PCB-Technologie - 3 Fragen und Antworten zu Leiterplatten-Verdrahtung

1. Wie man mit einigen theoretischen Konflikten in der Praxis umgeht Leiterplattenverdrahtung--F: In Wirklichkeit Leiterplattenverdrahtung, viele Theorien widersprechen einander; zum Beispiel: 1. Umgang mit dem Anschluss von mehreren analogen/Digitale Grundlagen: Theoretisch sollte es sein Sie sind voneinander isoliert, aber in tatsächlicher Miniaturisierung und Verdrahtung mit hoher Dichte, aufgrund von Platzbeschränkungen oder absoluter Isolation, Analoge Erdungsspuren mit kleinen Signalen werden zu lang sein, erschweren theoretische Zusammenhänge. Die Praxis der PCB-Fabrik besteht darin, den Boden des analogen/Digitales Funktionsmodul zu einer kompletten Insel, und die analoge/Digitale Masse des Funktionsmoduls ist mit dieser Insel verbunden. Dann verbinden Sie die Insel mit dem "großen" Boden durch den Graben. Ich weiß nicht, ob dieser Ansatz richtig ist.? 2. Theoretisch, Die Verbindung zwischen Kristalloszillator und CPU sollte so kurz wie möglich sein. Aufgrund der strukturellen Anordnung, Die Verbindung zwischen Kristalloszillator und CPU ist relativ lang und dünn, so wird es gestört und die Arbeit ist instabil. Wie man dieses Problem von der Verdrahtung löst? Es gibt viele andere Probleme, especially EMC and EMI problems in Hochgeschwindigkeits-PCB wiring. Es gibt viele Konflikte, die Kopfschmerzen sind. Wie man diese Konflikte löst?

Antwort: 1. Grundsätzlich ist es richtig, die analoge/digitale Masse zu trennen. Es ist zu beachten, dass die Signalspur den geteilten Ort (Graben) nicht so weit wie möglich überqueren sollte, und der Rückstrompfad der Stromversorgung und des Signals sollte nicht zu groß sein.

2. Der Kristalloszillator ist eine analoge positive Feedback-Oszillationsschaltung. Um ein stabiles Oszillationssignal zu haben, muss es die Schleifengewinn- und Phasenspezifikationen erfüllen. Die Schwingungsspezifikationen dieses analogen Signals werden leicht gestört. Selbst wenn Bodenschutzspuren hinzugefügt werden, ist es möglicherweise nicht in der Lage, die Störung vollständig zu isolieren. Und wenn es zu weit weg ist, beeinflusst das Rauschen auf der Erdungsebene auch die positive Feedback-Schwingung. Daher muss der Abstand zwischen dem Kristalloszillator und dem Chip so nah wie möglich sein.

3. Es stimmt, dass es viele Konflikte zwischen Hochgeschwindigkeitsverdrahtung und EMI-Anforderungen gibt. Aber das Grundprinzip ist, dass der Widerstand und die Kapazität oder die Ferritperle, die durch EMI hinzugefügt wird, nicht dazu führen kann, dass einige elektrische Eigenschaften des Signals die Spezifikationen nicht erfüllen. Daher ist es am besten, die Fähigkeiten der Anordnung von Leiterbahnen und PCB-Stapeln zu verwenden, um EMI-Probleme zu lösen oder zu reduzieren, wie Hochgeschwindigkeitssignale, die zur inneren Schicht gehen. Schließlich wird das Widerstandskondensator- oder Ferrit-Bead-Verfahren verwendet, um die Beschädigung des Signals zu reduzieren.

