Mikrowellen-Technik - Mehrere Verdrahtungsfähigkeiten, die Sie über Hochfrequenzschaltungsdesign wissen müssen

Hochfrequenzschaltungen neigen zu hoher Integration und hoher Verdrahtungsdichte. Der Einsatz von Mehrschichtplatinen ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, aber auch ein wirksames Mittel zur Verringerung von Störungen. In der PCB Layout Phase, Eine vernünftige Auswahl der Leiterplattengröße 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.

Mit dem gleichen Material, das Geräusch der Vierschichtplatte ist 20dB niedriger als die 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 zusätzlich zur Auswahl der geeigneten Anzahl von Lagen von Leiterplatten, vernünftig Der Layoutplan der Komponenten und Teile, und nehmen Sie die richtigen Verdrahtungsregeln an, um den Entwurf abzuschließen. The following summarizes some experiences of high-frequency Verkabelung:

1. The fewer lead layers alternate between the pins of high-frequency circuit devices, die bessere
   The so-called "the less the inter-layer alternation of the leads, the better" means that the fewer vias (Via) used in the component connection process, the better. A via kann 0 bewirken.5pF verteilte Kapazität, Die Verringerung der Durchgangszahl kann die Geschwindigkeit erheblich erhöhen und die Möglichkeit von Datenfehlern verringern.

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2. Je kürzer die Leitung zwischen den Pins des Hochfrequenzschaltungsgeräts, the better
The radiation intensity of the signal is proportional to the trace length of the signal line. Je länger die Hochfrequenz-Signalleitung, Je einfacher es ist, an die Komponenten in der Nähe zu koppeln. Daher, für Signale wie Takt, Kristalloszillator, DDR-Daten, LVDS-Linien, USB-Leitungen, HDMI-Leitungen und andere hochfrequente Signalleitungen müssen so kurz wie möglich sein.

3. Je weniger Bleibiegungen zwischen den Stiften von elektronischen Hochgeschwindigkeitsgeräten, the better
The lead wire of high-frequency circuit wiring is best to adopt a full straight line, das gedreht werden muss. Es kann durch eine 45-Grad gebrochene Linie oder einen Kreisbogen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Fixierfestigkeit der Kupferfolie in Niederfrequenzschaltungen zu verbessern, während in Hochfrequenzschaltungen, diese Anforderung erfüllt ist. Eine Anforderung kann die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochfrequenzsignalen reduzieren.

4. Achten Sie auf das "Übersprechen", das durch Signalleitungen parallel zu engen Entfernungen eingeführt wird
Hochfrequenzschaltung Die Verdrahtung 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 hochfrequente Signale in Form von elektromagnetischen Wellen entlang der Übertragungsleitung übertragen werden, die Signalleitung fungiert 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. Called crosstalk (Crosstalk). Die Parameter der Leiterplattenschicht, Abstand der Signalleitungen, die elektrischen Eigenschaften des Antriebsenden und des Empfangsenden, und die Signalleitung Beendigungsmethode haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen. Daher, zur Reduzierung des Übersprechens von Hochfrequenzsignalen, Es ist erforderlich, das Folgende so viel wie möglich bei der Verkabelung zu tun:

(1) Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, fügen Sie einen Erdungsdraht oder eine Erdungsebene zwischen die beiden Drähte mit ernsthafterem Übersprechen ein, die eine Rolle der Isolierung spielen und Übersprechen reduzieren können;

(2) 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;

(3) Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, vergrößern 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;

(4) Wenn parallele Verdrahtung in derselben Schicht fast unvermeidbar ist, muss die Verdrahtungsrichtung in zwei benachbarten Schichten senkrecht zueinander sein;

(5) In digitalen Schaltungen sind die üblichen Taktsignale Signale mit schnellen Kantenwechseln, die hohe externe Übersprechen haben. Daher sollte in der Konstruktion die Taktleitung von einem Erdungsdraht umgeben sein und mehr Erdungsdrahtlöcher sollten verwendet werden, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und dadurch Übersprechen zu reduzieren;

(6) Versuchen Sie bei Hochfrequenz-Signaluhren, Niederspannungs-differenzielle Taktsignale zu verwenden und den Erdungsmodus zu wickeln und achten Sie auf die Integrität des Erdungsstanzens;

(7) Hängen Sie den nicht verwendeten Eingangsanschluss nicht an, sondern erden Sie ihn oder schließen Sie ihn an die Stromversorgung an (die Stromversorgung ist auch in der Hochfrequenzsignalschleife geerdet), da der baumelnde Draht der Sendeantenne gleichwertig sein kann und die Erdung die Übertragung hemmen kann. Die Praxis hat bewiesen, dass die Verwendung dieser Methode zur Beseitigung von Übersprechen manchmal sofortige Ergebnisse bringen kann.

