Leiterplatte Blog - Holen Sie sich Hochfrequenz-Leiterplattendesign und -verdrahtung

Wenn die Frequenz der digitalen Logik Leiterplatte erreicht oder überschreitet 45MHZ~50MHZ, and the circuit working above this frequency has accounted for a certain amount of the entire electronic system (for example, 1/3), Es wird normalerweise eine Hochfrequenzschaltung genannt. Hochfrequenzschaltungsdesign ist ein sehr komplexer Designprozess, und sein Routing ist entscheidend für das gesamte Design.

1. Mehrschichtige Leiterplattenverdrahtung 2.

Hochfrequenzschaltungen neigen dazu, eine hohe Integration und eine hohe Verdrahtungsdichte zu haben. Der Einsatz von Mehrschichtplatinen ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, sondern auch ein wirksames Mittel zur Reduzierung von Störungen. In der PCB-Layoutphase kann eine vernünftige Auswahl der Größe der Leiterplatte mit einer bestimmten Anzahl von Schichten die mittlere Schicht voll nutzen, um den Schirm einzustellen, die nächste Erdung besser zu erreichen und die parasitäre Induktivität effektiv zu reduzieren und die Übertragungslänge des Signals zu verkürzen. Signifikante Reduzierung von Signalquerstörungen usw. Alle diese Methoden sind vorteilhaft für die Zuverlässigkeit von Hochfrequenzschaltungen. Einige Daten zeigen, dass das Rauschen der vierlagigen Platte 20dB niedriger ist als das der doppelseitigen Platte, wenn das gleiche Material verwendet wird. Aber gleichzeitig gibt es auch ein Problem. Je höher die Halbschichtzahl der Leiterplatte, desto komplizierter ist der Herstellungsprozess und desto höher sind die Stückkosten. Dies erfordert, dass wir die entsprechende Anzahl von Schichten auswählen, wenn wir das PCB-Board-Layout erstellen. Führen Sie eine vernünftige BauteilLayoutplanung durch und verwenden Sie korrekte Routingregeln, um das Design abzuschließen.

2. Je weniger Bleibiegungen zwischen den Stiften elektronischer Hochgeschwindigkeitsgeräte, desto besser

Die Leitungen der Hochfrequenzschaltung sind alle gerade Linien und müssen gedreht werden. Sie können mit 45-Grad gebrochenen Linien oder Bögen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Fixierungsfestigkeit der Kupferfolie in der Niederfrequenzschaltung zu verbessern, aber in der Hochfrequenzschaltung wird diese Anforderung erfüllt. Es kann jedoch die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochfrequenzsignalen reduzieren.

3. Je kürzer die Leitung zwischen den Stiften des Hochfrequenzschaltungsgeräts, desto besser

Die Strahlungsintensität des Signals ist proportional zur Spurenlänge der Signalleitung. Je länger die Hochfrequenz-Signalleitung ist, desto einfacher ist es, die Komponenten in ihrer Nähe zu koppeln. Daher müssen für Signale wie Uhren, Kristalloszillatoren, DDR-Daten Hochfrequenz-Signalleitungen wie LVDS-Leitungen, USB-Leitungen und HDMI-Leitungen so kurz wie möglich sein.

4. Je weniger der Wechsel zwischen den Führungsschichten zwischen den Stiften der Hochfrequenzschaltungsvorrichtung, desto besser

Das sogenannte "je weniger der Zwischenschichtwechsel der Leitungen, desto besser" bedeutet, je weniger Durchkontaktierungen im Bauteilverbindungsprozess verwendet werden, desto besser. Gemäß den Daten kann ein Durchgang 0,5pF verteilter Kapazität herbeiführen, und die Verringerung der Anzahl der Durchgänge kann die Geschwindigkeit erheblich verbessern und die Möglichkeit von Datenfehlern verringern.

