Leiterplattentechnisch - Wie man PCB-Schlüsselsignale verdrahtet

In der Leiterplattenverdrahtung Regeln, Es gibt ein Prinzip der Priorität der Schlüsselsignalleitung, das ist, Stromversorgung, Analogsignal, Hochgeschwindigkeitssignal, Taktsignal, Differenzsignal und Synchronisationssignal und andere Schlüsselsignale werden priorisiert. Nächster, Wir könnten ebenso gut die Verdrahtungsanforderungen dieser Schlüsselsignale im Detail verstehen.

Wie man PCB-Schlüsselsignale verdrahtet

Anforderungen an die analoge Signalverdrahtung

Das Hauptmerkmal des analogen Signals ist eine schlechte Störfestigkeit, und der Schutz des analogen Signals wird hauptsächlich bei der Verdrahtung berücksichtigt.

Die Verarbeitung analoger Signale spiegelt sich hauptsächlich in folgenden Punkten wider:

1. Um seine Störschutzfähigkeit zu erhöhen, sollte die Verkabelung so kurz wie möglich sein.

2.Einige analoge Signale können die Impedanzsteuerungsanforderung aufgeben, und die Verdrahtung kann entsprechend verdickt werden.

3. Begrenzen Sie den Verdrahtungsbereich, versuchen Sie, die Verdrahtung im analogen Bereich abzuschließen, weg vom digitalen Signal.

Hochgeschwindigkeits-PCB Anforderungen an die Signalverdrahtung

1. Mehrschichtige Verkabelung

Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltungen neigen dazu, eine hohe Integration und eine hohe Verdrahtungsdichte zu haben. Die Verwendung von Mehrschichtplatinen ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, sondern auch ein wirksames Mittel, um Störungen zu reduzieren. Eine vernünftige Auswahl der Anzahl der Schichten kann die Größe der Leiterplatte stark reduzieren und die Zwischenschicht vollständig nutzen, um den Schirm einzurichten, der die nahe gelegene Erdung besser realisieren kann, die parasitäre Induktivität effektiv reduzieren kann, die Signalübertragungslänge effektiv verkürzen kann und die Signalkreuzstörung und so weiter stark reduzieren kann.

2. Je weniger Bleibiegungen, desto besser

Je weniger sich die Leitung zwischen den Stiften des Hochgeschwindigkeitsschaltgeräts verbiegt, desto besser. Der Führungsdraht der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltung ist am besten, eine volle gerade Linie anzunehmen, die gedreht werden muss. Es kann durch 45° gebrochene Linie oder Kreisbogen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Befestigungsstärke der Stahlfolie in Niederfrequenzschaltungen zu verbessern, während es in Hochgeschwindigkeitsstrecken diese Anforderung erfüllen kann. Eine Anforderung kann die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochgeschwindigkeitssignalen reduzieren und Signalstrahlung und Reflexion reduzieren.

3. Je kürzer die Führung, desto besser

Je kürzer die Leitung zwischen den Pins der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltung, desto besser. Je länger die Leitung, desto größer die verteilte Induktivität und die verteilte Kapazität, die großen Einfluss auf den Durchgang von Hochfrequenzsignalen des Systems haben wird. Gleichzeitig ändert es auch die charakteristische Impedanz der Schaltung, wodurch das System reflektiert und oszilliert.

4. Je weniger abwechselnd zwischen Bleischichten, desto besser

Je weniger Bleischichten zwischen den Pins von Hochgeschwindigkeitsschaltgeräten wechseln, desto besser. Das sogenannte "je weniger Zwischenschichtwechsel der Leitungen, desto besser" bedeutet, je weniger Durchkontaktierungen im Bauteilverbindungsprozess verwendet werden, desto besser. Es wird gemessen, dass ein Durchgang 0,5pf verteilter Kapazität bewirken kann, was zu einer signifikanten Erhöhung der Verzögerung der Schaltung führt, und die Verringerung der Anzahl der Durchgänge kann die Geschwindigkeit erheblich erhöhen.

5. Achten Sie auf parallele Querstörungen

Bei der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtung sollte auf die "Querstörung" geachtet werden, die durch die enge parallele Verlegung von Signalleitungen entsteht. Wenn eine parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitungen angeordnet werden, um Störungen stark zu reduzieren.

6. Äste und Stümpfe vermeiden

Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtung sollte versuchen, Verzweigungen oder Baumstümpfe (Stub) zu vermeiden. Baumstümpfe haben einen großen Einfluss auf die Impedanz, die Signalreflexion und Überschuss verursachen kann, daher sollten wir normalerweise Stümpfe und Äste beim Entwerfen vermeiden. Die Verwendung von Daisy Chain Verdrahtung reduziert die Auswirkungen auf das Signal.

Wie man PCB-Schlüsselsignale verdrahtet

7. Versuchen Sie, zur inneren Schicht der Signalleitung zu gehen

Hochfrequente Signalleitungen an der Oberfläche sind anfällig für große elektromagnetische Strahlung und sind auch anfällig für Störungen durch externe elektromagnetische Strahlung oder Faktoren. Verdrahten Sie die Hochfrequenz-Signalleitung zwischen der Stromversorgung und dem Erdungskabel, und die Strahlung, die durch die Stromversorgung und die untere Schicht erzeugt wird, wird von elektromagnetischen Wellen absorbiert.