5. Separate the ground wire of the high-frequency digital signal from the ground wire of the analog signal
When the analog ground wire, digitaler Erdungskabel, etc. sind mit dem öffentlichen Erdungskabel verbunden, Verwenden Sie Hochfrequenz-Drosselmagnetkugeln zum Verbinden oder direkt Isolieren und wählen Sie einen geeigneten Ort für die Einpunkt-Verbindung. Das Massepotenzial des Massedrahts des Hochfrequenzsignals ist im Allgemeinen inkonsistent. Es gibt oft einen gewissen Spannungsunterschied zwischen den beiden direkt. Darüber hinaus, Der Massekabel des Hochfrequenzsignals enthält oft sehr reiche harmonische Komponenten des Hochfrequenzsignals. Wenn der digitale Signalerdungskabel und der analoge Signalerdungskabel direkt angeschlossen sind, Die Oberschwingungen des Hochfrequenzsignals stören das analoge Signal durch die Erdungskabelkupplung. Daher, unter normalen Umständen, Der Massekabel des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Massekabel des Analogsignals sind zu isolieren, und ein Ein-Punkt-Verbindungsverfahren kann an einer geeigneten Position verwendet werden, oder ein Verfahren der Hochfrequenz-Drossel-magnetischen Perlenverbindung kann verwendet werden.

6. Add high-frequency decoupling capacitor to the power supply pin of the integrated circuit block
A high-frequency decoupling capacitor is added to the power supply pin of each integrated circuit block nearby. Die Erhöhung des Hochfrequenz-Entkopplungskondensators des Netzteilstifts kann die Interferenz von Hochfrequenz-Oberschwingungen auf dem Netzteilstift effektiv unterdrücken.

7. Avoid loops formed by wiring
All kinds of high-frequency signal traces should not form a loop as much as possible. Wenn es unvermeidlich ist, Die Schleifenfläche sollte so klein wie möglich sein.

8. Good signal impedance matching must be guaranteed
In the process of signal transmission, wenn die Impedanz nicht übereinstimmt, Das Signal wird im Übertragungskanal reflektiert, und die Reflexion bewirkt, dass das synthetisierte Signal einen Überschuss bildet, Ursache für Schwankungen des Signals in der Nähe des Logikschwellens.

Der grundlegende Weg, Reflexion zu beseitigen, besteht darin, die Impedanz des Übertragungssignals gut anzupassen. Denn je größer der Unterschied zwischen der Lastimpedanz und der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, je größer die Reflexion, So sollte die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitung so weit wie möglich gleich der Lastimpedanz sein. Zur gleichen Zeit, Bitte beachten Sie, dass die Übertragungsleitung auf der Leiterplatte keine plötzlichen Änderungen oder Ecken haben kann, und versuchen, die Impedanz jedes Punktes der Übertragungsleitung kontinuierlich zu halten, ansonsten gibt es Reflexionen zwischen den verschiedenen Abschnitten der Übertragungsleitung. Dies erfordert, dass während Hochgeschwindigkeits-PCB wiring, Folgende Verdrahtungsregeln sind zu beachten:

(1) LVDS-Verdrahtungsregeln

Erfordert LVDS-Signaldifferenzrouting, Linienbreite 7mil, Linienabstand 6mil, der Zweck ist, die Differenzsignalimpedanz von HDMI zu 100+-15% ohm zu steuern;

(2) USB-Verdrahtungsregeln

Erfordert USB-Signal differenzielles Routing, Linienbreite 10mil, Linienabstand 6mil, Erdungslinie und Signalleitungsabstand 6mil;

(3) HDMI-Verdrahtungsregeln

HDMI-Signaldifferenzrouting ist erforderlich, die Linienbreite ist 10mil, der Linienabstand ist 6mil, und der Abstand zwischen den beiden Sets von HDMI-Differenzsignalpaaren übersteigt 20mil;

(4) DDR-Verdrahtungsvorschriften

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.