Tecnología de microondas - ¿Cómo conectar PCB de alta frecuencia y alta velocidad? ¿Cuáles son las habilidades y reglas?

PCB de alta frecuencia Definido como Placa de circuito Frecuencia superior a 1 GHz, El requisito de varias propiedades físicas es muy alto, Precisión, Parámetros técnicos. Se utiliza generalmente en sistemas de prevención de colisiones de automóviles, Sistema satelital, Sistemas de radio y otras esferas. Alta frecuencia PCB Board Es un eslabón importante en el cableado, Esto afecta directamente al funcionamiento de alta frecuencia y alta velocidad. Hoy voy a discutir cómo conectar alta frecuencia y alta velocidad PCB Boards.

Cómo debe ser la alta frecuencia Placa de circuito Cableado?
Preste especial atención al cableado de alta frecuencia Placa de circuitos. Conocimiento básico basado en la tecnología de microondas, Cuando la longitud de onda de la señal es lo suficientemente pequeña como para ser proporcional a la longitud de la línea de transmisión, No podemos analizar el circuito de acuerdo con el método tradicional de circuito agrupado, Pero usando la teoría del campo, Esta es la teoría de la línea de transmisión. Por supuesto., En condiciones normales, Los circuitos que diseñamos no tienen una frecuencia de señal demasiado alta. Longitud de onda = velocidad de transmisión de la señal/Frecuencia de la señal. Normalmente, La velocidad de transmisión de la señal depende de la constante dieléctrica del medio de transmisión. Podríamos establecer la velocidad de transmisión de la señal a la velocidad de la luz.. 3.*10^8m/s (actually less than) For 300Mhz signals, Longitud de onda de 1 m, Generalmente la longitud de la línea PCB Board No puede alcanzar un metro. Como puedes ver, no tenemos que preocuparnos demasiado por las señales de baja frecuencia..

¿Qué es? PCB de alta frecuencia Requisitos de cableado?
Cuando la frecuencia de la señal es alta PCB Board Alto, Para reducir la reflexión de la señal, La línea de transmisión necesita emparejamiento de impedancia. Normalmente, Las líneas de un solo extremo se pueden utilizar para la correspondencia remota o la correspondencia de terminales, Y la señal diferencial se puente generalmente entre las líneas diferenciales cerca de la terminal. Emparejamiento de Resistencia. En cuanto a mi tema más reciente, La transmisión de la señal LVDS en la línea diferencial requiere la colocación de una resistencia de 100 ohmios en el receptor para la correspondencia de impedancia. Basado en el conocimiento de la línea de transmisión, La impedancia característica de la línea diferencial debe ser de 100 ohmios para que coincida exactamente. Por consiguiente,, El ancho de línea y el espaciamiento de las líneas diferenciales son estrictamente necesarios.. La impedancia característica de la línea diferencial está relacionada con la constante dieléctrica del sustrato, Espesor del sustrato, Espesor del cobre del conductor, Ancho de línea de la rama diferencial, Distancia de línea de la línea diferencial, Espesor de la fuente de aceite del sustrato, Etc.. La fórmula de cálculo también es bastante complicada..

Técnicas de cableado de circuitos de alta frecuencia
1.Menos alternancia de capas de plomo entre los pines de los dispositivos de circuitos de alta frecuencia, Mejor

El llamado "menos alternancia entre capas de plomo es mejor" significa que menos vias se utilizan en la conexión de componentes es mejor. A través del agujero puede traer una Capacitancia distribuida de 0,5 PF, reducir el número de agujeros a través puede mejorar significativamente la velocidad y reducir la probabilidad de error de datos.

2.Los cables entre los pines de los dispositivos electrónicos de alta velocidad se doblarán en la medida de lo posible.

El cableado del Circuito de alta frecuencia es mejor en línea recta, necesita girar. Este requisito sólo se utiliza para mejorar la fuerza fija de la lámina de cobre en el circuito de baja frecuencia, pero en el circuito de alta frecuencia, este requisito se cumple. Un requisito puede reducir la transmisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia.

3.Cuanto más corto sea el plomo entre los pines de los dispositivos de circuitos de alta frecuencia, mejor.

La intensidad de radiación de la señal es proporcional a la longitud del rastro de la línea de señal. Cuanto más largo sea el cable de señal de alta frecuencia, más fácil será acoplarlo a los componentes cercanos a él. Por lo tanto, para el reloj, el Oscilador de cristal, los datos DDR y otras señales, el cable LVDS, el cable USB, el CABLE HDMI y otras líneas de señal de alta frecuencia deben ser lo más cortos posible.

Normas de cableado de PCB de alta frecuencia

En primer lugar, Alta frecuencia PCB Board Cableado debe prestar atención a la «diafonía» introducida por el enrutamiento paralelo estrecho de la línea de señal

El cableado de circuitos de alta frecuencia debe prestar atención a la «diafonía» introducida por el encaminamiento en paralelo de las líneas de señal. La diafonía es un fenómeno de acoplamiento entre líneas de señal que no están conectadas directamente. Dado que las señales de alta frecuencia se transmiten a lo largo de la línea de transmisión en forma de ondas electromagnéticas, la línea de señal actuará como una antena, la energía del campo electromagnético se emitirá alrededor de la línea de transmisión. Debido al acoplamiento de los campos electromagnéticos entre las señales, se genera ruido de señal no deseado. Se denomina diafonía. Los parámetros de la capa de PCB, el espaciado de la línea de señal, las características eléctricas del conductor y el receptor, los métodos de terminación de la línea de señal tienen cierta influencia en la diafonía... Por lo tanto,, Para reducir la diafonía de las señales de alta frecuencia, En la medida de lo posible, el cableado debe hacer lo siguiente:

Cuando el espacio de cableado lo permita, la inserción de un cable de tierra o un plano de tierra entre dos cables con una conversación cruzada grave puede desempeñar el papel de aislar y reducir la conversación cruzada;

Cuando el campo electromagnético variable en el tiempo existe alrededor de la línea de señal, si no se puede evitar la distribución paralela, se puede organizar una gran área de "puesta a tierra" en el lado opuesto de la línea de señal paralela para reducir en gran medida la interferencia;

Si el espacio de cableado lo permite, aumentar el espacio entre las líneas de señal adyacentes, reducir la longitud paralela de las líneas de señal y tratar de hacer que las líneas de reloj sean perpendiculares a las líneas de señal clave en lugar de paralelas;

Si el cableado paralelo en la misma capa es casi inevitable, las direcciones de cableado deben ser perpendiculares entre sí en dos capas adyacentes;

En el circuito digital, la señal de reloj habitual es una señal con un cambio de borde rápido y una alta conversación cruzada externa. Por lo tanto, en el diseño, la línea de reloj debe estar rodeada por la línea de tierra, y debe utilizar más agujeros de tierra para reducir la Capacitancia distribuida, reduciendo así la conversación cruzada;

Para el reloj de señal de alta frecuencia, trate de utilizar la señal de reloj diferencial de baja tensión y envolver el modo de puesta a tierra, y preste atención a la integridad de la perforación de puesta a tierra;

No cuelgue los terminales de entrada no utilizados, sino que los ponga a tierra o los conecte a una fuente de alimentación (la fuente de alimentación también está conectada a tierra en el bucle de señal de alta frecuencia), ya que el cable de suspensión puede ser equivalente a la antena transmisora y la puesta a tierra puede inhibir la transmisión. La práctica ha demostrado que el uso de este método para eliminar la conversación cruzada a veces puede tener un efecto inmediato.

2.Aísle el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia del cable de tierra de la señal analógica.

Cuando el cable de tierra analógico, cable de tierra digital, etc.. Conexión a un cable de tierra común, Conexión directa o aislamiento con perlas de choque de alta frecuencia y selección de ubicaciones adecuadas para la interconexión de punto único. El potencial de conexión a tierra de la señal digital de alta frecuencia es generalmente inconsistente. Suele haber cierta diferencia de tensión entre ellas. Además, el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia suele contener un rico componente armónico de la señal de alta frecuencia. Cuando el cable de tierra de la señal digital y el cable de tierra de la señal analógica están conectados directamente, los armónicos de las señales de alta frecuencia interferirán con las señales analógicas acopladas a tierra. Por lo tanto,,, En condiciones normales, El cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica deben estar aislados, El método de interconexión de punto único se puede utilizar en lugares apropiados,, Alternativamente, se puede utilizar un método de interconexión de perlas de choque de alta frecuencia.

3.Añade un condensador de desacoplamiento de alta frecuencia a la patilla de alimentación del bloque de circuitos integrados.

Se añade un condensador de desacoplamiento de alta frecuencia a la patilla de alimentación de cada bloque de circuito integrado cercano. El aumento del condensador de desacoplamiento de alta frecuencia de la patilla de alimentación puede suprimir eficazmente la interferencia de armónicos de alta frecuencia en la patilla de alimentación.

Cuarto, es necesario garantizar una buena adaptación de la impedancia de la señal

En el proceso de transmisión de la señal, Cuando la impedancia no coincide, La señal se reflejará en el canal de transmisión, Y la reflexión hará que la señal compuesta se sobrecargue, Causando que la señal fluctúe cerca del umbral lógico.

El método básico para eliminar la reflexión es igualar bien la Impedancia de la señal transmitida. Debido a que la diferencia entre la impedancia de carga y la impedancia característica de la línea de transmisión es mayor, mayor reflexión, por lo tanto, la impedancia característica de la línea de transmisión de la señal debe ser igual a la impedancia de carga en la medida de lo posible. al mismo tiempo, tenga en cuenta que la línea de transmisión en el PCB no puede cambiar de repente o girar, y tratar de mantener la impedancia continua de cada punto de la línea de transmisión, de lo contrario, se producirán reflexiones entre las partes de la línea de transmisión. Esto requiere un cableado de PCB de alta velocidad, Deben observarse las siguientes reglas de cableado:

Reglas de cableado LVDS. Para controlar la impedancia diferencial de la señal HDMI a 100 ± 15% ohmios, se requiere traza diferencial de la señal LVDS con una anchura de línea de 7 mils y una distancia de línea de 6 mils.

Reglas de conexión USB. El enrutamiento diferencial de la señal USB es necesario, el ancho de línea es de 10 mils, el espaciamiento de la línea es de 6 mils, el espaciamiento de la línea de tierra y la línea de señal es de 6 ML;

Reglas de cableado HDMI. El enrutamiento diferencial de la señal HDMI es necesario, el ancho de línea es de 10 mils, el espaciamiento de la línea es de 6 mils, y el espaciamiento entre dos pares de señales HDMI es de más de 20 mils.

Reglas de enrutamiento DDR. La traza ddr1 requiere que la señal no pase a través del agujero en la medida de lo posible, la anchura de la línea de señal es igual y el espaciamiento de la línea es igual. Las trazas deben cumplir el principio de 2w para reducir la conversación cruzada entre las señales. Para dispositivos de alta velocidad DDR2 y superiores, también se necesitan datos de alta frecuencia. La longitud de la línea es igual para asegurar que la Impedancia de la señal coincida.

He aquí una descripción detallada de las normas de cableado, habilidades de cableado y cómo cablear el PCB para alta frecuencia y alta velocidad. Sólo prestando atención y evitando, podemos mantener la integridad de la transmisión de la señal y evitar el 'rebote a tierra' causado por la división del cable de tierra.