5. Achten Sie auf das "Übersprechen", das durch die engen parallelen Spuren der Signalleitungen verursacht wird

Bei der Hochfrequenzschaltung sollte auf das "Übersprechen" geachtet werden, das durch die parallele Verdrahtung von Signalleitungen in unmittelbarer Nähe eingeführt wird. Übersprechen bezieht sich auf das Kopplungsphänomen zwischen Signalleitungen, die nicht direkt verbunden sind. Da das Hochfrequenzsignal entlang der Übertragungsleitung in Form von elektromagnetischen Wellen übertragen wird, wirkt die Signalleitung als Antenne, und die Energie des elektromagnetischen Feldes wird um die Übertragungsleitung emittiert. Übersprechen genannt. Die Parameter der Leiterplattenschicht, der Abstand der Signalleitungen, die elektrischen Eigenschaften des Antriebs- und Empfangsenden und die Beendigungsmethode der Signalleitungen haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen. Um das Übersprechen von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren, ist es daher erforderlich, bei der Verdrahtung so weit wie möglich Folgendes zu tun: Setzen Sie einen Erdungskabel oder eine Erdungsebene zwischen die beiden Leitungen mit starkem Übersprechen unter den Bedingungen ein, die durch den Verdrahtungsraum zulässig sind. Es kann die Rolle der Isolation spielen und Übersprechen reduzieren. Wenn sich im Raum um die Signalleitung ein zeitlich variierendes elektromagnetisches Feld befindet und eine parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche von "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitung angeordnet werden, um die Störung stark zu reduzieren. Unter der Prämisse der Verdrahtungsraumzulassung erhöhen Sie den Abstand zwischen benachbarten Signalleitungen, verringern Sie die Parallellänge der Signalleitungen und versuchen, die Taktleitungen senkrecht zu den Schlüsselsignalleitungen anstelle von parallel zu machen. Sind parallele Leiterbahnen in derselben Schicht nahezu unvermeidbar, müssen die Leiterbahnen auf zwei benachbarten Schichten senkrecht zueinander ausgerichtet sein. In einer digitalen Schaltung ist das übliche Taktsignal ein Signal mit schnellem Kantenwechsel, und das externe Übersprechen ist groß. Daher sollte im Design die Taktleitung von einem Erdungskabel umgeben sein und weitere Erdungskabellöcher sollten gemacht werden, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und somit das Übersprechen zu reduzieren. Bei Hochfrequenz-Signaluhren versuchen Sie, Niederspannungs-differenzielle Taktsignale zu verwenden und die Masse zu wickeln. Achten Sie auf die Integrität des Bodenstanzens. Hängen Sie den nicht verwendeten Eingangsanschluss nicht an, sondern erden Sie ihn oder schließen Sie ihn an die Stromversorgung an (das Netzteil ist auch in der Hochfrequenzsignalschleife geerdet), da die baumelnde Leitung der Sendeantenne entsprechen kann und die Erdung die Emission unterdrücken kann. Die Praxis hat bewiesen, dass die Beseitigung von Übersprechen auf diese Weise manchmal sofort wirksam sein kann.

6. Fügen Sie Hochfrequenz-Entkopplungskondensatoren zu den Leistungspins des integrierten Schaltungsblocks hinzu

Ein Hochfrequenz-Entkopplungskondensator wird dem Leistungspin jedes integrierten Schaltungsblocks hinzugefügt. Das Hinzufügen von Hochfrequenz-Entkopplungskondensatoren auf den Leistungspins kann die Interferenz effektiv unterdrücken, die durch Hochfrequenz-Oberschwingungen auf den Leistungspins verursacht werden.

