PCB-Neuigkeiten - Störungsmessverfahren zur Qualitätsprüfung von Leiterplatten

Time-domain crosstalk measurement method for quality verification of printed circuit boards
Paying attention to the trend of environmental protection informatization and the development of various environmental protection technologies, Leiterplattenfabriken kann mit Big Data beginnen, um die Umweltentladung und Governance-Ergebnisse des Unternehmens zu überwachen, und Umweltverschmutzungsprobleme rechtzeitig finden und lösen. Mit dem Produktionskonzept der neuen Ära Schritt halten, kontinuierliche Verbesserung der Ressourcennutzung, und grüne Produktion realisieren. Bemühen Sie sich, die PCB Industrien eine effiziente, Wirtschaftliches und umweltfreundliches Produktionsmodell, und aktiv auf die Umweltschutzpolitik des Landes reagieren.
Als Ausführungsgeschwindigkeit digitaler Systeme in den Bereichen Kommunikation, Video, Netzwerk- und Computertechnik beschleunigt sich, the quality requirements for printed circuit boards (printed circuit boards) in such systems are also getting higher and higher. Die frühen Leiterplattendesigns konnten die Systemleistung und Arbeitsanforderungen angesichts steigender Signalfrequenz und abnehmender Pulsanstiegszeit nicht garantieren. Im aktuellen Leiterplattendesign, we must use the transmission line theory to model the printed circuit board and its components (edge Steckverbinder, microstrip lines and component sockets). Nur durch vollständiges Verständnis der Formen, Mechanismen und Folgen von Übersprechen auf Leiterplatten und deren Unterdrückung durch entsprechende Technologien können wir helfen, die Zuverlässigkeit von Systemen einschließlich Leiterplatten zu verbessern. Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf das Design von Leiterplatten, Aber ich glaube, dass der Inhalt, der in dem Artikel diskutiert wird, auch anderen Anwendungen wie der Charakterisierung von Kabeln und Steckverbindern helfen wird.
Der Grund, warum Leiterplattendesigner sich um Übersprechen kümmern, ist, dass Übersprechen Leistungsprobleme wie erhöhte Geräuschpegel verursachen kann. schädliche Spikes; Datenkantenjitter; und unerwartete Signalreflexionen.

Welche dieser Probleme das Design der Leiterplatte beeinflussen, hängt von vielen Faktoren ab, wie die Eigenschaften der auf der Platine verwendeten Logikschaltung, das Design der Leiterplatte, the mode of crosstalk (reverse or forward), Die Beendigung beider Seiten der gestörten Leitung. Die Informationen in diesem Artikel können Lesern helfen, ihr Verständnis und ihre Forschung über Übersprechen zu vertiefen und die Auswirkungen von Übersprechen auf Design zu reduzieren..
Um das Übersprechen im Leiterplattendesign so weit wie möglich zu reduzieren, Wir müssen ein Gleichgewicht zwischen kapazitivem und induktivem Reaktanz finden, und streben danach, den Nennimpedanzwert zu erreichen, weil die Herstellbarkeit der Leiterplatte erfordert, dass die Übertragungsleitungsimpedanz gut gesteuert wird. Nachdem das Leiterplattendesign abgeschlossen ist, die Komponenten, connectors, Die Verbindungsmethoden auf der Platine bestimmen, welche Art von Übersprechen großen Einfluss auf die Schaltungsleistung haben wird. Verwendung von Zeitbereichsmessungsmethoden, by calculating the inflection point frequency and understanding the printed circuit board crosstalk (Crosstalk-on-printed circuit board) model, Es kann Designern helfen, den Grenzbereich der Übersprechenanalyse festzulegen.
PCB patch processing time domain measurement method
In order to measure and analyze crosstalk, Die Frequenzbereichstechnologie kann verwendet werden, um die Beziehung zwischen den harmonischen Komponenten der Frequenz im Frequenzspektrum und dem maximalen EMI bei diesen harmonischen Frequenzen zu beobachten. Allerdings, the time domain measurement of the digital signal edge (the time it takes to rise from 10% of the signal level to 90%) is also a method of measuring and analyzing crosstalk, und die Zeitbereichsmessung hat folgende Vorteile: die Änderung der digitalen Signalkante Geschwindigkeit, oder Anstiegszeit, zeigt direkt an, wie hoch jede Frequenzkomponente im Signal ist. Daher, the signal speed (ie rise time) defined by the signal edge can also help reveal the mechanism of crosstalk. Die Anstiegszeit kann direkt zur Berechnung der Biegepunktfrequenz verwendet werden. In diesem Artikel wird die Anstiegszeit-Messmethode verwendet, um Übersprechen zu erklären und zu messen.
Damit ein digitales System zuverlässig arbeiten kann, Konstrukteure müssen die Leistung des Schaltungsdesigns unterhalb der Biegepunktfrequenz studieren und überprüfen. Die Frequenzbereichsanalyse digitaler Signale zeigt, dass Signale, die über der Wendepunktfrequenz liegen, abgeschwächt werden und keinen wesentlichen Einfluss auf Übersprechen haben., während die in den Signalen unterhalb der Wendepunktfrequenz enthaltene Energie ausreicht, um den Betrieb des Schaltkreises zu beeinflussen. Die Biegepunktfrequenz wird nach folgender Formel berechnet:
PCBA patch processing printed circuit board crosstalk model
The model provided in this section provides a platform for the study of different forms of crosstalk and clarifies how the mutual impedance between two microstrip lines causes crosstalk on the printed circuit board. Abbildung 1 ist ein konzeptuelles Transimpedanzmodell. Die gegenseitige Impedanz ist gleichmäßig entlang der beiden Leiterbahnen verteilt. Übersprechen wird erzeugt, wenn die digitale Gate-Schaltung eine steigende Kante an die Übersprecherlinie sendet, and it spreads along the trace:
The mutual impedance between two traces on a printed circuit board.
