Leiterplattentechnisch - Was sind die Verdrahtungsfähigkeiten im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

Hochfrequenzplatinen neigen zu einer hohen Integration und hoher Verdrahtungsdichte. Der Einsatz von Mehrschichtplatinen ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, aber auch ein wirksames Mittel zur Verringerung von Störungen. In der Leiterplattenlayout Bühne, Eine vernünftige Auswahl der Leiterplattengröße mit einer bestimmten Anzahl von Schichten kann die Zwischenschicht voll ausnutzen, um den Schild aufzubauen, die nächste Erdung besser realisieren, und reduzieren effektiv die parasitäre Induktivität und verkürzen die Signalübertragungslänge, Alle diese Methoden sind vorteilhaft für die Zuverlässigkeit von Hochfrequenzschaltungen, wie die Amplitudenreduktion von Signalquerstörungen. Mit dem gleichen Material, Das Geräusch einer vierlagigen Platte ist 20dB niedriger als das einer doppelseitigen Platte. Allerdings, es gibt auch ein Problem. Je höher die Anzahl der Leiterplattenhälften, Je komplexer der Herstellungsprozess und desto höher die Stückkosten. Dies erfordert PCB Beim Design, Zusätzlich zur Auswahl der geeigneten Anzahl von Schichten der Leiterplatte, Es ist auch notwendig, einen vernünftigen Layoutplan der Komponenten durchzuführen und die richtigen Verdrahtungsregeln anzunehmen, um den Entwurf abzuschließen.

1. Je weniger Bleischichten zwischen den Pins von Hochfrequenzschaltungsgeräten wechseln, desto besser

Der sogenannte "je weniger der Zwischenschichtwechsel der Leitungen, desto besser" bezieht sich auf die Vias, die im Bauteilverbindungsprozess verwendet werden.

2. 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 die Kopplung an die Komponenten in der Nähe. Daher müssen Signale wie Takt, Kristalloszillator, DDR-Daten, LVDS-Leitungen, USB-Leitungen, HDMI-Leitungen und andere hochfrequente Signalleitungen so kurz wie möglich sein.

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

Der Führungsdraht der Hochfrequenzschaltkreisverdrahtung ist am besten, eine volle gerade Linie anzunehmen, die gedreht werden muss. Es kann durch eine 45-Grad-Bruchleitung oder einen Kreisbogen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Fixierungsfestigkeit der Kupferfolie in Niederfrequenzschaltungen zu verbessern, während in Hochfrequenzschaltungen diese Anforderung erfüllt wird. Eine Anforderung kann die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochfrequenzsignalen reduzieren.

4. Achten Sie auf das "Übersprechen", das durch Signalleitungen parallel mit engen Entfernungen eingeführt wird

Hochfrequenz Leiterplattenverdrahtung sollte auf das "Übersprechen" achten, das durch Signalleitungen in enger Parallelführung eingeführt wird. Übersprechen bezieht sich auf das Kopplungsphänomen zwischen Signalleitungen, die nicht direkt verbunden sind. Da hochfrequente Signale in Form von elektromagnetischen Wellen entlang der Übertragungsleitung übertragen werden, die Signalleitung fungiert als Antenne, und die Energie des elektromagnetischen Feldes wird um die Übertragungsleitung emittiert. Durch die gegenseitige Kopplung elektromagnetischer Felder zwischen den Signalen entstehen unerwünschte Rauschsignale. Called crosstalk (Crosstalk). Die Parameter der Leiterplattenschicht, Abstand der Signalleitungen, die elektrischen Eigenschaften des Antriebsenden und des Empfangsenden, und die Signalleitung Beendigungsmethode haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen. Daher, zur Reduzierung des Übersprechens von Hochfrequenzsignalen, Es ist erforderlich, das Folgende so viel wie möglich bei der Verkabelung zu tun:

(1) Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, fügen Sie einen Erdungsdraht oder eine Erdungsebene zwischen die beiden Drähte mit ernsthafterem Übersprechen ein, die eine Rolle der Isolierung spielen und Übersprechen reduzieren können;

(2) Wenn sich im Raum, der die Signalleitung umgibt, 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 Störungen stark zu reduzieren;

(3) Wenn der Verdrahtungsraum es zulässt, vergrößern Sie den Abstand zwischen benachbarten Signalleitungen, reduzieren Sie die Parallellänge der Signalleitungen und versuchen Sie, die Taktleitung senkrecht zur Schlüsselsignalleitung anstelle von parallel zu machen;

