Mikrowellen-Technik - Überlegungen zum Design von Leiterplatten mit hoher Frequenz und hoher Dichte

Die aktuellen Geräte entwickeln sich in Richtung hoher Geschwindigkeit, geringer Stromverbrauch, kleine Größe und hohe Störfestigkeit. PCB-Design ist eine wichtige Phase des elektronischen Produktdesigns. Es kann die Verbindung und Funktion zwischen elektronischen Komponenten realisieren, und es ist auch ein wichtiger Teil der Stromversorgung Schaltung Design. Hochfrequenzschaltungen höhere Integration und höhere Layoutdichte, So wie man das Layout vernünftiger und wissenschaftlicher für High-Speed- und High-Density-Motherboards macht, ist sehr wichtig.

Hochgeschwindigkeits-PCB Überlegungen zur Layoutgestaltung

Beim Entwerfen elektrischer Schaltpläne sollten je nach strukturellen Anforderungen und funktionaler Aufteilung mehrere funktionale Modulplatinen verwendet werden, und die physikalische Größe und Installationsmethode jeder funktionalen Leiterplatte sollten bestimmt werden. Die Bequemlichkeit der Fehlersuche und Wartung, Abschirmung, Wärmeableitung und EMI-Leistung sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

Bei der Planung des Layouts müssen Sie den Layoutplan festlegen, z. B. Schlüsselkreise, Signalleitungen, Details zur Verdrahtungsmethode und zu befolgende Verdrahtungsprinzipien. Durch die Inspektion, Analyse und Modifikation mehrerer Schritte im PCB-Designprozess. Und nachdem der gesamte Layoutprozess abgeschlossen ist, ist es kein Problem, die umfassenden Regeln vor der weiteren Gestaltung zu überprüfen.

Über uns Mehrschichtige Leiterplatte Layout Design:

Hochfrequenzschaltungen sind in der Regel hoch integriert und haben eine hohe Verdrahtungsdichte. Daher, die Verwendung von Mehrschichtplatten ist hauptsächlich ein notwendiges und wirksames Mittel zur Verringerung von Störungen. In der PCB-Layoutphase, Es ist notwendig, die Größe und Anzahl der Schichten der Platte vernünftig zu planen, so dass die Zwischenschicht vollständig für die Gestaltung genutzt werden kann, die nicht nur Erdungsbehandlungen durchführen kann, Verringerung der parasitären Induktivität, Verkürzung der Signalübertragungslänge, aber auch stark reduzieren das Signal und andere Faktoren. Interferenzen und andere Vorteile, Die oben genannten Methoden sind förderlich für das Zuverlässigkeitsdesign von Hochfrequenzschaltungs. Auch wenn das gleiche Blechmaterial verwendet wird, Das Geräusch der Vierschichtplatte ist 20dB niedriger als das der doppelseitige Platte. Allerdings, es gibt auch ein Problem, das ist, je mehr Leiterplattenschichten, je komplexer der Herstellungsprozess, und je höher die Kosten. Dies erfordert, dass im PCB-Layout, zusätzlich zur Auswahl der geeigneten Anzahl von Leiterplattenschichten, ein vernünftiges Bauteillayout sollte ebenfalls durchgeführt werden. Planen und verwenden Sie geeignete Verdrahtungsregeln, um das Design abzuschließen. Die folgenden acht Punkte werden rund um das Design des mehrschichtigen PCB-Layouts ausgearbeitet:

Mehrschichtiges PCB Layout Design

1. Je weniger Querleitungen von Stiften zwischen Hochfrequenzschaltung Ebenen, die bessere.

Das bedeutet, je weniger Via in der Verbindung verwendet wird, desto besser. Der Grund ist, dass Via eine verteilte Kapazität von 0,5pF erzeugen kann, und die Verringerung der Anzahl von Via kann die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen und die Möglichkeit von Datenfehlern verringern.

2. Je kürzer die Leitung zwischen den Pins der Hochfrequenzschaltung, desto besser.

Die Strahlungsintensität des Signals ist proportional zur Verdrahtungslänge der Signalleitung. Je länger die Hochfrequenz-Signalverdrahtung ist, desto einfacher ist es, an seine Geräte zu koppeln. Daher gilt für Hochfrequenzsignalleitungen wie Signaltakt, Kristalloszillator, DDR-Daten, LVDS, USB und HDMI, je kürzer die Verdrahtungslänge, desto besser, und wenn Platz vorhanden ist, muss es verpackt werden.

