Leiterplattentechnisch - PCB-Stromrauschen und Störung der Übertragungsleitung

1. Geräusche der Stromversorgung

In der Hochfrequenz-PCBschaltung hat das Rauschen der Stromversorgung einen besonders offensichtlichen Einfluss auf das Hochfrequenzsignal. Daher ist die erste Anforderung, dass die Stromversorgung geräuscharm ist. Hier ist ein sauberer Boden genauso wichtig wie eine saubere Stromquelle. Warum?. Offensichtlich hat das Netzteil eine bestimmte Impedanz, und die Impedanz ist auf das gesamte Netzteil verteilt, daher wird das Rauschen auch auf das Netzteil überlagert. Dann sollten wir die Impedanz der Stromquelle so weit wie möglich reduzieren, so dass es am besten ist, eine dedizierte Leistungsschicht und Erdungsschicht zu haben. Bei der Hochfrequenzschaltung ist die Stromversorgung in Form von Schichten ausgelegt, und in den meisten Fällen ist sie viel besser als die Konstruktion in Form eines Busses, so dass die Schleife immer dem Pfad mit der geringsten Impedanz folgen kann. Darüber hinaus muss die Leistungsplatine eine Signalschleife für alle erzeugten und empfangenen Signale auf der Leiterplatte bereitstellen, so dass die Signalschleife minimiert werden kann, wodurch Rauschen reduziert wird, das von Niederfrequenzschaltungsdesignern oft übersehen wird.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Stromversorgungsgeräusche im PCB-Design zu beseitigen.

1. Achten Sie auf die Durchgangslöcher auf der Platte: Durch die Durchgangslöcher muss die Leistungsschicht Öffnungen ätzen, um Platz für die Durchgangslöcher zu lassen. Wenn die Öffnung der Leistungsschicht zu groß ist, wirkt sich dies unweigerlich auf die Signalschleife aus, das Signal wird gezwungen, zu umgehen, der Schleifenbereich nimmt zu und das Rauschen nimmt zu. Zur gleichen Zeit, wenn einige Signalleitungen in der Nähe der Öffnung konzentriert sind und diese Schleife teilen, verursacht die gemeinsame Impedanz Übersprechen.

2. Anschlussdrähte benötigen genügend Erdungskabel: Jedes Signal muss seine eigene proprietäre Signalschleife haben, und der Schleifenbereich des Signals und der Schleife sollte so klein wie möglich sein, das heißt, das Signal und die Schleife sollten parallel sein.

3. Die Stromversorgung von analoger und digitaler Stromversorgung sollte getrennt werden: Hochfrequenzgeräte sind im Allgemeinen sehr empfindlich auf digitales Rauschen, so dass die beiden getrennt und zusammen am Eingang der Stromversorgung angeschlossen werden sollten. Wenn das Signal die analogen und digitalen Teile überqueren muss, kann es eine Schleife an der Kreuzung platzieren, um den Schleifenbereich zu reduzieren.

4. Vermeiden Sie Überschneidungen von separaten Netzteilen zwischen verschiedenen Schichten: ansonsten wird Schaltungsrausch leicht durch parasitäre Kapazität gekoppelt.

5. Isolieren Sie empfindliche Komponenten: wie PLL.

6. Platzieren Sie die Stromleitung: Um die Signalschleife zu reduzieren, reduzieren Sie das Rauschen, indem Sie die Stromleitung an den Rand der Signalleitung platzieren.

2, die Übertragungsleitung

Es sind nur zwei Übertragungsleitungen in PCB möglich: Streifenleitung und Mikrowellenleitung. Das größte Problem der Übertragungsleitung ist die Reflexion. Reflexion wird viele Probleme verursachen. Zum Beispiel wird das Lastsignal die Überlagerung des Originalsignals und des Echosignals sein, was die Schwierigkeit der Signalanalyse erhöht. Reflexion verursacht Rücklaufverluste (Rücklaufverluste), und ihre Auswirkungen auf das Signal sind so gravierend wie die Auswirkungen additiver Störgeräusche:

1. Das Signal, das zurück zur Signalquelle reflektiert wird, erhöht das Systemrauschen, wodurch es für den Empfänger schwieriger wird, das Rauschen vom Signal zu unterscheiden;

2. Jedes reflektierte Signal verschlechtert grundsätzlich die Signalqualität und ändert die Form des Eingangssignals. Im Prinzip ist die Lösung hauptsächlich Impedanzanpassung (zum Beispiel sollte die Verbindungsimpedanz der Impedanz des Systems sehr gut entsprechen), aber manchmal ist die Impedanzberechnung schwieriger, Sie können sich auf einige Übertragungsleitungsimpedanzberechnungssoftware beziehen.

Die Methode zur Beseitigung von Übertragungsleitungsstörungen im Leiterplattendesign ist wie folgt:

(a) Vermeiden Sie Unterbrechungen in der Impedanz der Übertragungsleitung. Der Punkt, an dem die Impedanz diskontinuierlich ist, ist der Punkt, an dem die Übertragungsleitung abrupte Veränderungen aufweist, wie gerade Ecken, Durchkontaktierungen usw., die möglichst vermieden werden sollten. Die Methoden sind: Vermeiden Sie gerade Ecken der Spur, versuchen Sie, für 45° Winkel oder Bögen so viel wie möglich zu gehen, und große Biegungen sind auch möglich; Verwenden Sie Durchkontaktierungen so wenig wie möglich, da jedes Durchkontakt ein Impedanzkonstinuitätspunkt ist und das äußere Schichtsignal nicht durch die innere Schicht gehen sollte, und umgekehrt.

(b) Verwenden Sie keine Einsatzlinien. Denn jeder Stub ist eine Geräuschquelle. Wenn die Stubleitung kurz ist, können Sie sie am Ende der Übertragungsleitung beenden; Wenn die Stubleitung lang ist, wird die Hauptübertragungsleitung als Quelle verwendet, die große Reflexionen verursacht und das Problem kompliziert macht, so dass es nicht empfohlen wird, sie zu verwenden.