PCB-Neuigkeiten - Gesunder Menschenverstand der Hochfrequenz-Leiterplattenverdrahtung (1)

Gesunder Menschenverstand der Hochfrequenz-Leiterplattenverdrahtung (1)

1. Wählen Leiterplatte

Die Wahl der Leiterplatte muss ein Gleichgewicht zwischen Erfüllung der Konstruktionsanforderungen und Massenproduktion und Kosten finden. Die Konstruktionsanforderungen umfassen sowohl elektrische als auch mechanische Teile. This material issue is usually more important when designing very Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten(frequency greater than GHz). Zum Beispiel, the commonly used FR-4 material now has a dielectric loss (dielectric loss) at a frequency of several GHz, die einen großen Einfluss auf die Signaldämpfung haben, und möglicherweise nicht geeignet sein. Was Elektrizität betrifft, Achten Sie darauf, ob die dielektrische Konstante und der dielektrische Verlust für die entworfene Frequenz geeignet sind.

2. Vermeiden Sie Hochfrequenzstörungen

Die Grundidee der Vermeidung von Hochfrequenzstörungen besteht darin, die Störung des elektromagnetischen Feldes von Hochfrequenzsignalen zu minimieren, das sogenannte Übersprechen (Übersprechen). Sie können den Abstand zwischen dem Hochgeschwindigkeitssignal und dem Analogsignal vergrößern oder Masseschutz-/Shunt-Spuren neben dem Analogsignal hinzufügen. Achten Sie auch auf die Störstörungen von der digitalen Masse zur analogen Masse.

3. Lösen Sie die Integrität des Signals

Die Signalintegrität ist im Grunde ein Problem der Impedanzanpassung. Die Faktoren, die die Impedanzanpassung beeinflussen, umfassen die Struktur und Ausgangsimpedanz der Signalquelle, die charakteristische Impedanz der Leiterbahn, die Eigenschaften des Lastenden und die Topologie der Leiterbahn. Die Lösung besteht darin, sich auf die Topologie der Beendigung und Anpassung der Verkabelung zu verlassen.

4. Differenzverdrahtung

Bei der Anordnung des Differenzialpaares gibt es zwei Punkte zu beachten. Die eine ist, dass die Länge der beiden Drähte so lang wie möglich sein sollte, und die andere ist, dass der Abstand zwischen den beiden Drähten (dieser Abstand wird durch die Differenzimpedanz bestimmt) konstant gehalten werden muss, das heißt, um parallel zu bleiben. Es gibt zwei parallele Wege, eine ist, dass die beiden Drähte auf der gleichen Seite laufen, und die andere ist, dass die beiden Drähte auf zwei benachbarten Schichten oben und unten (over-under) laufen. Generell wird Ersteres Side-by-Side (Side-by-Side, Side-by-Side) auf mehrere Arten umgesetzt.

5. So realisieren Sie Differenzverdrahtung für eine Taktsignalleitung mit nur einem Ausgangsanschluss

Für die Verwendung von Differenzverdrahtungen ist es sinnvoll, dass sowohl die Signalquelle als auch das Empfangsende Differenzsignale sind. Daher ist es unmöglich, eine Differenzverdrahtung für ein Taktsignal mit nur einer Ausgangsklemme zu verwenden.

6. Die Verdrahtung des Differenzialpaares sollte nah und parallel sein

Die Verdrahtungsmethode des Differenzialpaares sollte eng und parallel angemessen sein. Die sogenannte angemessene Nähe liegt darin, dass der Abstand den Wert der Differenzimpedanz beeinflusst, der ein wichtiger Parameter für die Auslegung von Differenzpaaren ist. Die Notwendigkeit der Parallelität besteht auch darin, die Konsistenz der Differenzimpedanz aufrechtzuerhalten. Wenn die beiden Leitungen plötzlich weit und nah sind, ist die Differenzimpedanz inkonsistent, was die Signalintegrität und Zeitverzögerung beeinflusst.

7. Kann ein passender Widerstand zwischen den differentiellen Linienpaaren am Empfangsende hinzugefügt werden?

Der übereinstimmende Widerstand zwischen den differentiellen Linienpaaren am Empfangsende wird normalerweise addiert, und sein Wert sollte gleich dem Wert der differentiellen Impedanz sein. Auf diese Weise wird die Signalqualität besser sein.

