Từ thế giới PCB

1. Làm thế nào để xem xét kết hợp trở kháng khi thiết kế sơ đồ thiết kế PCB tốc độ cao?

Khi thiết kế mạch PCB tốc độ cao, kết hợp trở kháng là một trong những yếu tố thiết kế.Giá trị trở kháng có mối quan hệ tuyệt đối với phương pháp nối dây, chẳng hạn như đi trên lớp bề mặt (microstrip) hoặc lớp bên trong (dải/dải kép), khoảng cách từ lớp tham chiếu (lớp nguồn hoặc lớp nối đất), chiều rộng dây, vật liệu PCB , v.v. Cả hai sẽ ảnh hưởng đến giá trị trở kháng đặc tính của dấu vết.

Nghĩa là, giá trị trở kháng có thể được xác định sau khi nối dây.Nói chung, phần mềm mô phỏng không thể tính đến một số điều kiện nối dây không liên tục do hạn chế của mô hình mạch hoặc thuật toán toán học được sử dụng.Tại thời điểm này, chỉ có một số đầu cuối (chấm dứt), chẳng hạn như điện trở nối tiếp, có thể được bảo lưu trên sơ đồ.Giảm bớt ảnh hưởng của sự gián đoạn trong trở kháng vết.Giải pháp thực sự cho vấn đề này là cố gắng tránh sự gián đoạn trở kháng khi nối dây.
hình ảnh
2. Khi có nhiều khối chức năng kỹ thuật số/analog trong bảng PCB, phương pháp thông thường là tách mặt đất kỹ thuật số/analog.Lý do là gì?

Lý do phải tách mặt đất kỹ thuật số/analog là do mạch kỹ thuật số sẽ tạo ra nhiễu ở nguồn và mặt đất khi chuyển đổi giữa điện thế cao và điện thế thấp.Độ lớn của nhiễu liên quan đến tốc độ tín hiệu và cường độ dòng điện.

Nếu mặt phẳng mặt đất không được phân chia và nhiễu do mạch khu vực kỹ thuật số tạo ra lớn và các mạch khu vực tương tự rất gần nhau, ngay cả khi tín hiệu từ kỹ thuật số sang analog không giao nhau, tín hiệu analog vẫn sẽ bị nhiễu bởi mặt đất tiếng ồn.Nghĩa là, phương pháp chuyển đổi tín hiệu số sang tương tự không phân chia chỉ có thể được sử dụng khi vùng mạch analog ở xa vùng mạch kỹ thuật số tạo ra nhiễu lớn.

3. Trong thiết kế PCB tốc độ cao, người thiết kế nên xem xét các quy tắc EMC và EMI ở khía cạnh nào?

Nói chung, thiết kế EMI/EMC cần xem xét cả khía cạnh bức xạ và dẫn điện cùng một lúc.Phần trước thuộc phần tần số cao hơn (>30 MHz) và phần sau thuộc phần tần số thấp hơn (<30 MHz).Vì vậy bạn không thể chỉ chú ý đến tần số cao mà bỏ qua tần số thấp.

Một thiết kế EMI/EMC tốt phải tính đến vị trí của thiết bị, cách sắp xếp ngăn xếp PCB, phương thức kết nối quan trọng, lựa chọn thiết bị, v.v. khi bắt đầu bố trí.Nếu trước đó không có sự sắp xếp nào tốt hơn thì sẽ giải quyết sau.Nó sẽ nhận được kết quả gấp đôi với một nửa nỗ lực và tăng chi phí.

Ví dụ: vị trí của bộ tạo xung nhịp không được càng gần đầu nối bên ngoài càng tốt.Tín hiệu tốc độ cao nên đi đến lớp bên trong càng nhiều càng tốt.Hãy chú ý đến việc kết hợp trở kháng đặc tính và tính liên tục của lớp tham chiếu để giảm phản xạ.Tốc độ quay của tín hiệu do thiết bị đẩy phải càng nhỏ càng tốt để giảm độ cao.Các thành phần tần số, khi chọn tụ điện tách/bỏ qua, hãy chú ý xem đáp ứng tần số của nó có đáp ứng được yêu cầu giảm nhiễu trên mặt phẳng nguồn hay không.

Ngoài ra, hãy chú ý đến đường trở về của dòng tín hiệu tần số cao để làm cho diện tích vòng lặp càng nhỏ càng tốt (nghĩa là trở kháng vòng lặp càng nhỏ càng tốt) để giảm bức xạ.Mặt đất cũng có thể được chia để kiểm soát phạm vi tiếng ồn tần số cao.Cuối cùng, chọn đúng mặt đất khung giữa PCB và vỏ.
hình ảnh
4. Khi chế tạo bo mạch pcb, để giảm nhiễu, dây nối đất có nên tạo thành dạng tổng kín không?

Khi chế tạo bo mạch PCB, diện tích vòng lặp thường giảm để giảm nhiễu.Khi rải dây tiếp đất không nên xếp kín mà nên bố trí theo hình nhánh, tăng diện tích mặt đất lên càng nhiều càng tốt.

hình ảnh
5. Làm cách nào để điều chỉnh cấu trúc liên kết định tuyến để cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu?

Loại hướng tín hiệu mạng này phức tạp hơn, vì đối với tín hiệu một chiều, hai chiều và các loại tín hiệu ở mức độ khác nhau, ảnh hưởng của cấu trúc liên kết là khác nhau và rất khó để nói cấu trúc liên kết nào có lợi cho chất lượng tín hiệu.Và khi thực hiện mô phỏng trước, việc sử dụng cấu trúc liên kết nào là yêu cầu rất cao đối với các kỹ sư, đòi hỏi sự hiểu biết về nguyên lý mạch, loại tín hiệu và thậm chí cả độ khó nối dây.
hình ảnh
6. Cách bố trí và đi dây như thế nào để đảm bảo tính ổn định của tín hiệu trên 100M?

Chìa khóa của việc nối dây tín hiệu số tốc độ cao là giảm tác động của đường truyền đến chất lượng tín hiệu.Do đó, việc bố trí tín hiệu tốc độ cao trên 100M đòi hỏi đường tín hiệu phải càng ngắn càng tốt.Trong các mạch kỹ thuật số, tín hiệu tốc độ cao được xác định bằng thời gian trễ tăng tín hiệu.

Hơn nữa, các loại tín hiệu khác nhau (như TTL, GTL, LVTTL) có các phương pháp khác nhau để đảm bảo chất lượng tín hiệu.