7. Der Erdungskabel des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Erdungskabel des Analogsignals ist isoliert

Wenn der analoge Erdungskabel, der digitale Erdungskabel usw. mit dem gemeinsamen Erdungskabel verbunden sind, sollten hochfrequente Drosselmagnetkugeln für den Anschluss oder die direkte Isolierung und die Einzelpunktverbindung an einem geeigneten Ort verwendet werden. Das Erdungspotenzial des Erdungskabels von hochfrequenten digitalen Signalen ist im Allgemeinen inkonsistent, und es gibt oft einen bestimmten Spannungsunterschied zwischen den beiden; Wenn das digitale Signal-Massedraht und das analoge Signal-Massedraht direkt angeschlossen sind, stören die Oberschwingungen des Hochfrequenzsignals das analoge Signal durch die Massedrahtkopplung. Daher müssen unter normalen Umständen der Massedraht des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Massedraht des Analogsignals isoliert werden, die an einem einzigen Punkt an einer geeigneten Position miteinander verbunden werden können, oder die Verbindung von Hochfrequenz-Drosselmagnetkugeln kann verwendet werden.

8. Vermeiden Sie Schleifen, die durch Spuren gebildet werden

Alle Arten von hochfrequenten Signalspuren sollten möglichst keine Schleifen bilden. Wenn dies nicht vermieden werden kann, sollte der Schleifenbereich so klein wie möglich gehalten werden.

9. Muss eine gute Signalimpedanzanpassung sicherstellen

Wenn die Impedanz während der Signalübertragung nicht übereinstimmt, wird das Signal im Übertragungskanal reflektiert, und die Reflexion bewirkt, dass das zusammengesetzte Signal einen Überschuss bildet, wodurch das Signal in der Nähe der Logikschwelle schwankt. Der grundlegende Weg, Reflexion zu beseitigen, besteht darin, die Impedanz des Übertragungssignals gut aufeinander abzustimmen. Denn je größer der Unterschied zwischen der Lastimpedanz und der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, desto größer die Reflexion. Daher sollte die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitung so weit wie möglich der Lastimpedanz entsprechen; Achten Sie gleichzeitig auf die Leiterplatte. Die Übertragungsleitung auf der Platine sollte keine plötzlichen Änderungen oder Ecken haben. Versuchen Sie, die Impedanz jedes Punktes der Übertragungsleitung kontinuierlich zu halten, sonst gibt es Reflexionen zwischen den Abschnitten der Übertragungsleitung. Dies erfordert, dass bei der Verdrahtung von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten die folgenden Verdrahtungsregeln befolgt werden müssen: USB-Verdrahtungsregeln. Differentialspuren für USB-Signale sind erforderlich, mit einer Linienbreite von 10 Mils, einem Linienabstand von 6 Mils und einem 6 Mil Abstand zwischen Erdungs- und Signalleitungen. HDMI-Verdrahtungsregeln. Die HDMI-Signal-Differenzspur ist erforderlich, die Linienbreite ist 10mil, der Linienabstand ist 6mil, und der Abstand zwischen den beiden HDMI-Differenzsignalpaaren übersteigt 20mil. LVDS-Verdrahtungsregeln. Die LVDS Signal Differential Trace ist erforderlich, mit einer Linienbreite von 7 Mils und einem Linienabstand von 6 Mils. Der Zweck ist es, die Differenzsignalpaarimedanz von HDMI auf 100+-15% ohm zu steuern. DDR Routing Regeln. DDR1-Verdrahtung erfordert, dass Signale nicht so weit wie möglich durch Löcher gehen, die Signalleitungen von gleicher Breite sind und die Leitungen gleich weit entfernt sind. Die Verkabelung muss dem 2W-Prinzip entsprechen, um Übersprechen zwischen Signalen zu reduzieren. Für Hochgeschwindigkeitsgeräte von DDR2 und höher sind auch hochfrequente Daten erforderlich. Die Länge der Leitung ist gleich, um die Impedanzanpassung des Signals sicherzustellen.

10. Wahrung der Signalintegrität

Halten Sie die Integrität der Signalübertragung aufrecht und verhindern Sie das "Ground Bounce Phänomen", das durch die Spaltung des Massedrahts auf Leiterplatte.