Diseño electrónico - Diseño antiinterferencia de PCB de alta velocidad basado en DSP

Análisis de la generación de interferencia del sistema DSP PCB Proofing 1 para que el sistema DSP sea estable y confiable, la interferencia debe eliminarse de todos los aspectos, incluso si no se puede eliminar por completo, debe minimizarse en la medida de lo posible. Para el sistema dsp, la interferencia principal proviene de los siguientes aspectos: 1. Interferencia de canales de entrada y salida. Se refiere a la interferencia que entra en el sistema a través de canales delanteros y traseros, como el enlace de adquisición de datos del sistema dsp. La interferencia se superpone a la señal a través de sensores, lo que aumenta el error de adquisición de datos. En el enlace de salida, la interferencia puede aumentar los errores de datos de salida e incluso causar errores completos, lo que puede causar un colapso del sistema. Los dispositivos de acoplamiento óptico se pueden utilizar razonablemente para reducir la interferencia en los canales de entrada y salida, y se pueden utilizar sensores y sistemas principales de DSP para aislar la interferencia. 2. interferencia del sistema de suministro de energía. La principal fuente de interferencia de todo el sistema dsp. La fuente de alimentación añade su ruido a la fuente de alimentación mientras suministra energía al sistema. En el proceso de diseño del Circuito del chip de alimentación, el cable de alimentación debe desvincularse. 3. interferencia de acoplamiento de radiación espacial. El acoplamiento a través de la radiación generalmente se llama conversación cruzada. Los campos magnéticos generados cuando la corriente fluye a través del cable generan comentarios cruzados, y los campos magnéticos inducen corrientes transitorias en los cables adyacentes, lo que resulta en distorsiones e incluso errores en las señales cercanas. La intensidad de la conversación cruzada depende del tamaño geométrico y la distancia de separación del dispositivo y el cable. En el cableado dsp, cuanto mayor sea la distancia entre las líneas de señal y más cerca de la línea de tierra, más eficaz será reducir las conversaciones cruzadas. 2 diseño de PCB para la causa de la interferencia. A continuación se muestra cómo reducir las diversas interferencias durante la producción de PCB en el sistema dsp.

Con el fin de mejorar la calidad de la señal, reducir la dificultad del cableado y aumentar la compatibilidad electromagnética del sistema, en los circuitos digitales de alta velocidad dsp, el diseño laminado de las placas multicapa de PCB generalmente utiliza el diseño laminado de las placas multicapa. El diseño de apilamiento puede proporcionar la ruta de retorno más corta, reducir el área de acoplamiento y suprimir la interferencia de modo diferencial. En el diseño de apilamiento, la distribución de la capa de potencia especial y la capa de puesta a tierra y el estrecho acoplamiento de la capa de puesta a tierra y la capa de potencia son propicios para inhibir la interferencia de modo común (el uso de planos adyacentes para reducir la resistencia de ca de los planos de potencia). Tomemos como ejemplo la placa de 4 capas mostrada en la figura 1 para ilustrar el diseño de laminación. Hay muchas ventajas al adoptar esta estructura de diseño de PCB de cuatro capas. Hay una capa de alimentación debajo de la planta superior, y el pin de alimentación del componente se puede conectar directamente a la fuente de alimentación sin pasar por el plano de tierra. Las señales clave se seleccionan en la parte inferior (inferior), por lo que hay más espacio para el cableado de señales tan importantes y el dispositivo se coloca en la misma capa tanto como sea posible. Si no es necesario, no haga dos capas de placas de piezas, lo que aumentará el tiempo de montaje y la complejidad del montaje. Por ejemplo, en la capa superior, la altura solo se limita cuando los componentes de la capa superior son demasiado densos y se colocan dispositivos de baja fiebre en la capa inferior, como condensadores de desacoplamiento (parches). Para los sistemas dsp, puede haber una gran cantidad de cableado, y se adopta un diseño jerárquico, y se puede cableado en la capa Interior. Si se desperdicia una gran cantidad de valioso espacio de cableado de acuerdo con los agujeros a través tradicionales, se puede utilizar un agujero ciego / enterrado para aumentar el área de cableado. el diseño de anti - cableado de PCB es muy importante para obtener el mejor rendimiento del sistema dsp. Primero se colocan dispositivos dsp, flash, SRAM y pld, se considera cuidadosamente