PCB-Neuigkeiten - Übertragungsleitungseffekte im PCB-Design

Basierend auf dem oben definierten Übertragungsleitungsmodell, um zusammenzufassen, bringt die Übertragungsleitung die folgenden Effekte auf das gesamte Schaltungsdesign.

Reflektierte Signale

Verzögerung und Zeitfehler

· Wiederholtes Überschreiten des Schwellenwerts der Logik Fehler Falsches Umschalten

· Überschuss/Unterschuss

Induziertes Rauschen (oder Übersprechen)

EMI-Strahlung

1 Reflektiertes Signal

Wenn eine Leiterbahn nicht ordnungsgemäß beendet ist (Klemmenabgleich), wird der Signalimpuls vom Antriebsende am Empfangsende reflektiert, was unerwartete Effekte verursacht und das Signalprofil verzerrt. Wenn die Verzerrung sehr signifikant ist, kann sie eine Vielzahl von Fehlern verursachen und Konstruktionsfehler verursachen. Gleichzeitig steigt die Empfindlichkeit des verzerrten Signals gegenüber Rauschen, was auch zu Konstruktionsfehlern führen kann. Wenn die obige Situation nicht genug betrachtet wird, wird die EMI erheblich zunehmen, was nicht nur die Ergebnisse seines eigenen Designs beeinflusst, sondern auch den Ausfall des gesamten Systems verursacht.

Die Hauptgründe für reflektierte Signale sind: zu lange Spuren; Übertragungsleitungen, die nicht durch Abgleich, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzmissstimmung beendet werden.

2 Verzögerungs- und Zeitfehler

Signalverzögerung und Timing-Fehler manifestieren sich als: Das Signal springt für einen Zeitraum nicht, wenn das Signal zwischen den hohen und niedrigen Schwellenwerten des Logikpegels wechselt. Übermäßige Signalverzögerung kann Zeitfehler und Verwirrung der Gerätefunktionen verursachen.

Probleme entstehen in der Regel, wenn es mehrere Empfänger gibt. Der Schaltungsdesigner muss die ungünstigste Zeitverzögerung bestimmen, um die Richtigkeit des Designs sicherzustellen. Der Grund für die Signalverzögerung: Der Treiber ist überlastet und die Verkabelung ist zu lang.

3 Mehrfaches Überschreiten des Schwellenfehlers der Logik

Das Signal kann während des Übergangsprozesses mehrmals den Schwellenwert der Logik überschreiten, was zu einer solchen Fehlerart führt. Der Fehler beim mehrfachen Überschreiten der Logiknegelschwelle ist eine spezielle Form der Signaloszillation, das heißt, die Oszillation des Signals tritt in der Nähe der Logiknegelschwelle auf, und das mehrfache Überschreiten der Logiknegelschwelle verursacht die Logikfunktionsstörung. Ursachen von reflektierten Signalen: lange Spuren, unbestimmte Übertragungsleitungen, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzanpassung.

4 Überschuss und Unterschuss

Overshoot und Undershoot haben zwei Gründe: Die Spur ist zu lang oder das Signal ändert sich zu schnell. Obwohl die meisten Komponenten-Empfangsenden durch Eingangsschutzdioden geschützt sind, überschreiten diese Überschreitungen manchmal den Spannungsbereich der Komponenten-Stromversorgung bei weitem und beschädigen Komponenten.

5 Übersprechen

Übersprechen manifestiert sich so, als wenn ein Signal durch eine Signalleitung geht, wird das relevante Signal auf der Signalleitung, die an sie angrenzt, auf der Leiterplatte induziert. Wir nennen es Übersprechen.

Je näher die Signalleitung an der Erde liegt, desto größer ist der Leitungsabstund und desto kleiner ist das erzeugte Übersprechersignal. Asynchrone Signale und Taktsignale sind anfälliger für Übersprechen. Daher besteht die Methode der Übersprechentfernung darin, das Übersprechensignal zu entfernen oder das Signal abzuschirmen, das ernsthaft gestört wird.

6 Elektromagnetische Strahlung

EMI (Electro-Magnetic Interference) bezieht sich auf elektromagnetische Störungen. Zu den verursachten Problemen gehören übermäßige elektromagnetische Strahlung und Anfälligkeit für elektromagnetische Strahlung. EMI manifestiert sich darin, dass, wenn ein digitales System eingeschaltet wird, es elektromagnetische Wellen in die Umgebung ausstrahlt und dadurch den normalen Betrieb elektronischer Geräte in der Umgebung stört. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Betriebsfrequenz der Schaltung zu hoch ist und das Layout unzumutbar ist. Es gibt Softwaretools für die EMI-Simulation, aber EMI-Simulatoren sind sehr teuer, und es ist schwierig, Simulationsparameter und Randbedingungen festzulegen, die direkt die Genauigkeit und Praktikabilität der Simulationsergebnisse beeinflussen. Der häufigste Ansatz besteht darin, die verschiedenen Designregeln für die Steuerung von EMI in jedem Aspekt des Designs anzuwenden, um die regelgesteuerte und kontrollierte Steuerung in jedem Aspekt des Designs zu realisieren.

Das oben genannte ist die Einführung von Übertragungsleitungseffekten in PCB-Design. Ipcb wird auch für Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung Technologie.