Leiterplatte Blog - Ground Bounce der Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte der Leiterplatte

Ground Bounce von Hochgeschwindigkeitsstrecken Leiterplatte. Wie in der Abbildung gezeigt ist eine komplette Signalschleife, U1 ist der Fahrer; U2 ist der Empfänger; L1, L3 sind die Gehäuseinduktivität des Bauteil UI Signalausgangsstifts bzw. des Massepunktes; L2, L4 sind die Komponente U2 Signalausgangsstift und Paketinduktivität des Massepunktes. Betrachten Sie einen einfachen Fall, in dem die Referenzebene des Signalpfads die "Masse" der Geräteoberfläche ist., U2, Signal- und Massepunkte des Bauteils befinden sich nicht in unmittelbarer Nähe.

Nach den Grundgesetzen des Elektromagnetismus werden, wenn Strom durch die Schleife fließt, Magnetspulen sowohl um den Signalweg als auch um den Rückweg erzeugt, und die Magnetfeldlinien um eine der Gesamtdrehungen der Pfade sind die magnetischen Spulen (selbstmagnetische Spulen), die durch den Strom in diesem Pfad erzeugt werden. Es besteht aus zwei Teilen der magnetischen Spule (gegenseitige magnetische Spule), die durch andere Stromwege um sie herum erzeugt werden. Das heißt, der Leiter, durch den der Signalstrom fließt, hat eine Induktivität, und seine Gesamtinduktivität besteht aus zwei Teilen: Selbstinduktivität und gegenseitige Induktivität. Die Stromrichtungen der beiden Pfade sind entgegengesetzt, und die Richtungen der Magnetspulen sind auch entgegengesetzt, so dass die Gesamtinduktivität eines Pfades die Differenz zwischen der Selbstinduktivität und der gegenseitigen Induktivität ist. Wenn die Selbstinduktivität des Signalweges LA ist; die Selbstinduktivität des Rücklaufweges ist LB; die gegenseitige Induktivität zwischen den beiden ist LAB; dann sind die Gesamtinduktivitäten von Signalweg und Rückweg:

Ändert sich der Strom in der Schleife, entsteht über alle Induktoren eine induzierte Spannung. Die auf dem Rückweg erzeugte Spannung ist der Ground Bounce (Ground Bounce). Die Ground Bounce Spannung hängt von der Geschwindigkeit der Stromänderung ab. Die Größe ist:

Ground Bounce ist die Spannung zwischen zwei Punkten auf dem Rückweg, das durch schnell wechselnde Ströme in der Schleife entsteht. Der Bodenprall hat wenig Einfluss auf das Fahrende, und betrifft hauptsächlich den Empfang, das dem Rauschen entspricht, das dem empfangenen Signal überlagert wird. Wenn mehrere Ausgänge gleichzeitig geschaltet werden, das Bodenprallgeräusch wird mehrmals zunehmen, das ist, synchrones Schaltrauschen. There are only two ways to reduce the ground bounce voltage:
1) Minimize the variation of loop current. This means reducing edge change rates and limiting the number of signal paths that share the return path;
2) Second, Minimierung der Rückfahrweginduktivität so weit wie möglich. Die Verringerung der Rücklaufinduktivität umfasst zwei Aspekte: Verringerung der Selbstinduktivität des Rücklaufweges und Erhöhung der gegenseitigen Induktivität zwischen Signalweg und Rücklaufweg. Die Verringerung der Selbstinduktivität bedeutet, den Rückweg so locker wie möglich zu machen; Erhöhung der gegenseitigen Induktivität bedeutet, Rücklauf- und Signalwege so nah wie möglich zu machen.

Here are some specific measures:
1) Use a multilayer board to lay out the power supply and ground reference plane, and directly solder the power supply pins and ground pins of the components on the plane to ensure the inductance and impedance of the power supply or ground pins;
2) Try to use components with low switching speed;
3) For components, Während des Verpackens kann ein geschliffener Stift hinzugefügt werden, Ein zusätzlicher Stromversorgungspin kann für die Leistungsstufe zugewiesen werden, and a ground reference pin can be allocated for the input circuit;
4) Use the check-point input method;
5) Avoid using sockets and winding boards;
6) Place the decoupling capacitor as close as possible to the ground pin of the component.
Ground Bounce ist eine Rauschquelle von Logikkomponenten. Durch die immer schnelleren Kantenraten von Signalen und Spannungsschaltungen, Ground Bounce kann manchmal zu einem ernsthaften Problem werden und sollte mit mehr Aufmerksamkeit auf Leiterplatte.