Leiterplattentechnisch - Über Hochgeschwindigkeits-PCB-Übertragungsleitungseffekt

Nach dem Übertragungsleitungsmodell, to summer, Die Übertragungsleitung wird folgende Auswirkungen auf die gesamte Hochgeschwindigkeits-PCB Schaltungsdesign.

5.1 Reflektiertes Signal

Wenn eine Leiterbahn nicht ordnungsgemäß beendet ist (Klemmenabgleich), wird der Signalimpuls vom Antriebsende am Empfangsende reflektiert, was unerwartete Effekte verursacht und das Signalprofil verzerrt. Wenn die Verzerrung sehr signifikant ist, kann sie eine Vielzahl von Fehlern verursachen und Konstruktionsfehler verursachen. Gleichzeitig steigt die Empfindlichkeit des verzerrten Signals gegenüber Rauschen, was auch zu Konstruktionsfehlern führen kann. Wenn die obige Situation nicht genug betrachtet wird, wird die EMI erheblich zunehmen, was nicht nur die Ergebnisse seines eigenen Designs beeinflusst, sondern auch den Ausfall des gesamten Systems verursacht. Die Hauptgründe für reflektierte Signale sind: zu lange Spuren; Übertragungsleitungen, die nicht durch Abgleich, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzmissstimmung beendet werden.

5.2 Verzögerungs- und Zeitfehler

Signalverzögerung und Timing-Fehler manifestieren sich als: Das Signal springt für einen Zeitraum nicht, wenn das Signal zwischen den hohen und niedrigen Schwellenwerten des Logikpegels wechselt. Übermäßige Signalverzögerung kann Zeitfehler und Verwirrung der Gerätefunktionen verursachen.

Probleme treten in der Regel auf, wenn es mehrere Empfänger gibt. Der PCB-Schaltungsdesigner muss die Worst-Case-Zeitverzögerung bestimmen, um die Richtigkeit des Designs sicherzustellen. Der Grund für die Signalverzögerung: Der Fahrer ist überlastet, und die Verkabelung ist zu lang.

5.3 Mehrmaliges Überschreiten des Schwellenfehlers der Logik

Das Signal kann während des Übergangsprozesses mehrmals den Schwellenwert der Logik überschreiten, was zu einer solchen Fehlerart führt. Der Fehler beim mehrfachen Überschreiten der Logiknegelschwelle ist eine spezielle Form der Signaloszillation, das heißt, die Oszillation des Signals tritt in der Nähe der Logiknegelschwelle auf, und das mehrfache Überschreiten der Logiknegelschwelle verursacht die Logikfunktionsstörung. Ursachen von reflektierten Signalen: lange Spuren, unbestimmte Übertragungsleitungen, übermäßige Kapazität oder Induktivität und Impedanzanpassung.

5.4 Über- und Unterschießen

Overshoot und Undershoot haben zwei Gründe: Die Spur ist zu lang oder das Signal ändert sich zu schnell. Obwohl die meisten Komponenten-Empfangsenden durch Eingangsschutzdioden geschützt sind, überschreiten diese Überschreitungen manchmal den Spannungsbereich der Komponenten-Stromversorgung bei weitem und beschädigen Komponenten.

5.5 Übersprechen

Übersprechen manifestiert sich als wenn ein Signal durch eine Signalleitung geht, Das entsprechende Signal wird auf der Signalleitung daneben auf der Leiterplatte. Wir nennen es Übersprechen.. Je näher die Signalleitung am Boden liegt, je größer der Zeilenabstand, und je kleiner das erzeugte Übersprechersignal. Asynchrone Signale und Taktsignale sind anfälliger für Übersprechen. Daher, Die Methode der Übersprechentfernung besteht darin, das Übersprechensignal zu entfernen oder das Signal abzuschirmen, das ernsthaft gestört wird.

5.6 Elektromagnetische Strahlung

EMI (Electro-Magnetic Interference) refers to electromagnetic interference. Zu den verursachten Problemen gehören übermäßige elektromagnetische Strahlung und Anfälligkeit für elektromagnetische Strahlung. EMI manifestiert sich darin, dass wenn ein digitales System eingeschaltet wird, Es wird elektromagnetische Wellen in die Umgebung ausstrahlen, dadurch den normalen Betrieb elektronischer Geräte in der Umgebung stören. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Betriebsfrequenz der Schaltung zu hoch ist und das Layout unzumutbar ist. Es gibt Software-Tools für die EMI-Simulation, aber EMI-Simulatoren sind sehr teuer, und es ist schwierig, Simulationsparameter und Randbedingungen einzustellen, die Genauigkeit und Praktikabilität der Simulationsergebnisse direkt beeinflussen. Die gängigste Methode besteht darin, verschiedene Designregeln zur Steuerung von EMI in jedem Aspekt des Designs anzuwenden., und verwirklichen Sie den Regelantrieb und die Kontrolle in jedem Aspekt von PCB-Design.