ay dahil ang digital circuit ay bubuo ng ingay sa power at ground kapag nagpalipat-lipat sa pagitan ng mataas at mababang potensyal.Ang magnitude ng ingay ay nauugnay sa bilis ng signal at ang magnitude ng kasalukuyang.

Kung ang ground plane ay hindi nahahati at ang ingay na nabuo ng digital area circuit ay malaki at ang analog area circuit ay napakalapit, kahit na ang digital-to-analog na signal ay hindi tumawid, ang analog signal ay maaapektuhan pa rin ng ground. ingay.Ibig sabihin, magagamit lamang ang non-divided digital-to-analog na pamamaraan kapag ang analog circuit area ay malayo sa digital circuit area na bumubuo ng malaking ingay.

3. Sa high-speed na disenyo ng PCB, aling mga aspeto ang dapat isaalang-alang ng taga-disenyo ang mga panuntunan ng EMC at EMI?
Sa pangkalahatan, ang disenyo ng EMI/EMC ay kailangang isaalang-alang ang parehong mga aspetong na-radiated at isinasagawa sa parehong oras.Ang una ay kabilang sa mas mataas na frequency na bahagi (>30MHz) at ang huli ay ang mas mababang frequency na bahagi (<30MHz).Kaya't hindi mo maaaring bigyang-pansin ang mataas na dalas at huwag pansinin ang mababang dalas na bahagi.

Ang isang magandang disenyo ng EMI/EMC ay dapat isaalang-alang ang lokasyon ng device, PCB stack arrangement, mahalagang paraan ng koneksyon, pagpili ng device, atbp. sa simula ng layout.Kung walang mas mahusay na pag-aayos bago, ito ay malulutas pagkatapos.Makakakuha ito ng dalawang beses sa resulta sa kalahati ng pagsisikap at tataas ang gastos.

Halimbawa, ang lokasyon ng generator ng orasan ay hindi dapat malapit sa panlabas na konektor hangga't maaari.Ang mga high-speed signal ay dapat pumunta sa panloob na layer hangga't maaari.Bigyang-pansin ang katangian ng pagtutugma ng impedance at ang pagpapatuloy ng reference layer upang mabawasan ang mga reflection.Ang slew rate ng signal na itinulak ng device ay dapat kasing liit hangga't maaari upang mabawasan ang taas.Ang mga bahagi ng dalas, kapag pumipili ng mga decoupling/bypass capacitor, bigyang-pansin kung ang frequency response nito ay nakakatugon sa mga kinakailangan upang mabawasan ang ingay sa power plane.

Bilang karagdagan, bigyang-pansin ang pabalik na landas ng kasalukuyang signal ng mataas na dalas upang gawing maliit ang lugar ng loop hangga't maaari (iyon ay, ang loop impedance bilang maliit hangga't maaari) upang mabawasan ang radiation.Ang lupa ay maaari ding hatiin upang makontrol ang hanay ng high-frequency na ingay.Sa wakas, maayos na piliin ang chassis ground sa pagitan ng PCB at ng housing.

4. Kapag gumagawa ng mga PCB board, upang mabawasan ang interference, dapat bang bumuo ng closed-sum form ang ground wire?
Kapag gumagawa ng mga PCB board, karaniwang binabawasan ang loop area upang mabawasan ang interference.Kapag inilalagay ang linya ng lupa, hindi ito dapat ilagay sa isang saradong anyo, ngunit mas mahusay na ayusin ito sa isang hugis ng sanga, at ang lugar ng lupa ay dapat na tumaas hangga't maaari.

5. Paano ayusin ang routing topology upang mapabuti ang integridad ng signal?
Ang ganitong uri ng direksyon ng signal ng network ay mas kumplikado, dahil para sa unidirectional, bidirectional signal, at signal ng iba't ibang antas, ang mga impluwensya ng topology ay iba, at mahirap sabihin kung aling topology ang kapaki-pakinabang sa kalidad ng signal.At kapag gumagawa ng pre-simulation, kung aling topology ang gagamitin ay lubhang hinihingi sa mga inhinyero, na nangangailangan ng pag-unawa sa mga prinsipyo ng circuit, mga uri ng signal, at kahit na kahirapan sa mga kable.

6. Paano haharapin ang layout at mga kable upang matiyak ang katatagan ng mga signal sa itaas ng 100M?
Ang susi sa high-speed digital signal wiring ay upang bawasan ang epekto ng transmission lines sa kalidad ng signal.Samakatuwid, ang layout ng mga high-speed signal sa itaas ng 100M ay nangangailangan ng mga bakas ng signal na maging maikli hangga't maaari.Sa mga digital na circuit, ang mga high-speed na signal ay tinutukoy ng oras ng pagkaantala ng pagtaas ng signal.

Bukod dito, ang iba't ibang uri ng signal (gaya ng TTL, GTL, LVTTL) ay may iba't ibang pamamaraan para matiyak ang kalidad ng signal.