Leiterplattentechnisch - Mehrere Punkte, auf die Sie bei einer guten Leiterplatte achten sollten

Es gibt zwei Möglichkeiten, um Hochgeschwindigkeits-PCB Schaltungen arbeiten auf relativ langen Leitungen ohne ernsthafte Wellenformverzerrung. TTL nimmt Schottky Dioden Klemmmethode für schnell fallende Kanten an, so dass der Überschuss an eine Diodenspannung geklemmt wird, die niedriger als das Erdpotential ist. Auf fallender Ebene, das verringert die Größe des Spiels. Die langsamer ansteigende Kante ermöglicht Überschwingen, but it is affected by the relatively high output impedance (50～80Ω) of the circuit in the level "H" state. Dämpfung. Darüber hinaus, aufgrund der größeren Immunität des Status "H", das Kickback-Problem ist nicht sehr prominent. Für Geräte der Serie HCT, wenn Schottky Diodenklemme und Reihenwiderstandsabschluss kombiniert werden, Es wird sich verbessern Der Effekt wird offensichtlicher sein.

Bei einem Fan-Out entlang der Signalleitung scheint die oben vorgestellte TTL-Formgebungsmethode bei einer höheren Bitrate und einer schnelleren Kantenrate etwas unzureichend zu sein. Da es reflektierte Wellen in der Leitung gibt, neigen sie dazu, mit einer hohen Bitrate synthetisiert zu werden, was zu ernsthaften Signalverzerrungen und verminderter Interferenzfähigkeit führt. Um das Reflexionsproblem zu lösen, wird daher in der Regel eine andere Methode im ECL-System verwendet: die Linienimpedanz-Matching-Methode. Auf diese Weise kann die Reflexion kontrolliert und die Integrität des Signals gewährleistet werden.

Streng genommen sind bei herkömmlichen TTL- und CMOS-Geräten mit langsameren Kantengeschwindigkeiten Übertragungsleitungen nicht unbedingt notwendig. Bei Hochgeschwindigkeits-ECL-Geräten mit höheren Kantengeschwindigkeiten werden nicht immer Übertragungsleitungen benötigt. Aber bei der Verwendung von Übertragungsleitungen haben sie die Vorteile, die Verbindungsverzögerung vorherzusagen und Reflexion und Oszillation durch Impedanzanpassung zu steuern.

1. Es gibt fünf grundlegende Faktoren bei der Entscheidung, ob eine Übertragungsleitung verwendet werden soll. Sie sind: (1) die Randrate des Systemsignals, (2) der Verbindungsabstand, (3) die kapazitive Last (wie viel Lüfter raus), (4) die widerstandsfähige Last (die Leitungsabschlussmethode); (5) erlauben Der Prozentsatz von Spiel und Überschuss (der Grad der Verringerung der AC-Immunität).

2. Mehrere Arten von Übertragungsleitungen

(1) Koaxialkabel und Twisted Pair: Sie werden oft in der Verbindung zwischen dem System und dem System verwendet. Die charakteristische Impedanz des Koaxialkabels ist normalerweise 50Ω und 75Ω, und verdrilltes Paar ist normalerweise 110Ω.

(2) Microstrip Linie auf der Leiterplatte

Die Microstrip-Leitung ist ein Streifenleiter (Signalleitung). Ein Dielektrikum wird verwendet, um es von der Erdungsebene zu isolieren. Wenn Dicke, Breite und Abstand zwischen der Linie und der Masseebene steuerbar sind, kann auch deren charakteristische Impedanz gesteuert werden. Die charakteristische Impedanz Z0 der Mikrostreifenleitung ist:

In der Formel: [Er ist die relative Permittivität des dielektrischen Materials der Leiterplatte

6 ist die Dicke der dielektrischen Schicht

W ist die Breite der Linie

t ist die Dicke der Linie

Die Übertragungsverzögerungszeit einer Mikrostreifenleitung pro Längeneinheit hängt nur von der Dielektrizitätskonstante ab und hat nichts mit der Leitungsbreite oder dem Abstand zu tun.

(3) Streifenlinien in Leiterplatten

Eine Stripline ist eine Kupferbandlinie, die in der Mitte eines Dielektrikums zwischen zwei leitenden Ebenen platziert wird. Wenn die Dicke und Breite der Linie, die Dielektrizitätskonstante des Mediums und der Abstand zwischen den beiden leitenden Ebenen steuerbar sind, dann ist die charakteristische Impedanz der Linie auch steuerbar. Die charakteristische Impedanz B der Bandleitung ist:

Wo: b ist der Abstand zwischen zwei Bodenplatten

W ist die Breite der Linie

t ist die Dicke der Linie

Ebenso hat die Übertragungsverzögerungszeit einer Streifenleitung pro Längeneinheit nichts mit der Breite oder dem Abstand der Leitung zu tun; Es hängt nur von der relativen Permittivität des verwendeten Mediums ab.