3. In hochfrequenten elektronischen Geräten, je kleiner die Biegung der Verdrahtung zwischen den Stiften, desto besser.

Es ist am besten, eine gerade Linie für Hochfrequenzdrahtleitungen zu verwenden. Wenn Sie biegen müssen, können Sie 45-Grad-Fräsen oder Lichtbogenfräsen verwenden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Haftfestigkeit von Kupferfolie in Niederfrequenzschaltungen und in Hochfrequenzschaltungen zu verbessern, wobei die Erfüllung dieser Anforderung Reflexions- und Kopplungsstörungen zwischen Hochfrequenzsignalen reduzieren kann.

4. Achten Sie auf das "Übersprechen", das durch die Signalleitungen in paralleler Verdrahtung und in engen Abständen eingeführt wird.

Bei der Hochfrequenzschaltung sollte auf das "Übersprechen" geachtet werden, das durch parallele Signalleitungen in engem Abstand eingeführt wird. Übersprechen bezieht sich auf das Kopplungsphänomen zwischen Signalleitungen, die nicht direkt verbunden sind. Da Hochfrequenzsignale entlang der Übertragungsleitung in Fürm von elektromagnetischen Wellen übertragen werden, fungiert die Signalleitung als Antenne, und die Energie des elektromagnetischen Feldes wird um die Übertragungsleitung emittiert. Durch die Kopplung elektromagnetischer Felder werden unerwünschte Rauschsignale zwischen Signalen als Übersprechen bezeichnet. Die Parameter der Leiterplattenschicht, der Abstand der Signalleitungen, die elektrischen Eigenschaften der Sende- und Empfangsklemmen und die Verbindungsmethode der Signalleitungen haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen. daher,

(1) Wenn es ein ernstes Übersprechen zwischen zwei Drähten gibt, wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, können Sie einen Erdungskabel oder eine Erdungsebene zwischen den beiden Drähten einfügen, die eine Rolle in der Isolierung spielen und Übersprechen reduzieren können.

(2) Wenn der Raum um die Signalleitung selbst ein variables elektromagnetisches Feld hat, wenn parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche "Masse" auf der anderen Seite der parallelen Signalleitung eingestellt werden, die Störungen erheblich reduzieren kann.

(3) Unter der Voraussetzung eines ausreichenden Verdrahtungsraums kann der Raum zwischen benachbarten Signalleitungen vergrößert und die parallele Länge von Signalleitungen reduziert werden. Die Taktleitung sollte senkrecht zur Schlüsselsignalleitung anstelle von parallel sein.

(4) Wenn parallele Linien in derselben Schicht fast unvermeidlich sind, müssen sie in benachbarten Schichten senkrecht zueinander stehen.

(5) In digitalen Schaltungen ist das übliche Taktsignal ein schnelles Kantenwechselsignal, und das externe Übersprechen ist sehr groß. Daher wird im Design empfohlen, dass die Taktleitung geerdet wird und mehr Platz für die Erdungsleitung schafft, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und dadurch Übersprechen zu reduzieren.

(6) Die Hochfrequenz-Signaluhr sollte Niederspannungs-differenzielle Taktsignale so viel wie möglich verwenden und auf die Integrität der Perforation achten.

(7) Hängen Sie den leeren Fuß nicht auf, sondern erden Sie oder schließen Sie ihn an die Stromversorgung an, da der Aufhängungsdraht der Sendeantenne gleichwertig sein kann, und die Erdung die Übertragung hemmen kann und so weiter.

5. Hochfrequentes digitales Signal-Erdungskabel und analoges Signal-Erdungskabel sollten isoliert werden.

Wenn Sie den analogen Erdungskabel, den digitalen Erdungskabel usw. an den gemeinsamen Erdungskabel anschließen, verwenden Sie Hochfrequenz-Drosselmagnetkugeln, um den Anschluss zu verbinden oder direkt zu isolieren und wählen Sie die entsprechende Einpunktverbindung aus. Die hochfrequenten digitalen Signale des Erdungspotenzials des Erdungskabels sind inkonsistent, und es gibt einen Gleichspannungsunterschied zwischen den beiden, und der hochfrequente digitale Signal-Erdungskabel enthält oft viel. Bei direkter Verbindung mit dem digitalen Signal werden das Hochfrequenzsignal geerdete Oberschwingungskomponentensignal und das Analogsignal geerdet. Hochfrequente Signaloberwellen werden mit der Störung analoger Signale über Masse gekoppelt. Daher sollten unter normalen Umständen der Erdungskabel des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Erdungskabel des Analogsignals isoliert werden, um Übersprechen zwischen der digitalen Masse und der analogen Masse zu vermeiden.

