Làm thế nào để đối phó với tín hiệu PCB vượt qua đường phân chia?

Trong quá trình thiết kế PCB, việc phân chia mặt phẳng nguồn hoặc phân chia mặt phẳng nền sẽ dẫn đến mặt phẳng không hoàn chỉnh. Bằng cách này, khi tín hiệu được định tuyến, mặt phẳng tham chiếu của nó sẽ trải dài từ mặt phẳng nguồn này sang mặt phẳng nguồn khác. Hiện tượng này được gọi là phân chia nhịp tín hiệu.

p2

 

p3

Sơ đồ các hiện tượng phân đoạn chéo
 
Phân đoạn chéo, đối với tín hiệu tốc độ thấp có thể không có mối quan hệ, nhưng trong hệ thống tín hiệu số tốc độ cao, tín hiệu tốc độ cao lấy mặt phẳng tham chiếu làm đường trở về, nghĩa là đường trở về. Khi mặt phẳng tham chiếu không đầy đủ, các tác động bất lợi sau sẽ xảy ra: phân đoạn chéo có thể không liên quan đến tín hiệu tốc độ thấp, nhưng trong hệ thống tín hiệu số tốc độ cao, tín hiệu tốc độ cao lấy mặt phẳng tham chiếu làm đường trở về, điều đó là đường trở về. Khi mặt phẳng tham chiếu không đầy đủ sẽ xảy ra các tác động bất lợi sau:
l Gián đoạn trở kháng dẫn đến chạy dây;
l Dễ gây nhiễu xuyên âm giữa các tín hiệu;
l Nó gây ra sự phản xạ giữa các tín hiệu;
l Dạng sóng đầu ra dễ dao động bằng cách tăng diện tích vòng lặp của dòng điện và độ tự cảm của vòng lặp.
l Sự can thiệp của bức xạ vào không gian tăng lên và từ trường trong không gian dễ bị ảnh hưởng.
l Tăng khả năng ghép từ với các mạch khác trên bo mạch;
l Sự sụt giảm điện áp tần số cao trên cuộn cảm vòng tạo thành nguồn bức xạ chế độ chung, được tạo ra thông qua cáp bên ngoài.
 
Do đó, hệ thống dây điện PCB phải càng gần mặt phẳng càng tốt và tránh sự phân chia chéo. Nếu cần phải vượt qua vạch phân cách hoặc không thể ở gần mặt phẳng nguồn điện thì những điều kiện này chỉ được phép ở đường tín hiệu tốc độ thấp.
 
Xử lý trên các phân vùng trong thiết kế
Nếu sự phân chia chéo là không thể tránh khỏi trong thiết kế PCB thì phải giải quyết như thế nào? Trong trường hợp này, phân đoạn cần được sửa lại để cung cấp đường dẫn trở lại ngắn cho tín hiệu. Các phương pháp xử lý phổ biến bao gồm thêm tụ điện hàn và đi qua cầu dây.
tôi Tụ điện
Một tụ gốm 0402 hoặc 0603 có công suất 0,01uF hoặc 0,1uF thường được đặt ở mặt cắt tín hiệu. Nếu không gian cho phép, có thể bổ sung thêm một số tụ điện như vậy.
Đồng thời, cố gắng đảm bảo dây tín hiệu nằm trong phạm vi điện dung may 200mil, khoảng cách càng nhỏ thì càng tốt; Các mạng ở cả hai đầu của tụ điện tương ứng với các mạng của mặt phẳng tham chiếu mà tín hiệu đi qua. Xem các mạng được kết nối ở cả hai đầu của tụ điện trong hình bên dưới. Hai mạng khác nhau được đánh dấu bằng hai màu là:
p4
tôiCầu qua dây
Người ta thường “xử lý mặt đất” tín hiệu xuyên suốt sự phân chia trong lớp tín hiệu và cũng có thể là các đường tín hiệu mạng khác, đường “mặt đất” càng dày càng tốt

 

 

Kỹ năng nối dây tín hiệu tốc độ cao
Một)kết nối nhiều lớp
Mạch định tuyến tín hiệu tốc độ cao thường có tính tích hợp cao, mật độ dây cao, sử dụng bo mạch nhiều lớp không chỉ cần thiết cho việc đi dây mà còn là phương tiện hữu hiệu để giảm nhiễu.
 