(4) Wenn parallele Verdrahtung in derselben Schicht fast unvermeidbar ist, muss die Verdrahtungsrichtung in zwei benachbarten Schichten senkrecht zueinander sein;

(5) In digitalen Schaltungen sind die üblichen Taktsignale Signale mit schnellen Kantenwechseln, die hohe externe Übersprechen haben. Daher sollte in der Konstruktion die Taktleitung von einem Erdungsdraht umgeben sein und mehr Erdungsdrahtlöcher sollten verwendet werden, um die verteilte Kapazität zu reduzieren und dadurch Übersprechen zu reduzieren;

(6) Versuchen Sie bei Hochfrequenz-Signaluhren, Niederspannungs-differenzielle Taktsignale zu verwenden und den Erdungsmodus zu wickeln und achten Sie auf die Integrität des Erdungsstanzens;

(7) Hängen Sie den nicht verwendeten Eingangsanschluss nicht an, sondern erden Sie ihn oder schließen Sie ihn an die Stromversorgung an (die Stromversorgung ist auch in der Hochfrequenzsignalschleife geerdet), da der baumelnde Draht der Sendeantenne gleichwertig sein kann und die Erdung die Übertragung hemmen kann. Die Praxis hat bewiesen, dass die Verwendung dieser Methode zur Beseitigung von Übersprechen manchmal sofortige Ergebnisse bringen kann.

5. Isolieren Sie den Erdungskabel des Hochfrequenz-Digitalsignals und des analogen Signal-Erdungskabels

Wenn der analoge Erdungskabel, der digitale Erdungskabel usw. mit dem öffentlichen Erdungskabel verbunden sind, verwenden Sie hochfrequente Drosselmagnetkugeln, um eine Verbindung herzustellen oder direkt zu isolieren und wählen Sie einen geeigneten Ort für die Einzelpunktverbindung aus. Das Massepotenzial des Massedrahts des Hochfrequenzsignals ist im Allgemeinen inkonsistent. Oft gibt es einen gewissen Spannungsunterschied zwischen den beiden direkt. Darüber hinaus enthält der Massekabel des Hochfrequenzsignals oft sehr reiche harmonische Komponenten des Hochfrequenzsignals. 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 sind unter normalen Umständen der Massedraht des Hochfrequenz-Digitalsignals und der Massedraht des Analogsignals zu isolieren, und ein Ein-Punkt-Verbindungsverfahren kann an einer geeigneten Position verwendet werden, oder ein Verfahren der Hochfrequenz-Drossel-Magnetperlenverbindung kann verwendet werden.

6. Fügen Sie Hochfrequenz-Entkopplungskondensator zum Stromversorgungsstift des integrierten Schaltungsblocks hinzu

Ein Hochfrequenz-Entkopplungskondensator wird dem Stromversorgungsstift jedes integrierten Schaltungsblocks in der Nähe hinzugefügt. Die Erhöhung des Hochfrequenz-Entkopplungskondensators des Netzteilstifts kann die Interferenz von Hochfrequenzschwingungen auf dem Netzteilstift effektiv unterdrücken.

7. Vermeiden Sie Schleifen, die durch Verdrahtung gebildet werden

Alle Arten von hochfrequenten Signalspuren sollten keine Schleife so weit wie möglich bilden. Wenn es unvermeidbar ist, sollte der Schleifenbereich so klein wie möglich sein.

8. Gute Signalimpedanzanpassung muss garantiert werden

Wenn die Impedanz im Prozess der Signalübertragung nicht übereinstimmt, wird das Signal im Übertragungskanal reflektiert, und die Reflexion bewirkt, dass das synthetisierte 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 anzupassen. Denn je größer der Unterschied zwischen der Lastimpedanz und der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung, je größer die Reflexion, So sollte die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitung so weit wie möglich gleich der Lastimpedanz sein. Zur gleichen Zeit, Beachten Sie, dass die Übertragungsleitung auf der Leiterplatte keine plötzlichen Veränderungen oder Ecken haben, und versuchen, die Impedanz jedes Punktes der Übertragungsleitung kontinuierlich zu halten, ansonsten gibt es Reflexionen zwischen den verschiedenen Abschnitten der Übertragungsleitung.