Mikrowellen-Technik - Zehn Tricks, um die Leiterplatten-Hochfrequenz-Schaltung effektiv zu verdrahten

Zehn Tricks, um die Leiterplatten-Hochfrequenz-Schaltung effektiv zu verdrahten

Wenn die Frequenz der digitalen Logikschaltung 45MHZ~50MHZ erreicht oder überschreitet, and the circuit working above this frequency has taken up a certain share of the entire electronic system (for example, 1/3), Es wird normalerweise eine Hochfrequenzschaltung genannt.Hochfrequenz-Leiterplatte Design ist ein sehr komplizierter Designprozess, und seine Verkabelung ist sehr wichtig für das gesamte Design!

Der erste Trick Multilayer Board Verdrahtung

Hochfrequenzschaltungen neigen zu hoher Integration und hoher Verdrahtungsdichte. Die Verwendung von Mehrschichtplatten ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, aber auch ein wirksames Mittel zur Verringerung von Störungen. In der Leiterplattenlayout Bühne, eine angemessene Auswahl der bedruckte Pappe Größe mit einer bestimmten Anzahl von Schichten kann die Zwischenschicht voll ausnutzen, um den Schild aufzubauen, die nächste Erdung besser realisieren, und reduzieren effektiv die parasitäre Induktivität und verkürzen die Signalübertragungslänge, Alle diese Methoden sind vorteilhaft für die Zuverlässigkeit von Hochfrequenzschaltungen, wie die Amplitudenreduktion von Signalquerstörungen.

Einige Daten zeigen, dass bei Verwendung des gleichen Materials, Das Geräusch der vierschichtigen Platte ist 20dB niedriger als das der doppelseitigen Platte. Allerdings, es gibt auch ein Problem. Je höher die Anzahl der Leiterplattenhälften, je komplexer der Herstellungsprozess, und je höher die Stückkosten. Dies erfordert, dass wir Leiterplatten mit der entsprechenden Anzahl von Schichten auswählen, wenn Leiterplattenlayout. Angemessene Planung des Bauteillayouts, und verwenden Sie korrekte Verdrahtungsregeln, um das Design abzuschließen.

Der zweite Trick besteht darin, mehr schnelle elektronische Gerätestifte zu verwenden, da sich das Blei so wenig wie möglich verbiegt.

Der Führungsdraht der Hochfrequenzschaltkreisverdrahtung ist am besten, eine volle gerade Linie anzunehmen, die gedreht werden muss. Es kann durch eine 45-Grad-Bruchleitung oder einen Kreisbogen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Fixierungsfestigkeit der Kupferfolie in Niederfrequenzschaltungen zu verbessern, während in Hochfrequenzschaltungen diese Anforderung erfüllt wird. Eine Anforderung kann die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochfrequenzsignalen reduzieren.

Der dritte Trick ist, dass die Leitung zwischen den Pins des Hochfrequenzschaltungsgerätes so kurz wie möglich ist

Die Strahlungsintensität des Signals ist proportional zur Spurenlänge der Signalleitung. Je länger die Hochfrequenz-Signalleitung ist, desto einfacher ist die Kopplung an die Komponenten in der Nähe. Daher müssen Signale wie Takt, Kristalloszillator, DDR-Daten, LVDS-Leitungen, USB-Leitungen, HDMI-Leitungen und andere hochfrequente Signalleitungen so kurz wie möglich sein.

Der vierte Trick besteht darin, dass die Anzahl der Bleischichten zwischen den Pins von Hochfrequenzschaltungsgeräten so gering wie möglich ist.

Das sogenannte "je weniger der Zwischenschichtwechsel der Leitungen, desto besser" bedeutet, je weniger Vias (Via) im Bauteilverbindungsprozess verwendet werden, desto besser. Entsprechend der Seite kann ein Durchgang 0,5pF verteilte Kapazität herbeiführen, und die Verringerung der Anzahl der Durchgänge kann die Geschwindigkeit erheblich erhöhen und die Möglichkeit von Datenfehlern verringern.

Der fünfte Trick besteht darin, auf das "Übersprechen" zu achten, das durch die Signalleitungen in enger Parallelführung eingeführt wird.