1. Gegenseitige Kapazität Cm und gegenseitige Induktivität Lm koppeln sich an die angrenzende gestörte Leitung oder eine Spannung.
2. Die Übersprechenspannung erscheint auf der gestörten Leitung in Form eines schmalen Impulses, dessen Breite der Anstiegszeit des Störleitungsimpulses entspricht.
3 Auf der gestörten Leitung, der Übersprecheimpuls teilt sich in zwei, und beginnt sich dann in zwei entgegengesetzten Richtungen zu vermehren. Dies teilt das Übersprechen in zwei Teile auf: das Vorwärtsübersprechen, das sich in Richtung des ursprünglichen Störimpulses ausbreitet, und das umgekehrte Übersprechen, das sich in entgegengesetzter Richtung zur Signalquelle ausbreitet.
PCBA patch processing crosstalk type and coupling mechanism
According to the model discussed above, Der Kopplungsmechanismus des Übersprechens wird unten vorgestellt, und die beiden Arten von Übersprechen, vorwärts und rückwärts, wird diskutiert werden.
kapazitiver Kupplungsmechanismus. Es ist der Störmechanismus, der durch die Kapazität in der Schaltung verursacht wird, Einschließlich: wenn der Impuls der Störleitung den Kondensator erreicht, Es koppelt einen schmalen Impuls an die gestörte Leitung durch den Kondensator; Die Amplitude des gekoppelten Impulses wird durch die Größe der gegenseitigen Kapazität bestimmt; dann, Der gekoppelte Impuls Einer teilt sich in zwei, und beginnt sich in zwei entgegengesetzten Richtungen entlang der gestörten Linie zu vermehren.
Induktions- oder Transformatorkupplungsmechanismus. Es ist die Störung, die durch die Induktivität in der Schaltung verursacht wird, Einschließlich: Der Impuls, der sich auf der Störleitung ausbreitet, lädt die nächste Position des Stromspitzen auf; Diese Stromspitze erzeugt ein Magnetfeld, and then induces a current spike on the interfered line; transformers Two voltage spikes of opposite polarity will be generated on the interfered line (negative spikes propagate in the forward direction, and positive spikes propagate in the reverse direction).
Gegenseitiges Übersprechen. Die kapazitive und induktive Kopplungsübersprechenspannung, die durch das obige Modell verursacht wird, erzeugt einen additiven Effekt an der Übersprechenposition der gestörten Leitung. Das resultierende umgekehrte Übersprechen weist folgende Eigenschaften auf: umgekehrtes Übersprechen ist die Summe von zwei Pulsen gleicher Polarität; da sich die Position des Übersprechens entlang der Kante des Störimpulses ausbreitet, die Rückwärtsstörung erscheint als eine niedrige, Breites Impulssignal an der Quelle der gestörten Leitung Und es gibt eine entsprechende Beziehung zwischen seiner Breite und der Länge der Spur; Die reflektierte Übersprachamplitude ist unabhängig von der Pulsanstiegszeit der Störleitung, hängt aber vom gegenseitigen Impedanzwert ab.
Vorwärts-Übersprechen. Es muss wiederholt werden, dass die kapazitive und induktive Kopplungsübersprechenspannung an der Übersprechenposition der gestörten Leitung akkumuliert wird. Vorwärts Übersprechen weist folgende Eigenschaften auf: Vorwärts Übersprechen ist die Summe zweier umgekehrter Polaritätsimpulse. Weil die Polarität entgegengesetzt ist, Das Ergebnis hängt vom relativen Wert der Kapazität und Induktivität ab; Vorwärtsübersprechen erscheint am Ende der gestörten Linie als schmaler Spike mit einer Breite, die der Anstiegszeit des Störimpulses entspricht; Vorwärtsübersprechen hängt von der Anstiegszeit des Störimpulses ab. Je schneller die steigende Kante, je höher die Amplitude, und je schmaler die Breite; Die Vorwärtsübersprachamplitude hängt auch von der Länge des Paares ab: da sich die Position des Übersprechens entlang der Kante des Störimpulses ausbreitet, Der Vorwärtsübersprachimpuls auf der gestörten Leitung gewinnt mehr Energie .
Charakterisierung von Übersprechen inPCBA patch processing
In this section, Wir werden mehrere Messbeispiele auf einlagigen Leiterplatten verwenden, um den Erzeugungsmechanismus von Übersprechen und die Einstellungen mehrerer früher vorgestellter Übersprechentypen zu untersuchen. Um Übersprechen im Labor effektiv zu messen, Es sollte ein Breitband-Oszilloskop mit einer Messbandbreite von 20GHz verwendet werden, und ein hochwertiger Impulsgenerator sollte einen Impuls mit einer Anstiegszeit ausgeben, die der Anstiegszeit des Oszilloskops entspricht, um den Prüfkreis anzutreiben. Zur gleichen Zeit, hochwertige Kabel, Abschlusswiderstände und Adapter werden verwendet, um die getestete Leiterplatte anzuschließen.