3. Beendigung der Übertragungsleitung

Am Empfangsende einer Leitung wird ein Widerstand verwendet, der der charakteristischen Impedanz der Leitung entspricht, um zu beenden, dann wird die Übertragungsleitung eine parallele Anschlussverbindung genannt. Es wird hauptsächlich verwendet, um die beste elektrische Leistung zu erhalten, einschließlich des Antriebs verteilter Lasten.

Manchmal, um Stromverbrauch zu sparen, wird ein 104 Kondensator in Reihe mit dem Abschlusswiderstand verbunden, um einen AC-Abschlusskreis zu bilden, der DC-Verlust effektiv reduzieren kann.

4. Unbegrenzte Übertragungsleitung

Wenn die Leitungsverzögerungszeit viel kürzer als die Signalanstiegszeit ist, kann die Übertragungsleitung ohne Serienbeendigung oder parallele Beendigung verwendet werden. Wenn ein nicht beendeter Draht eine Round-Trip-Verzögerung hat (die Zeit, die es braucht, um ein Signal auf der Übertragungsleitung einmal zu reisen), dann Puls Die Anstiegszeit des Signals ist kurz, so dass der durch Nichtbeendigung verursachte Rückschlag etwa 15% des logischen Schwingens beträgt.

Leiterplattenverkabelungstechnik

Ob Sie bei der Herstellung einer Leiterplatte eine doppelseitige oder eine mehrschichtige Leiterplatte wählen, hängt von der höchsten Betriebsfrequenz, der Komplexität des Schaltungssystems und den Anforderungen an die Montagedichte ab. Es ist am besten, eine mehrschichtige Platine zu wählen, wenn die Taktfrequenz 200MHZ überschreitet. Wenn die Betriebsfrequenz 350MHz überschreitet, ist es am besten, eine Leiterplatte mit PTFE als dielektrische Schicht zu wählen, da ihre Hochfrequenzdämpfung kleiner ist, die parasitäre Kapazität kleiner ist und die Übertragungsgeschwindigkeit schneller ist. Großer und niedriger Stromverbrauch, die folgenden Prinzipien sind für die Verdrahtung der Leiterplatte erforderlich

(1) Halten Sie so viel Platz wie möglich zwischen allen parallelen Signalleitungen, um Übersprechen zu reduzieren. Wenn zwei Signalleitungen nahe beieinander liegen, ist es am besten (2) scharfe Kurven beim Entwurf der Signalübertragungsleitung zu vermeiden, um Reflexionen zu vermeiden, die durch plötzliche Änderungen der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung verursacht werden, und zu versuchen, eine einheitliche Lichtbogenlinie mit einer bestimmten Größe zu entwerfen.

(3) Die Breite der gedruckten Linie kann gemäß der oben genannten charakteristischen Impedanzberechnungsformel der Mikrostreifenlinie und der Streifenlinie berechnet werden. Die charakteristische Impedanz der Mikrostreifenleitung auf der Leiterplatte liegt im Allgemeinen zwischen 50 und 120Ω. Um eine große charakteristische Impedanz zu erhalten, muss die Linienbreite sehr schmal sein. Aber sehr dünne Linien sind nicht einfach zu machen. Unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren ist es im Allgemeinen angebracht, einen Impedanzwert von etwa 68Ω zu wählen, da die charakteristische Impedanz von 68Ω das beste Gleichgewicht zwischen Verzögerungszeit und Stromverbrauch erzielen kann.

(4) Für doppelseitige Platten (oder vierschichtige Linien in sechsschichtigen Platten). Die Leitungen auf beiden Seiten der Leiterplatte sollten senkrecht zueinander stehen, um Übersprechen durch gegenseitige Induktion zu verhindern.

(5) If there are high-current devices on the Leiterplatte, wie Relais, Kontrollleuchten, Lautsprecher, etc., Ihre Erdungskabel sollten getrennt werden, um Geräusche auf dem Erdungskabel zu reduzieren. Die Erdungskabel dieser Hochstromgeräte sollten mit einem unabhängigen Massebus auf der Steckplatine und Backplane verbunden werden, und diese unabhängigen Erdungskabel sollten auch mit dem Erdungspunkt des gesamten Systems verbunden werden.

(6) Wenn es einen kleinen Signalverstärker auf der Platine gibt, sollte die schwache Signalleitung vor der Verstärkung weit von der starken Signalleitung entfernt sein, und die Spur sollte so kurz wie möglich sein, und wenn möglich, sie mit einem Erdungskabel abschirmen.