Hochfrequenzschaltkreisverdrahtung sollte auf das "Übersprechen" achten, das durch die enge parallele Verlegung von Signalleitungen eingeführt wird. Übersprechen bezieht sich auf das Kopplungsphänomen zwischen Signalleitungen, die nicht direkt verbunden sind. Da Hochfrequenzsignale in Form von elektromagnetischen Wellen entlang der Übertragungsleitung übertragen werden, fungiert die Signalleitung als Antenne, und die Energie des elektromagnetischen Feldes wird um die Übertragungsleitung emittiert. Durch die gegenseitige Kopplung elektromagnetischer Felder zwischen den Signalen entstehen unerwünschte Rauschsignale. Man nennt Crosstalk (Crosstalk). Die Parameter der Leiterplattenschicht, der Abstand der Signalleitungen, die elektrischen Eigenschaften des Antriebs- und Empfangsenden und die Signalleitungsabschlussmethode haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen. Um das Übersprechen von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren, ist es daher erforderlich, bei der Verdrahtung so weit wie möglich Folgendes zu tun:

Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, kann das Einfügen eines Massedrahts oder einer Masseebene zwischen die beiden Drähte mit ernsthafterem Übersprechen eine Rolle bei der Isolierung spielen und Übersprechen reduzieren.

Wenn sich im Raum, der die Signalleitung umgibt, ein zeitlich variierendes elektromagnetisches Feld befindet und eine parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche von "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitung angeordnet werden, um Störungen stark zu reduzieren.

Unter der Voraussetzung, dass der Verdrahtungsraum es zulässt, erhöhen Sie den Abstand zwischen benachbarten Signalleitungen, reduzieren Sie die Parallellänge der Signalleitungen und versuchen Sie, die Taktleitung senkrecht zur Schlüsselsignalleitung anstelle von parallel zu machen.

Wenn parallele Verdrahtung in derselben Schicht fast unvermeidbar ist, müssen in zwei benachbarten Schichten die Verdrahtungsrichtungen senkrecht zueinander liegen.

In digitalen Schaltungen sind die üblichen Taktsignale Signale mit schnellen Kantenwechseln und hohem externen Übersprechen. Daher sollte die Taktleitung im Design von einer Erdungsleitung umgeben und mehr Erdungsleitlöcher gestanzt werden, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und dadurch Übersprechen zu reduzieren.

Versuchen Sie bei Hochfrequenz-Signaluhren, Niederspannungs-differenzielle Taktsignale zu verwenden und den Erdungsmodus zu wickeln, und achten Sie auf die Integrität des Paketbodens.

Die nicht verwendete Eingangsklemme sollte nicht aufgehängt, sondern geerdet oder an die Stromversorgung angeschlossen werden (die Stromversorgung wird auch in der Hochfrequenzsignalschleife geerdet), da die suspendierte Leitung der Sendeantenne entsprechen kann und die Erdung die Emission hemmen kann. Die Praxis hat bewiesen, dass die Verwendung dieser Methode zur Beseitigung von Übersprechen manchmal sofortige Ergebnisse bringen kann.

Der sechste Trick besteht darin, Hochfrequenz-Entkopplungskondensatoren zu den Leistungspins des integrierten Schaltungsblocks hinzuzufügen

Fügen Sie einen Hochfrequenz-Entkopplungskondensator zum Stromversorgungsstift jedes integrierten Schaltungsblocks in der Nähe hinzu. Die Erhöhung des Hochfrequenz-Entkopplungskondensators des Netzteilstifts kann die Interferenz wirksam unterdrücken, die durch die Hochfrequenz-Oberschwingungen auf dem Netzteilstift verursacht werden.

