Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Zusammenfassung und Ursachenanalyse von High-Speed PCB Design Regeln

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Leiterplattentechnisch - Zusammenfassung und Ursachenanalyse von High-Speed PCB Design Regeln

Zusammenfassung und Ursachenanalyse von High-Speed PCB Design Regeln

2021-08-20
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Author:IPCB

1. Die Leeserplatte Uhr Frequenz übersteigt 5MHZ oder die Signal steigen Zees isttttttttttttttttttt weniger als 5ns, allgemein a multiEbene Brett Design is erfürderlich.

Glaufend: Die Fläche vauf Signal Schlewenne kann be gut kauftrolliert vauf Annahme Multi-Layer Board Design.


2. Bei Mehrschichtplatinen sollte die Schlüsselverdrahtungsschicht (die Schicht, in der sich die Taktleesung, der Bus, die SchneststellenSignalleitung, die Hochfrequenzleitung, die RücksetzSignalleitung, die ChipauswahlSignalleitung und die verschiedenen SteuerSignalleitungen befinden) an die vollständige Malsseebene angrenzend sein, voderzugsweise zwischen zwei Malsseebenen.

Grund: Die SchlüsselSignalleitungen sind in der Regel starke Strahlung oder extrem empfindliche Signalleitungen. Verdrahtung in der Nähe der Erdungsebene kann den Signalschleifenbereich verringern, die Strahlungsintensität verringern oder die Störfestigkeit verbessern.


3. Bei einlagigen Leiterplatten sollten beide Seiten der SchlüsselSignalleitungen mit Malsse bedeckt sein.

Grund: Dals SchlüsselSignal ist auf beiden Seiten mit Malsse bedeckt, auf der einen Seite kann es den Bereich der Signalschleife reduzieren, und auf der unteren Seite kann es dals Übersprechen zwischen der Signalleitung und underen Signalleitungen verhindern.


4. Für doppelschichtige Bretter wird eine große Fläche des Bodens auf der Projektionsebene der SchlüsselSignallinien gelegt, oder der Boden wird wie eine einzelne Platte gestanzt.

Grund: die gleiche als die Schlüssel Signal von die Mehrschichtige Platine is schließen zu die Boden Flugzeug.


5. In a Mehrschichtige Platine, die Leistung Flugzeug sollte be zurückgezogen von 5H-20H relativ zu seine angrenzend Boden Flugzeug (H is die Entfernung zwischen die Leistung Versodergung und die Boden Flugzeug).

Grund: Die Einkerbung der Leistungsebene relativ zu ihrer Rückgrundebene kann das Rundstrahlungsproblem effektiv unterdrücken.


6. Die Projektionsebene der Verdrahtungsschicht sollte im Bereich der Reflow-Ebene-Schicht sein.

Grund: Wenn sich die Verdrahtungsschicht nicht im Projektionsbereich der Reflow-Ebene-Schicht befindet, verursacht sie Rundstrahlungsprobleme und vergrößert den Signalschleifenbereich, was zu einer erhöhten Differenzialmodusstrahlung führt.


7. In die Mehrschichtplatte, die TOP und UNTEN Ebenen von die einzeln Brett sollte nicht haben Signal Linien größer als 50MHZ as weit as möglich.

Grund: Es ist am besten, das HochfrequenzSignal zwischen den beiden Ebenen zu laufen, um seine Strahlung in den Raum zu unterdrücken.


8. Bei einer einzelnen Platine mit einer Betriebsfrequenz auf Platinenebene größer als 50MHz sollten die TOP- und BOOTTOM-Schichten mit geerdeter Knach obenferfolie bedeckt werden, wenn die zweite und die voderletzte Schicht Verdrahtungsschichten sind.

Grund: Es ist am besten, das HochfrequenzSignal zwischen den beiden Ebenen zu laufen, um seine Strahlung in den Raum zu unterdrücken.


9. In mehrschichtigen Brettern sollte die Hauptarbeseineleistungsebene der einzelnen Platte (die am weitesten verbreitete Leistungsebene) in unmittelbsindr Nähe zu ihrer Grundebene sein.

Grund: Die benachbarte Energieebene und die Erdungsebene können den Schleifenbereich des Stromkreises effektiv reduzieren.


10. In einer einlagigen Platine muss neben und Parallel zur Stromleitung ein Massedraht vorhunden sein.

Grund: Verringern Sie die Fläche der Stromschleife der Stromversorgung.


