Leiterplattentechnisch - Interpretation des Konzepts des einführenden Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs

To do high-speed PCB-Design, Sie müssen zuerst die folgenden Grundbegriffe verstehen, die die Grundlage bilden.

eine, was ist elektromagnetische Störungen (EMI) and electromagnetic compatibility (EMC)?

((Elektromagnetische Störung)), Es gibt zwei Arten von leitungsgeleiteten und abgestrahlten Störungen. Conducted interference refers to the coupling (interference) of signals on one electrical network to another electrical network through a conductive medium. Radiated interference refers to the interference source coupling (interference) its signal to another electrical network through space. In high-speed PCB und System Design, Hochfrequenzsignalleitungen, Stifte für integrierte Schaltungen, verschiedene Steckverbinder, etc. können zu Strahlungsstörungsquellen mit Antenneneigenschaften werden, die elektromagnetische Wellen aussenden und andere Systeme oder andere Teilsysteme des Systems beeinflussen können. normale Arbeit.

Seit dem Aufkommen der Lärmreduzierungstechnologie in elektronischen Systemen Mitte der 1970er Jahre ist es vor allem der US Federal Communications Commission in den 1990er Jahren und der Europäischen Union in 1992 zu verdanken, die Regelungen für kommerzielle digitale Produkte vorgeschlagen haben. Diese Vorschriften verpflichten Unternehmen, sicherzustellen, dass ihre Produkte der strengen magnetischen Empfindlichkeit entsprechen. Und Startrichtlinien. Produkte, die diesen Vorschriften entsprechen, werden EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) genannt.

Zweitens, was ist Signalintegrität (Signalintegrität)?

Signalintegrität bezieht sich auf die Qualität des Signals auf der Signalleitung. Ein Signal mit guter Signalintegrität bedeutet, dass es den Wert des Spannungspegels hat, der bei Bedarf erreicht werden muss. Schlechte Signalintegrität wird nicht durch einen einzigen Faktor verursacht, aber durch mehrere Faktoren auf Vorstandsebene Design. Zu den wichtigsten Signalintegritätsproblemen gehören Reflexion, Schwingung, Ground Bounce, Übersprechen, etc. Häufige Probleme und Lösungen der Signalintegrität

Drei, was ist Reflexion?

Die Reflexion ist das Echo auf der Übertragungsleitung. Ein Teil der Signalleistung (Spannung und Strom) wird an die Leitung übertragen und erreicht die Last, aber ein Teil wird reflektiert. Wenn Quelle und Last die gleiche Impedanz haben, tritt keine Reflexion auf.

Die Impedanzanpassung zwischen der Quelle und der Last verursacht Reflexionen auf der Leitung, und die Last reflektiert einen Teil der Spannung zurück zur Quelle. Wenn die Lastimpedanz kleiner als die Quellimpedanz ist, ist die reflektierte Spannung negativ. Im Gegenteil, wenn die Lastimpedanz größer als die Quellimpedanz ist, ist die reflektierte Spannung positiv. Abweichungen von Faktoren wie Verdrahtungsgeometrie, falscher Kabelabschluss, Übertragung durch Steckverbinder und Unterbrechungen in der Leistungsebene können solche Reflexionen verursachen.

Viertens, was ist Übersprechen (Übersprechen)?

Übersprechen ist die Kopplung zwischen zwei Signalleitungen, und die gegenseitige Induktivität und gegenseitige Kapazität zwischen den Signalleitungen verursachen Rauschen auf der Leitung. Kapazitive Kupplung induziert Kupplungsstrom und induktive Kupplung induziert Kupplungsspannung. Die Parameter der Leiterplattenschicht, der Signalleitungsabstand, die elektrischen Eigenschaften des Antriebs- und Empfangsenden und die Leitungsabschlussmethode haben alle einen bestimmten Einfluss auf das Übersprechen.

Fünf, was sind Über- und Unterschießen?

Überschuss ist der erste Peak oder Tal, der die eingestellte Spannung überschreitet – bei steigenden Kanten bezieht es sich auf die höchste Spannung und bei fallenden Kanten auf die niedrigste Spannung. Undershoot bezieht sich auf das nächste Tal oder Gipfel. Ein übermäßiger Überschuss kann dazu führen, dass die Schutzdiode funktioniert, was zu einem vorzeitigen Ausfall führt. Ein übermäßiger Überschuss kann zu falschen Takt- oder Datenfehlern (Fehlbedienung) führen.

sechs. Was ist Klingeln und Runden?

Das Phänomen der Oszillation ist wiederholtes Über- und Unterschießen. Signalschwingungen und Umgebungsschwingungen werden durch übermäßige Induktivität und Kapazität auf der Leitung verursacht. Die Schwingung gehört zum unterdämpften Zustand und die umgebende Schwingung zum unterdämpften Zustand. Probleme mit der Signalintegrität treten in der Regel in periodischen Signalen, wie Uhren, auf. Oszillation und Surround Oszillation werden durch viele Faktoren wie Reflexion verursacht. Oszillation kann durch ordnungsgemäße Beendigung reduziert werden, aber es ist unmöglich, sie vollständig zu beseitigen.

sieben. Was sind Ground Plane Bounce Noise und Return Noise?