Der siebte Trick besteht darin, den Massekabel des Hochfrequenzsignals vom Massekabel des Analogsignals zu isolieren

Wenn der analoge Erdungskabel, der digitale Erdungskabel usw. mit dem öffentlichen Erdungskabel verbunden sind, verwenden Sie hochfrequente Drosselmagnetkugeln, um eine Verbindung herzustellen oder direkt zu isolieren und wählen Sie einen geeigneten Ort für die Einzelpunktverbindung aus. Das Massepotenzial des Massedrahts des Hochfrequenzsignals ist im Allgemeinen inkonsistent. Oft gibt es einen gewissen Spannungsunterschied zwischen den beiden direkt. Darüber hinaus enthält der Massekabel des Hochfrequenzsignals oft sehr reiche harmonische Komponenten des Hochfrequenzsignals. Wenn das digitale Signal-Massedraht und das analoge Signal-Massedraht direkt angeschlossen sind, stören die Oberschwingungen des Hochfrequenzsignals das analoge Signal durch die Massedrahtkopplung. Daher sind unter normalen Umständen der Massedraht des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Massedraht des Analogsignals zu isolieren, und ein Ein-Punkt-Verbindungsverfahren kann an einer geeigneten Position verwendet werden, oder ein Verfahren der Hochfrequenz-Drossel-Magnetperlenverbindung kann verwendet werden.

Der achte Trick, um Schleifen durch Routing zu vermeiden

Alle Arten von hochfrequenten Signalspuren sollten keine Schleife so weit wie möglich bilden. Wenn es unvermeidbar ist, sollte der Schleifenbereich so klein wie möglich sein.

Der neunte Trick muss eine gute Signalimpedanzanpassung gewährleisten

Wenn die Impedanz im Prozess der Signalübertragung nicht übereinstimmt, wird das Signal im Übertragungskanal reflektiert, und die Reflexion bewirkt, dass das synthetisierte Signal einen Überschuss bildet, wodurch das Signal in der Nähe der Logikschwelle schwankt.

Der grundlegende Weg, Reflexion zu beseitigen, besteht darin, die Impedanz des Übertragungssignals gut anzupassen. Da je größer der Unterschied zwischen der Lastimpedanz und der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, desto größer die Reflexion, so sollte die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitung so weit wie möglich der Lastimpedanz gleich gemacht werden. Beachten Sie gleichzeitig, dass die Übertragungsleitung auf der Leiterplatte keine plötzlichen Änderungen oder Ecken haben kann, und versuchen Sie, die Impedanz jedes Punktes der Übertragungsleitung kontinuierlich zu halten, sonst gibt es Reflexionen zwischen den verschiedenen Abschnitten der Übertragungsleitung. Dies erfordert, dass bei der Hochgeschwindigkeits-Leiterplattenverkabelung die folgenden Verdrahtungsregeln beachtet werden müssen:

USB-Verdrahtungsregeln. Das USB Signal Differential Routing ist erforderlich, die Linienbreite ist 10mil, der Zeilenabstand ist 6mil, und der Abstand der Erdungslinie und Signalleitung ist 6mil.

HDMI-Verdrahtungsregeln. Das HDMI-Signal-Differenzrouting ist erforderlich, die Linienbreite ist 10mil, der Linienabstand ist 6mil, und der Abstand zwischen den beiden Sets von HDMI-Differenzsignalpaaren übersteigt 20mil.

LVDS-Verdrahtungsregeln. Erfordert LVDS Signal Differential Routing, Linienbreite 7mil, Linienabstand 6mil, der Zweck ist, die Differenzsignalimpedanz von HDMI zu 100+-15% ohm zu steuern

DDR-Verdrahtungsregeln. DDR1-Spuren erfordern, dass Signale nicht so weit wie möglich durch Löcher gehen, Signalleitungen sind von gleicher Breite und Leitungen sind gleichmäßig verteilt. Die Leiterbahnen müssen dem 2W-Prinzip entsprechen, um Übersprechen zwischen Signalen zu reduzieren. Für Hochgeschwindigkeitsgeräte von DDR2 und höher sind auch hochfrequente Daten erforderlich. Die Leitungen sind gleich lang, um die Impedanzanpassung des Signals zu gewährleisten.

Zehnter Trick, um die Integrität der Signalübertragung aufrechtzuerhalten

Halten Sie die Integrität der Signalübertragung aufrecht und verhindern Sie das "Ground Bounce Phänomen", das durch Ground Splitting verursacht wird.