11. In einer doppellagigen Platine muss neben und Parallel zur Stromversorgungsleitung ein Erdungskabel vorhunden sein.

Grund: Verringern Sie die Fläche der Stromschleife der Stromversorgung.


12. Versolcheen Sie im geschichteten Design, die benachbarte Einstellung der Verdrahtungsschicht zu vermeiden. Wenn es unvermeidlich ist, dass die Verdrahtungsschichten nebeneinunder liegen, sollte der Schichtabstund zwischen den beiden Verdrahtungsschichten angemessen erhöht werden, und der Schichtabstund zwischen der Verdrahtungsschicht und ihrem Signalkreis sollte verringert werden.

Grund: Parallele Signalspuren auf benachbarten Verdrahtungsschichten können Signalübersprache verursachen.


13. Angrenzende Ebenen sollten eine Überlappung ihrer Projektionsebenen vermeiden.

Grund: Wenn sich die Projektionen überlappen, führt die Kopplungskapazität zwischen den Schichten dazu, dass das Rauschen zwischen den Schichten miteinunder gekoppelt wird.


14. Wenn Sie das PCB-Layraus entwerfen, halten Sie sich vollständig an das Designprinzip, in einer geraden Linie entlang der Signalflussrichtung zu platzieren, und versolcheen Sie, Schleifen vor und zurück zu vermeiden.

Grund: Vermeiden Sie direkte Signalkopplung und beeinflussen Sie die Signalqualität.


15. Wenn mehrere Modulschaltungen auf derselben Leiterplatte platziert werden, sollten digitale und analoge Schaltungen sowie Hochgeschwindigkeseine- und Niedriggeschwindigkeseineschaltungen getrennt angeordnet werden.

Grund: Vermeiden Sie gegenseitige Interferenzen zwischen digitalen Schaltungen, analogen Schaltungen, Hochgeschwindigkeseineschaltungen und Low-Speed Schaltungen.


16. Wenn sich gleichzeitig High-, Mittel- und Low-Speed-Schaltungen auf der Leiterplatte befinden, folgen Sie den High- und Medium-Speed-Schaltungen und halten Sie sich von der Schnittstelle fern.

Grund: Vermeiden Sie hochfrequente Schaltungsgeräusche, die durch die Schnittstelle nach außen ausstrahlen.


17. Energiespeicher- und HochfrequenzFilterkondensazuren sollten in der Nähe von Geräteschaltungen oder Geräten mit großen Stromänderungen (wie Stromversorgungsmodulen: Eingangs- und Ausgangsklemmen, Ventilazuren und Relais) platziert werden.

Grund: Die Existenz von Energiespeicherkondensazuren kann die Schleifenfläche großer Stromschleifen reduzieren.

Mehrschichtplatte

18. Die Filter Schaltung von die Leistung Eingabe Hafen von die Leiterplatte sollte be platziert schließen zu die Schnittstelle.

Grund: Um eine erneute Kopplung der geFilterten Leitung zu vermeiden.


19. Auf der Leiterplatte sollten die Filter-, Schutz- und Isolationskomponenten der Schnittstellenschaltung in der Nähe der Schnittstelle platziert werden.

Grund: Es kann effektiv die Auswirkungen von Schutz, Filterung und Isolierung erreichen.


20. Wenn es sowohl einen Filter als auch einen Schutzkreis an der Schnittstelle gibt, sollte das Prinzip des ersten Schutzes und der anschließenden Filterung befolgt werden.

Grund: Die Schutzschaltung wird zur externen ÜberSpannweitenungs- und Überstromunterdrückung verwendet. Wenn der Schutzkreis nach dem Filterkreis platziert wird, wird der Filterkreis durch ÜberSpannweitenung und Überstrom beschädigt.


21. Achten Sie während des Layrauss darauf, dass die Ein- und Ausgangsleitungen des Filterkreises (Filter), der Isolation und des Schutzkreises nicht miteinunder koppeln.

Grund: Wenn die Ein- und Ausgangsspuren der obigen Schaltung miteinunder gekoppelt sind, wird der Filter-, Isolations- oder Schutzeffekt geschwächt.


22. Wenn eine "saubere Erde"-Schnittstelle auf der Platine enzweirfen ist, sollten die Filter- und Isolationsvorrichtungen auf dem Isolationsbund zwischen dem "sauberen Boden" und dem Arbeitsbereich platziert werden.

Grund: Vermeiden Sie die Kopplung von Filter- oder Isolationsvorrichtungen untereinunder durch die Ebenenschicht, um den Effekt zu schwächen.