Wenn es einen großen Stromstoß in der Schaltung gibt, verursacht dies Bounce Rauschen der Erdungsebene (bezeichnet als Ground Bounce). Wenn beispielsweise eine große Anzahl von Chipausgängen gleichzeitig eingeschaltet wird, fließt ein großer transienter Strom durch die Leistungsebene des Chips und der Platine., Die Induktivität und der Widerstand des Chippakets und der Leistungsebene verursachen Leistungsrauschen, die Spannungsschwankungen und Änderungen auf der realen Erdungsebene (0V) verursachen. Dieses Geräusch wirkt sich auf die Aktionen anderer Komponenten aus. Die Zunahme der Lastkapazität, die Abnahme des Lastwiderstands, die Zunahme der Erdungsinduktivität und die Zunahme der Anzahl der Schaltgeräte zur gleichen Zeit führen alle zur Zunahme des Erdungspralls.

Aufgrund der Aufteilung der Erdungsebene (einschließlich Leistung und Masse) wird beispielsweise die Erdungsebene in digitale Erdung, analoge Erdung, Abschirmmasse usw. unterteilt, wenn das digitale Signal in den analogen Erdungsbereich geht, wird Erdungsebene-Rücklaufrauschen erzeugt. In ähnlicher Weise kann die Leistungsschicht auch in 2.5V, 3.3V, 5V usw. unterteilt werden. Daher benötigen im Mehrspannungs-PCB-Design das Bounce-Rauschen und das Rückgabe-Rauschen der Erdungsebene besondere Aufmerksamkeit.

8. Was ist der Unterschied zwischen Zeitbereich und Frequenzbereich?

Der Zeitbereich ist der Prozess von Spannungs- oder Stromänderungen basierend auf der Zeit, die mit einem Oszilloskop beobachtet werden können. Es wird normalerweise verwendet, um Verzögerungen, Schräge, Überschwingen, Unterschwingen und Abrechnungszeiten von Pin zu Pin herauszufinden.

Der Frequenzbereich ist der Prozess der frequenzbasierten Spannungs- oder Stromänderungen, die mit einem Spektrumanalysator beobachtet werden können. Es wird häufig für den Vergleich zwischen Wellenformen und FCC und anderen EMI-Kontrollgrenzen verwendet.

9. Was ist Impedanz?

Impedanz ist das Verhältnis der Eingangsspannung zum Eingangsstrom auf der Übertragungsleitung (Z0=V/I). Wenn eine Quelle ein Signal an die Leitung sendet, verhindert sie, dass sie bis 2*TD fährt, die Quelle sieht ihre Änderung nicht, wobei TD die Leitungsverzögerung (Verzögerung) ist.

10. Was ist die Abrechnungszeit?

Die Absetzzeit ist die Zeit, die benötigt wird, um ein oszillierendes Signal auf einen bestimmten Endwert zu stabilisieren.

11.Was ist die Pin-to-Pin Verzögerung (Verzögerung)?

Die Pin-to-Pin Verzögerung bezieht sich auf die Zeit zwischen der Änderung des Zustands des Treibers und der Änderung des Zustands des Empfängers. Diese Veränderungen treten normalerweise bei 50% einer gegebenen Spannung auf. Die minimale Verzögerung tritt auf, wenn der Ausgang zuerst den angegebenen Schwellenwert (Schwellenwert) überschreitet, und die maximale Verzögerung tritt auf, wenn der Ausgang zuletzt den Spannungsschwellwert (Schwellenwert) überschreitet. Messen Sie alle diese Zustände.

12.Was ist schief?

Der Signaloffset ist der zeitliche Offset zwischen dem Erreichen verschiedener Empfänger für dasselbe Netzwerk. Der Offset wird auch für die Zeitabweichung der Uhr und die Dateneingabe am Logikgate verwendet.

13. Was ist Slew Rate?

Slew Rate ist die Neigung der Kante (die Geschwindigkeit der Zeitänderung in der Spannung eines Signals). Die technische Spezifikation von I/O (wie PCI) liegt zwischen zwei Spannungen. Dies ist die Schwenkrate, die gemessen werden kann.

14. Was ist eine stille Linie?

Es schaltet während des aktuellen Taktzyklus nicht. Es wird auch "feststeckende" Linie oder statische Linie genannt. Übersprechen (Übersprechen) kann dazu führen, dass eine statische Leitung innerhalb eines Taktzyklus umschaltet.

15.Was ist falsche Taktung?

Fake Clock bedeutet, dass die Uhr unbewusst den Zustand ändert (manchmal zwischen VIL oder VIH), wenn sie den Schwellenwert überschreitet. Es wird in der Regel durch übermäßiges Unterschießen oder Übersprechen verursacht.