2. Wie löst man im Hochgeschwindigkeitsdesign das Problem der Signalintegrität? Wie wird die Differenzverdrahtung erreicht? Wie erreicht man bei Taktsignalleitungen mit nur einem Ausgang eine Differenzverdrahtung? Antwort: Die Signalintegrität ist im Grunde ein Problem der Impedanzanpassung. Die Faktoren, die die Impedanzanpassung beeinflussen, umfassen die Struktur und Ausgangsimpedanz der Signalquelle, die charakteristische Impedanz der Leiterbahn, die Eigenschaften des Lastenden und die Topologie der Leiterbahn. Die Lösung besteht darin, sich auf die Topologie der Beendigung und Anpassung der Verkabelung zu verlassen. Bei der Anordnung des Differenzialpaares gibt es zwei Punkte zu beachten. Die eine ist, dass die Länge der beiden Drähte so lang wie möglich sein sollte, und die andere ist, dass der Abstand zwischen den beiden Drähten (dieser Abstand wird durch die Differenzimpedanz bestimmt) konstant gehalten werden muss, das heißt, um parallel zu bleiben. Es gibt zwei parallele Wege, eine ist, dass die beiden Drähte auf der gleichen Seite laufen, und die andere ist, dass die beiden Drähte auf zwei benachbarten Schichten oben und unten (over-under) laufen. Im Allgemeinen hat erstere mehr Side-by-Side-Implementierungen. Für die Verwendung von Differenzverdrahtungen ist es sinnvoll, dass sowohl die Signalquelle als auch das Empfangsende Differenzsignale sind. Daher ist es unmöglich, eine Differenzverdrahtung für ein Taktsignal mit nur einer Ausgangsklemme zu verwenden.

3. Über Hochgeschwindigkeits-Differenzsignalverdrahtung --Frage: Wenn das Hochgeschwindigkeits-Differenzsignalleitungspaar parallel auf der Leiterplatte geführt wird, bei Impedanzanpassung, durch die gegenseitige Kopplung der beiden Drähte, es wird viele Vorteile bringen. Allerdings, Es gibt Meinungen, dass dies die Dämpfung des Signals erhöht und den Übertragungsabstand beeinflusst. Ist es so? Warum? Einige große Leiterplattenunternehmen Hochgeschwindigkeitsverkabelung so nah und parallel wie möglich auf der Auswertetafel gesehen haben, Während einige bewusst den Abstand zwischen den beiden Drähten plötzlich weit und nah machen. Ich weiß nicht, welche besser ist.. Mein Signal ist über 1GHz und die Impedanz ist 50 Ohms. Bei der Verwendung von Software zur Berechnung, ist das differentielle Linienpaar auch als 50 ohms berechnet? Oder wird es als 100 Ohms berechnet? Kann ein passender Widerstand zwischen den differentiellen Linienpaaren am Empfangsende addiert werden?

Antwort: Ein Grund für die Dämpfung der Hochfrequenzsignalenergie ist der Leiterverlust (Leiterverlust), einschließlich des Hauteffekts, und der andere ist der dielektrische Verlust der dielektrischen Substanz. Diese beiden Faktoren lassen sich im Grad ihres Einflusses auf die Signaldämpfung erkennen, wenn die elektromagnetische Theorie den Übertragungsleitungseffekt analysiert. Die Kopplung der Differenzlinie beeinflusst ihre charakteristische Impedanz und wird kleiner. Entsprechend dem Spannungsteilerprinzip (Spannungsteiler) wird dadurch die Spannung kleiner, die von der Signalquelle an die Leitung gesendet wird. Was die theoretische Analyse der Signaldämpfung durch Kopplung betrifft, so habe ich sie nicht gelesen. Die Verdrahtungsmethode des Differentialpaars sollte eng und parallel angemessen sein. Die sogenannte angemessene Nähe liegt darin, dass der Abstand den Wert der Differenzimpedanz beeinflusst, der ein wichtiger Parameter für die Auslegung von Differenzpaaren ist. Die Notwendigkeit der Parallelität besteht auch darin, die Konsistenz der Differenzimpedanz aufrechtzuerhalten. Wenn die beiden Leitungen plötzlich weit und nah sind, ist die Differenzimpedanz inkonsistent, was die Signalintegrität und Zeitverzögerung beeinflusst. Die Berechnung der Differenzimpedanz ist 2 (Z11-Z12), wobei Z11 die charakteristische Impedanz der Spur selbst ist, und Z12 die Impedanz ist, die durch die Kopplung zwischen den beiden Differenzlinien erzeugt wird, die mit dem Linienabstand in Beziehung steht. Wenn also die Differenzimpedanz 100 Ohms ausgelegt ist, muss die charakteristische Impedanz der Leiterbahn selbst etwas größer als 50 Ohms sein. Wie groß es ist, kann es mit Simulationssoftware berechnet werden.