З Світу ПХБ, 19 березня 2021 року
Виконуючи дизайн друкованої плати, ми часто стикаємося з різними проблемами, такими як відповідність імпедансу, правила EMI тощо. Ця стаття склала деякі запитання та відповіді, пов'язані з високошвидкісними друкованими плат для всіх, і я сподіваюся, що це буде корисно для всіх.
1. Як розглянути відповідність опору при розробці швидкісних схем дизайну друкованої плати?
При розробці високошвидкісних схем PCB, відповідність імпедансу є одним із елементів дизайну. Значення імпедансу має абсолютний зв’язок із методом електропроводки, наприклад, ходьби по поверхневому шару (мікрострип) або внутрішнім шаром (смугова лінія/подвійна смуга), відстань від опорного шару (шар живлення або шару землі), ширина проводки, матеріал PCB тощо, впливатимуть на характерне значення сліду.
Тобто значення імпедансу можна визначити лише після проводки. Як правило, програмне забезпечення для моделювання не може враховувати деякі переривчасті умови проводки через обмеження моделі схеми або використовуваного математичного алгоритму. У цей час лише деякі термінатори (закінчення), такі як опір серії, можуть бути зарезервовані на схематичній схемі. Полегшуйте ефект розриву в сліді слідів. Справжнє рішення проблеми полягає в тому, щоб намагатися уникати розривів імпедансу при проводці.
2. Коли на платі PCB є кілька цифрових/аналогових функціональних блоків, звичайним методом є розділення цифрового/аналогового землі. Яка причина?
Причина розділення цифрового/аналогового землі полягає в тому, що цифровий ланцюг створюватиме шум у потужності та землі при перемиканні між високими та низькими потенціалами. Величина шуму пов'язана зі швидкістю сигналу та величиною струму.
Якщо площина землі не розділена, а шум, що генерується цифровою областю, є великим, а аналогові ланцюги області дуже близькі, навіть якщо сигнали цифрового аналога не перетинаються, аналоговий сигнал все ще буде заважати шуму наземного. Тобто, недобросовісний метод цифрового аналога може використовуватися лише тоді, коли область аналогової схеми знаходиться далеко від області цифрового ланцюга, яка генерує великий шум.
3. У дизайні високошвидкісної друкованої плати, які аспекти повинні розглядати дизайнер правила EMC та EMI?
Як правило, дизайн EMI/EMC повинен враховувати як випромінювані, так і проводити аспекти одночасно. Перші належать до більш високої частотної частини (> 30 МГц), а другий - нижня частота (<30 МГц). Тож ви не можете просто звернути увагу на високу частоту та ігнорувати низьку частоту.
Хороший дизайн EMI/EMC повинен враховувати місце розташування пристрою, розташування стека PCB, важливий метод з'єднання, вибір пристрою тощо на початку макета. Якщо заздалегідь кращої домовленості немає, вона буде вирішена згодом. Він отримає вдвічі більше результату з половиною зусиль та збільшить вартість.
Наприклад, розташування генератора годинника не повинно бути максимально близьким до зовнішнього роз'єму. Швидкі сигнали повинні максимально перейти до внутрішнього шару. Зверніть увагу на характерну відповідність опору та безперервність опорного шару для зменшення відображення. Швидкість низки сигналу, натиснута пристроєм, повинна бути максимально невеликою, щоб зменшити висоту. Компоненти частоти, вибираючи конденсатори роз'єднання/обходу, звертають увагу на те, чи відповідає його частотна відповідь вимогам щодо зменшення шуму на площині живлення.
Крім того, зверніть увагу на шлях повернення високочастотного струму сигналу, щоб зробити площу петлі якомога меншими (тобто опір петлі якомога меншим) для зменшення випромінювання. Землю також можна розділити, щоб контролювати діапазон високочастотного шуму. Нарешті, правильно виберіть землю шасі між друкованою та корпусом.
4. Виготовляючи дошки PCB, щоб зменшити перешкоди, чи повинен заземлений дріт утворювати форму закритої суми?
При виготовленні плати за друкованими платами область петлі, як правило, зменшується для зменшення перешкод. Прикладаючи лінію ґрунту, її не слід закладати у закритому вигляді, але краще влаштувати його у формі гілки, а площу землі слід максимально збільшити.
5. Як коригувати топологію маршрутизації для підвищення цілісності сигналу?
Цей тип напрямку мережевого сигналу є складнішим, оскільки для однонаправлених, двонаправлених сигналів та сигналів різних рівнів вплив топології різний, і важко сказати, яка топологія корисна для якості сигналу. І коли робити попереднє імітацію, яку топологію використовувати дуже вимогливу до інженерів, що вимагає розуміння принципів схеми, типів сигналів і навіть труднощів з проводкою.
6. Як боротися з макетом та проводкою, щоб забезпечити стабільність сигналів вище 100 м?
Ключовим фактором швидкісного цифрового проводки сигналу є зменшення впливу ліній передачі на якість сигналу. Тому макет високошвидкісних сигналів вище 100 м вимагає, щоб сліди сигналу були максимально короткими. У цифрових схемах високошвидкісні сигнали визначаються часом затримки підйому сигналу.
Більше того, різні типи сигналів (наприклад, TTL, GTL, LVTTL) мають різні методи для забезпечення якості сигналу.