23. Außer Filter- und Schutzeinrichtungen können keine underen Geräte auf dem "sauberen Boden" platziert werden.

Grund: Der Zweck des Entwurfs "sauberer Boden" besteht darin, sicherzustellen, dass die Grenzflächenstrahlung minimal ist und die "saubere Erde" leicht durch externe Störungen gekoppelt wird, so dass es keine underen irrelevanten Schaltungen und Geräte auf der "sauberen Erde" geben sollte.


24. Halten Sie starke Strahlungsgeräte wie Kristalle, Kristalloszillazuren, Relais, Schaltnetzteile usw. von der Leiterplattenschnittstelle mindestens 1000 Mio. fern.

Grund: Die Störung strahlt direkt aus oder der Strom wird an das ausgehende Kabel gekoppelt, um nach außen zu strahlen.


25. Empfindliche Schaltungen oder Geräte (wie Reset-Schaltungen, WATCHDOG-Schaltungen usw.) sollten mindestens 1000 Mio. von den Kanten der Platine entfernt sein, insbesondere von der Kante der Platine-Schnittstelle.

Grund: Stellen, die Single-Board-Schnittstellen ähneln, sind die Orte, die am einfachsten durch externe Interferenzen (wie statische Elektrizität) gekoppelt werden, und empfindliche Schaltungen wie Reset-Schaltungen und Watchdog-Schaltungen können leicht zu Systemfehlern führen.


26. Die Filterkondensazuren für die IC-Filterung sollten so nah wie möglich an den NetzteilStifte des Chips platziert werden.

Grund: Je näher der Kondensazur am Pin ist, deszu kleiner ist die Fläche der Hochfrequenzschleife und deszu kleiner die Strahlung.


27. Für den passenden Widerstund der Start-End-Serie sollte er nahe an seinem Signalausgangsende platziert werden.

Grund: Der Konstruktionszweck des übereinstimmenden Widerstunds der Start-End-Serie besteht darin, die Ausgangsimpedanz des Chipausgangsenden und die Impedanz des Serienwiderstunds der charakteristischen Impedanz der Leiterbahn hinzuzufügen. Der passende Widerstund wird am Ende platziert, der die obige Gleichung nicht erfüllen kann.


28. Leiterplatten-Spuren können keine rechtwinkligen oder spitzen Winkelspuren haben.

Grund: Rechtwinklige Verdrahtung führt zu Unterbrechung der Impedanz, die zur Signalübertragung führt, was zu Klingeln oder Überschwingen und starker EMI-Strahlung führt.


29. Vermeiden Sie die Lageneinstellung benachbarter Verdrahtungsschichten so weit wie möglich. Wenn es unvermeidlich ist, versuchen Sie, die Leiterbahnen in den beiden Verdrahtungsschichten senkrecht zueinunder zu machen, oder die Länge der Parallelen Leiterbahnen ist weniger als 1000mil.

Grund: um das Übersprechen zwischen parallelen Leiterbahnen zu reduzieren.


30. Wenn die Platine eine interne Signalverdrahtungsschicht hat, sollten die SchlüsselSignalleitungen wie Uhren auf der inneren Schicht verlegt werden (die bevorzugte Verdrahtungsschicht wird bevorzugt).

Grund: Die Bereitstellung von SchlüsselSignalen auf der internen Verdrahtungsschicht kann eine abschirmende Rolle spielen.


31. Es wird empfohlen, den Erdungsdraht auf beiden Seiten der Taktleitung abzudecken, und der Erdungsdraht wird alle 3000mil geerdet.

Grund: Stellen Sie sicher, dass die Potenziale aller Punkte auf der Grundlinie des Pakets gleich sind.

32. SchlüsselSignalepuren wie Uhren, Busse und Hochfrequenzlinien und andere parallele Spuren auf der gleichen Schicht sollten das 3W-Prinzip erfüllen.

Grund: Vermeiden Sie Übersprechen zwischen Signalen.


33. Die Pads von oberflächenmontierten Sicherungen, Magnetperlen, Indukzuren und Tantalkondensazuren, die für Stromversorgungen mit Strom verwendet werden â­¥ 1A sollten nicht kleiner als zwei Durchgänge sein, die mit der ebenen Schicht verbunden sind.

Grund: Reduzieren Sie die äquivalente Impedanz des Durchgangs.


34. DifferentialSignalleitungen sollten auf der gleichen Schicht, gleicher Länge und parallel verlaufen, wobei die Impedanz gleichmäßig gehalten wird, und es sollte keine andere Verkabelung zwischen den Differenzleitungen geben.