8. Wie man den Widerspruch zwischen manueller Verdrahtung und automatischer Verdrahtung von Hochgeschwindigkeitssignalen löst

Die meisten automatischen Router starker Verdrahtungssoftware haben jetzt Einschränkungen festgelegt, um die Wickelmethode und die Anzahl der Durchgänge zu steuern. Die Wickelmotorfähigkeiten und Beschränkungseinstellungen verschiedener EDA-Unternehmen unterscheiden sich manchmal stark. Zum Beispiel, ob es genügend Einschränkungen gibt, um die Art der Serpentinenwicklung zu steuern, ob es möglich ist, den Spurabstand des Differentialpaars zu steuern usw. Dies beeinflusst, ob die Routingmethode der automatischen Routing-Idee des Designers entsprechen kann. Darüber hinaus hängt die Schwierigkeit der manuellen Einstellung der Verkabelung auch absolut mit der Fähigkeit des Wickelmotors zusammen. Zum Beispiel die Schiebefähigkeit der Leiterbahn, die Schiebefähigkeit des Durchgangs und sogar die Schiebefähigkeit der Leiterbahn zur Kupferbeschichtung usw. Daher ist die Wahl eines Routers mit starker Wickelmotorfähigkeit die Lösung.

9. Wie man mit einigen theoretischen Konflikten in der tatsächlichen Verdrahtung umgeht

Grundsätzlich ist es richtig, die analog/digitale Masse zu trennen und zu isolieren. Es ist zu beachten, dass die Signalspur den geteilten Ort (Graben) nicht so weit wie möglich überqueren sollte, und der Rückstrompfad der Stromversorgung und des Signals sollte nicht zu groß sein.

Der Kristalloszillator ist ein analoger Schwingkreis mit positiver Rückkopplung. Um ein stabiles Schwingungssignal zu haben, Es muss die Schleifengewinn- und Phasenspezifikationen erfüllen. Die Schwingungsspezifikationen dieses analogen Signals werden leicht gestört. Auch wenn Bodenschutzspuren hinzugefügt werden, Es ist möglicherweise nicht in der Lage, die Störung vollständig zu isolieren. Darüber hinaus, wenn es zu weit weg ist, Das Rauschen auf der Erdungsebene beeinflusst auch den Schwingkreis mit positiver Rückkopplung. Daher, Der Abstand zwischen dem Kristalloszillator und dem Chip muss so nah wie möglich sein. In der Tat, Es gibt viele Konflikte zwischen Hochgeschwindigkeitsverkabelung und EMI-Anforderungen. Aber das Grundprinzip ist, dass der Widerstand und die Kapazität oder die Ferritperle, die durch EMI hinzugefügt wird, nicht dazu führen kann, dass einige elektrische Eigenschaften des Signals die Spezifikationen nicht erfüllen. Daher, Es ist am besten, die Fähigkeiten der Anordnung von Spuren und PCB Stapeln, um EMI-Probleme zu lösen oder zu reduzieren, wie Hochgeschwindigkeitssignale, die zur inneren Schicht gehen. Endlich, Widerstandskapazität oder Ferritperle wird verwendet, um die Beschädigung des Signals zu reduzieren.

10. Über den Testcoupon.

Mit dem Testcoupon wird gemessen, ob die charakteristische Impedanz der produzierten Leiterplatte die Designanforderungen mit TDR (Time Domain Reflectometer) erfüllt. Im Allgemeinen hat die zu steuernde Impedanz zwei Fälle: eine einzelne Linie und ein Differenzpaar. Daher sollten die Linienbreite und der Linienabstand auf dem Testcoupon (wenn es ein Differenzpaar gibt) mit der zu steuernden Linie übereinstimmen. Das Wichtigste ist die Lage des Erdungspunktes während der Messung. Um den Induktivitätswert der Erdungsleitung zu reduzieren, liegt die Erdungsstelle der TDR-Sonde in der Regel sehr nahe an der Sondenspitze. Daher müssen der Abstand und das Verfahren zwischen dem Signalmesspunkt und dem Massepunkt auf dem Testcoupon mit der verwendeten Sonde übereinstimmen.