Anforderungen an die Verkabelung von Taktsignalen

Im digitalen Schaltungsdesign ist ein Taktsignal ein Signal, das zwischen einem hohen und einem niedrigen Zustand oszilliert, was die Leistung der Schaltung bestimmt. Der Taktkreis hat eine wichtige Position in der digitalen Schaltung und ist gleichzeitig die Hauptquelle der elektromagnetischen Strahlung. Die Taktverarbeitungsmethode benötigt auch besondere Aufmerksamkeit beim PCB-Layout. Der Uhrenbaum wird zu Beginn geklärt und das Verhältnis zwischen verschiedenen Uhren wird geklärt, so dass er bei der Verdrahtung besser gehandhabt werden kann. Darüber hinaus ist das Taktsignal oft ein schwieriger Punkt in der EMV-Konstruktion, und besondere Aufmerksamkeit sollte auf Elemente gelegt werden, die EMV-Prüfindikatoren benötigen.

Neben der konventionellen Impedanzsteuerung und den gleichen Längenanforderungen der Taktleitung sind folgende Aspekte zu beachten:

1. Versuchen Sie, die optimale Verdrahtungsschicht für das Taktsignal zu wählen.

2. Versuchen Sie nicht, die Teilung des Taktsignals zu überschreiten, geschweige denn, es entlang des Teilungsbereichs zu leiten.

3. Achten Sie auf den Abstand zwischen dem Taktsignal und anderen Signalen, mindestens 3W.

4. Für den Entwurf mit EMV-Anforderungen sollte die innere Schichtverdrahtung so weit wie möglich ausgewählt werden, wenn die Leitung länger ist.

5. Achten Sie auf die Terminierungsabstimmung des Taktsignals.

6.Verwenden Sie keine Daisy-Chain-Struktur, um Taktsignale zu übertragen, sondern eine Sternstruktur, das heißt, alle Taktlasten sind direkt mit dem Taktstromtreiber verbunden.

7. Alle Drähte, die mit den Eingangs-/Ausgangsklemmen des Kristalloszillators verbunden sind, sollten so kurz wie möglich sein, um Störstörungen und den Einfluss der verteilten Kapazität auf den Kristalloszillator zu reduzieren.

8. Der Kristallkondensator Erdungskabel sollte mit dem Gerät mit dem breitesten und kürzesten Draht möglich verbunden werden; Der digitale Massepunkt, der dem Kristalloszillator am nächsten ist, sollte Durchkontaktierungen minimieren.

9. In digitalen Schaltungen sind die üblichen Taktsignale Signale mit schnellen Kantenwechseln und hohem externen Übersprechen. Daher sollte in der Konstruktion die Taktleitung von Massedrähten umgeben sein und Massedrähte sollten verwendet werden, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und dadurch Übersprechen zu reduzieren; Versuchen Sie bei Hochfrequenz-Signaluhren, Niederspannungs-Taktsignale zu verwenden und den Erdungsmodus zu wickeln, und achten Sie auf die Erdung. Loch Integrität.

Anforderungen an die unterschiedliche Signalverdrahtung

Differentialsignale, von denen einige auch Differentialsignale genannt werden, verwenden zwei genau dieselben Signale mit entgegengesetzter Polarität, um eine Daten zu übertragen, und die Entscheidung hängt von der Pegeldifferenz der beiden Signale ab. Um sicherzustellen, dass die beiden Signale exakt gleich sind, müssen sie bei der Verdrahtung parallel gehalten werden und die Leitungsbreite und der Leitungsabstand unverändert bleiben.

So leiten Sie Schlüsselsignale in PCB-Design

Auf der Leiterplatte müssen die Differentialspuren zwei Linien von gleicher Länge, gleicher Breite, Nähe und auf der gleichen Ebene sein.

1. Gleiche Länge: Gleiche Länge bedeutet, dass die Länge der beiden Linien so lang wie möglich sein sollte, um sicherzustellen, dass die beiden Differenzsignale zu jeder Zeit entgegengesetzte Polaritäten behalten. Gleichtaktkomponenten reduzieren.

2. Gleiche Breite und gleicher Abstand: Gleiche Breite bedeutet, dass die Spurbreite von zwei Signalen gleich gehalten werden muss, und gleicher Abstand bedeutet, dass der Abstand zwischen den beiden Linien konstant und parallel gehalten werden sollte.

Erinnerung: Versuchen Sie, spezielle Verdrahtungsschichten für Schlüsselsignale wie Taktsignale, Hochfrequenzsignale und empfindliche Signale bereitzustellen, und stellen Sie den kleinsten Schleifenbereich sicher. Verwenden Sie Methoden wie Abschirmung und Erhöhung des Sicherheitsabstandes, um die Signalqualität sicherzustellen.