Grund: Um sicherzustellen, dass die Gleichtaktimpedanz des Differenzleitungspaars gleich ist, um seine Störfestigkeit zu verbessern.


35. Die SchlüsselSignalspuren dürfen den Partitionierten Bereich nicht überqueren (einschließlich des Referenzebenspalts, der durch Durchgänge und Pads verursacht wird).

Grund: Die Verdrahtung über das Fach vergrößert den Bereich der Signalschleife.


36. Wenn es unumgänglich ist, die Signalleitung über ihre Rücklaufebene zu teilen, wird empfohlen, einen Brückenkondensazur in der Nähe der Signalbereichsabteilung zu verwenden. Der Wert des Kondensazurs beträgt 1nF.

Grund: Wenn die Signalspanne geteilt wird, wird der Schleifenbereich vont vergrößert. Das Brückenerdungsverfahren ist künstlich für die Signalschleife eingerichtet. .


37. Legen Sie keine anderen irrelevanten Signalspuren unter dem Filter (Filterschaltung) auf der Platine an.

Grund: Verteilte Kapazität schwächt den Filtereffekt des Filters.


38. Die Eingangs- und AusgangsSignalleitungen des Filters (Filterschaltung) können nicht parallel oder gekreuzt werden.

Grund: Vermeiden Sie eine direkte Rauschkopplung zwischen den Leiterbahnen vor und nach dem Filtern.


39. Der Abstand zwischen der SchlüsselSignalleitung und dem Rand der Bezugsebene beträgt â¥3H (H ist die Höhe der Linie von der Bezugsebene).

Grund: Unterdrückung des Randstrahlungseffekts.


40. Für Metallschalen-Erdungskomponenten sollte geschliffenes Kupfer auf die oberste Schicht der Projektionsfläche gelegt werden.

Grund: Die verteilte Kapazität zwischen der Metallschale und dem geerdeten Kupfer wird verwendet, um die externe Strahlung zu unterdrücken und die Immunität zu verbessern.


41. Achten Sie in der einlagigen Platine oder Doppelschichtplatte auf das Design der "Minimierung der Schleifenfläche" bei der Verdrahtung.

Grund: Je kleiner der Loop-Bereich, deszu kleiner die externe Strahlung der Loop und deszu stärker die Anti-Interferenz-Fähigkeit.


42. Wenn die Signalleitung (insbesondere die SchlüsselSignalleitung) Schicht gewechselt wird, sollte der Masseverschluss in der Nähe des Schichtwechsels über Loch ausgelegt werden.

Grund: Die Fläche der Signalschleife kann reduziert werden.


43. Taktleitungen, Busleitungen, Hochfrequenzleitungen usw.: Die starken StrahlungsSignalleitungen sind weit entfernt von den Signalleitungen aus der Schnittstelle.

Grund: Vermeiden Sie die Interferenz starker StrahlungsSignalleitungen von Kopplung zu ausgehenden Signalleitungen und Ausstrahlung nach außen.


44. Empfindliche Signalleitungen wie Reset-Signalleitungen, Chip-AuswahlSignalleitungen, SystemsteuerSignale usw. sind weit entfernt von den Signalleitungen aus der Schnittstelle.

Grund: Die Signalleitung, die aus der Schnittstelle geht, verursacht vont externe Störungen, und wenn sie mit der empfindlichen Signalleitung gekoppelt ist, verursacht sie eine Fehlfunktion des Systems.


45. In Einzel- und Doppelplatten sollte die Leitung des Filterkondensazurs zuerst vom Filterkondensator und dann zu den Gerätepins geFiltert werden.

Grund: Die Netzversorgungsspannung wird vor der Stromversorgung des IC geFiltert, und das Rauschen, das vom IC zur Stromversorgung zurückgeführt wird, wird auch vom Kondensator herausgeFiltert.


46. In einem einzelnen oder doppelten Panel, wenn die Stromleitung sehr lang ist, sollten Entkopplungskondensatoren der Erde alle 3000mil hinzugefügt werden, und der Wert des Kondensators ist 10uF+1000pF.

Grund: Filter raus Hochfrequenz-Leiterplatte neinise on die Leistung Linie.


47. Der Erdungs- und Stromdraht des Filterkondensators sollte so dick und kurz wie möglich sein.

Grund: Die äquivalente Serieninduktivität reduziert die Resonanzfrequenz des Kondensators und schwächt seinen HochfrequenzFiltereffekt