6. Erhöhen Sie den Hochfrequenz-Entkopplungskondensator des Netzteilstifts des IC-Moduls.

Fügen Sie Hochfrequenz-Entkopplungskondensatoren in der Nähe der Stromversorgungspins jedes IC-Moduls hinzu. Die Erhöhung des Hochfrequenz-Entkopplungskondensators des Netzteilstifts des IC-Moduls kann die Interferenz von Hochfrequenz-Oberschwingungen auf dem Netzteilstift effektiv unterdrücken.

7. Vermeiden Sie Schlaufen bei der Verkabelung.

Bei der Verdrahtung sollten verschiedene Hochfrequenzsignale keine Schleife bilden. Wenn es unvermeidbar ist, sollte der Schleifenbereich so klein wie möglich sein.

8. Das Schlüsselsignal muss Impedanzanpassungsanforderungen sicherstellen.

Im Übertragungsprozess, wenn die Impedanz nicht übereinstimmt, Das Signal wird im Übertragungskanal reflektiert, was dazu führt, dass das synthetisierte Signal überschreitet, Ursache für Schwankungen des Signals in der Nähe des Logikschwellens. Die grundlegende Methode zur Beseitigung von Reflexionen besteht darin, die Impedanz des übertragenen Signals gut anzupassen. Da der Unterschied zwischen der Lastimpedanz und der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung groß ist, und die Reflexion ist groß, Die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitung sollte der Last und Impedanz möglichst gleich sein. Zur gleichen Zeit, Es sollte beachtet werden, dass sich die Übertragungsleitung auf der Leiterplatte nicht plötzlich ändern oder Ecken, und halten Sie die Impedanz zwischen den Punkten der Übertragungsleitung so kontinuierlich wie möglich, ansonsten gibt es Reflexionen zwischen jedem Abschnitt der Übertragungsleitung. This needs to follow the following Verkabelung rules when performing Hochgeschwindigkeits-PCB Verkabelung:

(1) LVDS-Verdrahtungsregeln. LVDS-Signale müssen differenziert geführt werden, mit einer Linienbreite von 7 Mio und einem Linienabstand von 6 Mio.

(2) USB-Verdrahtungsregeln. Differenzverdrahtung erfordert USB-Signale, die Linienbreite ist 10mil, der Linienabstand ist 6mil, und der Erdungs- und Signallinienabstand ist 6mil;

(3) HDMI-Verdrahtungsregeln. HDMI-Signal-Differenzverdrahtung ist erforderlich, die Leitungsbreite ist 10mil, der Leitungsabstand ist 6mil, und der Abstand zwischen den beiden Sets von HDM1-Differenzsignalen übersteigt 20mil.

(4) DDR-Verdrahtungsregeln. DDR-Verdrahtung erfordert, dass Signale nicht so weit wie möglich gestanzt werden. Die Signalleitungen haben die gleiche Breite, und die Linien sind gleichmäßig verteilt. Die Verdrahtung muss dem 3W-Prinzip entsprechen, um Übersprechen zwischen Signalen zu reduzieren.

Reduzieren Sie Übersprechen zwischen Signalen

Zusätzlich zu den oben genannten Konstruktionsmethoden, Hochfrequenzsignale sind anfällig für große elektromagnetische Strahlung, wenn sie geroutet werden. Ingenieure sollten versuchen, Hochgeschwindigkeitssignalverzweigungen oder Baumstumpfverdrahtung beim Verdrahten der Leiterplatte zu vermeiden. Wenn die Hochfrequenzsignalleitung zwischen Netzteil und Masse angeschlossen ist, Die Strahlung, die durch die elektromagnetische Welle erzeugt wird, die von der Stromversorgung und der unteren Schicht absorbiert wird, wird stark reduziert. Kurz gesagt, Hochfrequenzschaltungs haben in der Regel einen hohen Integrationsgrad und eine hohe Verdrahtungsdichte. Die Verwendung von Mehrschichtplatten ist ein notwendiges und wirksames Mittel zur Verringerung von Störungen. In der PCB Layout Phase, Die Größe einer bestimmten Schicht der Leiterplatte sollte vernünftig ausgewählt werden, und die mittlere Schicht kann vollständig verwendet werden, um den Schild einzustellen, und besser in der Nähe der Bodenebene erreichen.