el espacio de cableado, luego se colocan otros IC de acuerdo con el principio de independencia funcional, y finalmente se considera la colocación de puertos de E / S. Combinando el diseño anterior, considere el tamaño del pcb: si el tamaño es demasiado grande, la línea de impresión será demasiado larga, la resistencia al ruido aumentará, la resistencia al ruido disminuirá y el costo de la placa aumentará; Si el PCB es demasiado pequeño, la disipación de calor no es buena, el espacio también se limitará y las líneas adyacentes serán vulnerables a la interferencia. Por lo tanto, el equipo debe seleccionarse de acuerdo con las necesidades reales, combinado con el espacio de cableado, para calcular aproximadamente el tamaño del pcb. Al organizar el sistema dsp, se debe prestar especial atención a la colocación de los siguientes equipos. (1) las señales de alta velocidad están dispuestas en todo el sistema dsp, y las principales líneas de señal digital de alta velocidad se encuentran entre el DSP y flash y sram, por lo que la distancia entre los dispositivos debe ser lo más cercana posible, su conexión debe ser lo más corta posible y debe estar conectada directamente. Por lo tanto, para reducir el impacto de la línea de transmisión en la calidad de la señal, el rastro de la señal de alta velocidad debe ser lo más corto posible. También hay que tener en cuenta que muchos chips DSP con velocidades de hasta cientos de MHz requieren devanados en forma de serpiente (ajuste de retraso). Esto se destacará en el siguiente cableado. (2) la mayoría de los diseños de equipos analógicos digitales no son circuitos funcionales individuales en el sistema dsp. Se utiliza una gran cantidad de dispositivos digitales y dispositivos híbridos digitales - analógicos cmos, por lo que el diseño digital / analógico debe separarse. Los equipos de señalización analógica se concentran en la medida de lo posible para que el suelo analógico pueda dibujar áreas independientes pertenecientes a la señal analógica en medio de todo el suelo digital, evitando así la interferencia de la señal digital en la señal analógica. Para algunos dispositivos híbridos digitales - analógicos, como los convertidores D / a, tradicionalmente considerados dispositivos analógicos, se colocan en suelo analógico y proporcionan bucles digitales para permitir que el ruido digital se retroalimente a la fuente de señal, reduciendo así el impacto del ruido digital en el suelo analógico. (3) el diseño del reloj debe mantenerse lo más alejado posible del reloj, la selección del CHIP y la señal del autobús, y los cables y conectores de E / s deben mantenerse lo más alejados posible. La entrada del reloj del sistema DSP es muy vulnerable a la interferencia y su procesamiento es muy crítico. Asegúrese siempre de que el generador de reloj esté lo más cerca posible del chip DSP y que la línea de reloj sea lo más corta posible. La carcasa del Oscilador de cristal del reloj está preferentemente fundamentada. (4) con el fin de reducir el sobreimpulso instantáneo del voltaje a la fuente de alimentación del chip de circuito integrado, se añade un capacitor de desacoplamiento al chip de circuito integrado, que puede eliminar eficazmente el impacto de las rebabas en la fuente de alimentación y reducir la reflexión del Circuito de Alimentación sobre los pcb. La adición de condensadores de desacoplamiento puede eludir el ruido de alta frecuencia de los dispositivos de circuitos integrados o puede usarse como condensadores de almacenamiento de energía para proporcionar y absorber energía de carga y descarga instantánea cuando las puertas de circuitos integrados se abren y cierran. Para la corrección de PCB en el sistema dsp, coloque condensadores de desacoplamiento para cada circuito integrado, como dsp, sram, flash, etc., y agregue entre cada fuente de alimentación y puesta a tierra del chip, y preste especial atención a los condensadores de desacoplamiento lo más cerca posible del terminal de alimentación (fuente de alimentación) y el pin (pin) del componente ic. Asegúrese de la pureza de la corriente de los terminales de alimentación (terminales sotlrce) y el ic, y reduzca la trayectoria de ruido tanto como sea posible. Como se muestra en la figura 2, al procesar los condensadores, se utilizan grandes o múltiples agujeros, y el cableado entre los agujeros y los condensadores debe ser lo más corto y grueso posible. Cuando la distancia entre los dos agujeros es demasiado larga, esto no es bueno porque el camino es demasiado grande; Lo mejor son los dos agujeros de paso del capacitor de desacoplamiento