Leiterplattentechnisch - Welche Prinzipien sollten beim PCB-Schaltungsdesign befolgt werden

Hybridschaltung PCB Design ist ein komplexer Prozess. Das Layout und die Verdrahtung von Komponenten und die Verarbeitung von Strom- und Massedrähten beeinflussen direkt die Schaltungsleistung und elektromagnetische Verträglichkeit. Bei der Gestaltung, Befolgen Sie bestimmte Verdrahtungsregeln, um die entworfene Leiterplatte Design Anforderungen erreichen.

Je schneller die Geschwindigkeit der digitalen Schaltung, je kürzer die Schaltzeit generell erforderlich ist. Wenn eine große Anzahl von Schaltkreisen gleichzeitig von einem logischen hohen zu einem logischen niedrigen Niveau wechselt, aufgrund der unzureichenden Fähigkeit des Erdungskabels, Strom zu übergeben, eine große Menge an Schaltstrom verursacht wird. Die logische Erdspannung schwankt, die wir Ground Bounce nennen. Wie in Abbildung 1 gezeigt. Das Ground Bounce Rauschen und die Leistungsstörung verursacht durch die digitale Schaltung, wenn an die analoge Schaltung gekoppelt, beeinflusst die Leistung der analogen Schaltung. Da durch die Strom- und Massebusse ziemlich viele Störquellen erzeugt werden, Der Erdungskabel verursacht die größte Störung, so ist die Gestaltung des Bodens und der Leistung besonders wichtig in der PCB Design.

Ich sprach über den Mechanismus der Hybridschaltung Interferenz. Wie kann die gegenseitige Interferenz zwischen Digitalsignal und Analogsignal reduziert werden? Vor dem Entwurf müssen Sie die beiden Grundprinzipien der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) verstehen: Das erste Prinzip ist, die Fläche der Stromschleife so weit wie möglich zu reduzieren. Wenn das Signal nicht durch die kleinstmögliche Schleife zurückkehren kann, kann eine große Schleife gebildet werden. Antenne. Das zweite Prinzip ist, dass das System nur eine Referenzebene verwendet. Im Gegenteil, wenn das System zwei Referenzebenen hat, kann es eine Dipolantenne bilden. Vermeiden Sie diese beiden Situationen so weit wie möglich im Design.

(1) Layoutprinzipien. Einer der ersten Faktoren, die für das Bauteillayout zu berücksichtigen sind, besteht darin, den analogen Schaltungsteil vom digitalen Schaltungsteil zu trennen. Das analoge Signal wird im analogen Bereich aller Schichten der Leiterplatte geroutet, und das digitale Signal wird im digitalen Schaltungsbereich geroutet. In diesem Fall fließt der digitale Signalrückstrom nicht in die analoge Signalmasse. Für einige Hochfrequenzleitungen mit speziellen Anforderungen ist es am besten, sie manuell zu routen und bei Bedarf Differenzleitungen oder geschirmte Leitungen zu verwenden. Manchmal muss aufgrund der Position des Eingangs-/Ausgangsanschlusses die Verdrahtung der digitalen und analogen Schaltungen gemischt werden, was den gegenseitigen Einfluss des analogen Teils und des digitalen Teils der Schaltung verursachen kann. Dies ist notwendig, um zu vermeiden, dass digitale Taktleitungen und hochfrequente analoge Signalleitungen in der Nähe der analogen Leistungsschicht laufen, andernfalls wird das Rauschen des Leistungssignals mit dem empfindlichen analogen Signal gekoppelt. Um zu versuchen, ein niederohmiges Energie- und Erdungsnetzwerk zu erreichen, sollte die Induktivität des digitalen Schaltungsdrahts minimiert werden, und die kapazitive Kopplung der analogen Schaltung sollte minimiert werden. Die Frequenz der digitalen Schaltung ist hoch, und die Empfindlichkeit der analogen Schaltung ist stark. Für die Signalleitung sollte die hochfrequente digitale Signalleitung so weit wie möglich von der empfindlichen analogen Schaltungseinrichtung entfernt sein.

(2) Treatment of power and ground. Bei der Auslegung komplexer Hybride Leiterplattes, Das Layout und die Handhabung von Erdungsdrähten sind wichtige Faktoren zur Verbesserung der Schaltungsleistung. Es wird vorgeschlagen, die digitale Masse und die analoge Masse auf dem gemischten Signal zu trennen Leiterplatte Um eine Trennung zwischen der digitalen Masse und der analogen Masse zu erreichen. Allerdings, Diese Methode neigt dazu, die Trennspaltverdrahtung zu überqueren, die einen starken Anstieg der elektromagnetischen Strahlung und des Signalübersprechens verursachen wird.