Leiterplattentechnisch - High-Speed PCB Signal Design und Abschirmung Methode

Im Design- und Herstellungsprozess von Hochgeschwindigkeits-PCB Leiterplatten, Ingenieure müssen mit Verdrahtung und Komponenteneinstellungen beginnen, um sicherzustellen, dass diese Leiterplatte eine gute Signalübertragungsintegrität aufweist. Im heutigen Artikel, Wir werden einige Verdrahtungstechniken vorstellen, die häufig im PCB-SignalintegritätsDesign für Neulinge verwendet werden, in der Hoffnung, etwas Hilfe für das tägliche Studium und die Arbeit von Neuankömmlingen zu bringen.

Leiterplattenverdrahtung

Im Entwurfsprozess von Hochgeschwindigkeits-PCB Leiterplatten, Die Kosten der gedruckten Schaltung des Substrats sind proportional zur Anzahl der Schichten und der Oberfläche des Substrats. Daher, unter der Prämisse, die Funktion und Stabilität des Systems nicht zu beeinträchtigen, Ingenieure sollten die geringste Anzahl von Schichten verwenden, um die tatsächlichen Konstruktionsbedarfe zu erfüllen, die unweigerlich die Verdrahtungsdichte erhöhen wird. In der Leiterplattenverdrahtung Design, je größer die Verdrahtungsbreite Fein, je kleiner das Intervall, je größer das Übersprechen zwischen Signalen, und je kleiner die Übertragungsleistung. Daher, bei der Auswahl der Spurgröße müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden.

Im PCB-Layout-Design-Prozess sind die Prinzipien, die Ingenieure befolgen müssen, hauptsächlich wie folgt:

Zunächst einmal sollten Designer das Biegen der Leitungen zwischen den Stiften von Hochgeschwindigkeitsschaltgeräten während des Verdrahtungsprozesses minimieren und 45-Grad-Faltlinien verwenden, um externe Reflexion und gegenseitige Kopplung von Hochfrequenzsignalen zu reduzieren.

Zweitens sollte der Designer bei der Durchführung des Verdrahtungsbetriebs der Leiterplatte die Leitung zwischen den Pins der Hochfrequenzschaltungsvorrichtung so weit wie möglich und den Zwischenschichtwechsel der Leitung zwischen den Pins verkürzen. Hochfrequente digitale Signalspuren sollten so weit wie möglich von analogen Schaltungen und Steuerkreisen entfernt sein.

Neben den oben genannten Vorsichtsmaßnahmen für die Leiterplattenverkabelung müssen Ingenieure auch vorsichtig sein, wenn sie mit Differenzsignalen umgehen. Da das Differenzsignal die gleiche Amplitude und die gleiche Richtung hat, heben sich die von den beiden Signalleitungen erzeugten Magnetfelder gegenseitig auf, was EMI effektiv reduzieren kann. Der Abstand der Differenzlinien führt oft zu Änderungen der Differenzimpedanz, und die Inkonsistenz der Differenzimpedanz beeinträchtigt die Signalintegrität ernsthaft. Daher muss bei der tatsächlichen Differenzverdrahtung der Längenunterschied zwischen den beiden Signalleitungen des Differenzsignals zum Zeitpunkt der steigenden Signalkante gesteuert werden. Innerhalb von 20% der elektrischen Länge. Wenn die Bedingungen es zulassen, muss die Differenzverdrahtung dem Back-to-Back-Prinzip entsprechen und sich in derselben Verdrahtungsschicht befinden. Bei der Einstellung des Leitungsabstands der Differenzverdrahtung müssen Ingenieure sicherstellen, dass dieser mindestens gleich oder größer als das 1-fache der Leitungsbreite ist. Der Abstand zwischen Differentialspuren und anderen Signalleitungen sollte größer als das Dreifache der Leitungsbreite sein.

Abschirmungsmethoden im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

Die Übertragungsrate von Hochgeschwindigkeits-PCB-Design und Verdrahtungssystemen beschleunigt sich stetig, bringt aber auch eine gewisse Störschutzanfälligkeit mit sich. Dies liegt daran, dass je höher die Frequenz der Informationsübertragung, desto mehr Signalempfindlichkeit und ihre Energie immer schwächer wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Verdrahtungssystem anfälliger für Störungen.

Hochgeschwindigkeit Leiterplattenlayout design

Überall gibt es Störungen. Kabel und Geräte stören andere Komponenten oder werden ernsthaft durch andere Störquellen gestört, wie z. B. Computerbildschirme, Mobiltelefone, Elektromotoren, Funkrelais, Datenübertragungs- und Stromkabel usw. Darüber hinaus können potenzielle Abhörer, Cyberkriminalität, Hacker und Hacker nehmen zu, weil ihr Abfangen von UTP-Kabelinformationen enorme Schäden und Verluste verursachen wird.

Insbesondere bei der Verwendung eines Hochgeschwindigkeits-Datennetzes ist die Zeit, die zum Abfangen einer großen Menge an Informationen benötigt wird, deutlich geringer als die Zeit, die zum Abfangen einer langsamen Datenübertragung erforderlich ist. Das verdrillte Paar im Daten-verdrillten Paar kann sich auf seine eigene Verdrehung verlassen, um externen Störungen und Übersprechen zwischen den Paaren bei niedrigen Frequenzen zu widerstehen, aber bei hohen Frequenzen (besonders wenn die Frequenz 250MHz überschreitet), verlassen Sie sich nur auf Drahtpaar Verdrillung kann nicht mehr den Zweck der Interferenz erreichen, und nur Abschirmung kann externen Störungen widerstehen.

Die Funktion der Kabelabschirmschicht ist wie ein Faraday-Schild, Störsignale gelangen in die Abschirmschicht, aber nicht in den Leiter. Somit kann die Datenübertragung störungsfrei ablaufen. Da geschirmte Kabel eine geringere Strahlungsemission aufweisen als ungeschirmte Kabel, wird verhindert, dass die Netzwerkübertragung abgefangen wird. Das abgeschirmte Netzwerk (geschirmte Kabel und Komponenten) kann die elektromagnetische Strahlung, die beim Betreten der Umgebung abgefangen werden kann, erheblich reduzieren.

Abschirmung von verschiedenen Störfeldern Es gibt zwei Arten von Störfeldern: elektromagnetische Störungen und Hochfrequenzstörungen. Elektromagnetische Störungen (EMI) sind hauptsächlich niederfrequente Störungen. Motoren, Leuchtstofflampen und Stromleitungen sind häufige Quellen für elektromagnetische Störungen. Hochfrequenzstörungen (RFI) beziehen sich auf Hochfrequenzstörungen, hauptsächlich Hochfrequenzstörungen. Radio, Fernsehsendungen, Radar und andere drahtlose Kommunikation sind häufige Quellen für Hochfrequenzstörungen.

Für die Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen ist die Wahl des geflochtenen Schirms am effektivsten, weil es einen geringeren kritischen Widerstand hat; Für Hochfrequenzstörungen ist der Folienschild am effektivsten, da der geflochtene Schirm von der Änderung der Wellenlänge abhängt, und der Spalt, den er erzeugt, macht Hochfrequenzsignale frei In und aus dem Leiter; und für das gemischte Störfeld von Hoch- und Niederfrequenz sollte das kombinierte Abschirmverfahren aus Folienschicht und gewebtem Netz mit Breitbandabdeckungsfunktion angenommen werden. Generell gilt: Je höher die Netzabschirmung, desto besser der Abschirmungseffekt.