Việc lựa chọn các lớp hợp lý có thể làm giảm đáng kể kích thước của bảng in, có thể tận dụng tối đa lớp trung gian để đặt tấm chắn, có thể nhận ra tốt hơn nối đất gần đó, có thể giảm độ tự cảm ký sinh một cách hiệu quả, có thể rút ngắn thời lượng truyền tín hiệu một cách hiệu quả , có thể làm giảm đáng kể nhiễu chéo giữa các tín hiệu, v.v.
b)Chì càng ít cong thì càng tốt
Càng ít sự uốn cong của dây dẫn giữa các chân của thiết bị mạch tốc độ cao thì càng tốt.
Dây dẫn của mạch định tuyến tín hiệu tốc độ cao sử dụng đường thẳng hoàn toàn và cần phải quay, có thể được sử dụng như đường đa tuyến 45° hoặc quay vòng cung. Yêu cầu này chỉ dùng để nâng cao độ bền giữ của lá thép trong mạch tần số thấp.
Trong các mạch tốc độ cao, việc đáp ứng yêu cầu này có thể làm giảm việc truyền và ghép tín hiệu tốc độ cao, đồng thời giảm sự bức xạ và phản xạ của tín hiệu.
c)Đường dẫn càng ngắn thì càng tốt
Dây dẫn giữa các chân của thiết bị mạch định tuyến tín hiệu tốc độ cao càng ngắn thì càng tốt.
Dây dẫn càng dài thì giá trị điện cảm và điện dung phân bố càng lớn, điều này sẽ ảnh hưởng nhiều đến việc truyền tín hiệu tần số cao của hệ thống, đồng thời cũng làm thay đổi trở kháng đặc tính của mạch, dẫn đến sự phản xạ và dao động của hệ thống.
d)Càng ít sự xen kẽ giữa các lớp chì thì càng tốt
Càng ít sự xen kẽ giữa các lớp giữa các chân của thiết bị mạch tốc độ cao thì càng tốt.
Cái gọi là “càng ít sự xen kẽ giữa các dây dẫn thì càng tốt” có nghĩa là càng ít lỗ được sử dụng để kết nối các bộ phận thì càng tốt. Người ta đã đo được rằng một lỗ có thể mang lại điện dung phân bố khoảng 0,5pf, dẫn đến độ trễ mạch tăng đáng kể, việc giảm số lượng lỗ có thể cải thiện đáng kể tốc độ
đ)Lưu ý nhiễu chéo song song
Hệ thống dây tín hiệu tốc độ cao cần chú ý đến hiện tượng "nhiễu chéo" do đường dây tín hiệu song song ở khoảng cách ngắn gây ra. Nếu không thể tránh được sự phân phối song song, một khu vực “mặt đất” lớn có thể được bố trí ở phía đối diện của đường tín hiệu song song để giảm nhiễu đáng kể.
f)Tránh cành và gốc cây
Dây tín hiệu tốc độ cao nên tránh phân nhánh hoặc hình thành Stub.
Gốc cây có ảnh hưởng lớn đến trở kháng và có thể gây phản xạ tín hiệu và vọt lố, vì vậy chúng ta thường nên tránh gốc cây và cành cây trong thiết kế.
Việc nối dây xích Daisy sẽ làm giảm tác động lên tín hiệu.
g)Đường tín hiệu đi vào tầng trong càng xa càng tốt
Đường tín hiệu tần số cao đi trên bề mặt dễ tạo ra bức xạ điện từ lớn, đồng thời cũng dễ bị nhiễu bởi các yếu tố hoặc bức xạ điện từ bên ngoài.
Đường tín hiệu tần số cao được định tuyến giữa nguồn điện và dây nối đất, thông qua sự hấp thụ sóng điện từ của nguồn điện và lớp dưới cùng, bức xạ tạo ra sẽ giảm đi nhiều.