Noticias de PCB - Causas y soluciones del problema de integridad del número CITIC en el diseño de PCB de alta velocidad

Con el desarrollo continuo de la tecnología de semiconductores y la tecnología de micrones de presión profunda, la velocidad de conmutación de los circuitos integrados ha aumentado de decenas a cientos de megahertz, e incluso ha alcanzado miles de megahertz. En el diseño de PCB de alta velocidad, los ingenieros a menudo encuentran problemas de integridad de la señal, como falsos desencadenantes, oscilaciones de amortiguación, sobregolpes, bajadas y comentarios. Este artículo discute sus causas de formación, métodos de cálculo y cómo utilizar el método de simulación Ibis en Allegro para resolver estos problemas.

1 Definición de integridad de la señal

La integridad de la señal (si) se refiere a la calidad de la señal en la línea de señal. La mala integridad de la señal no se debe a un solo factor, sino a una combinación de muchos factores en el diseño a nivel de tablero. Razones de la integridad de la señal

Los daños incluyen reflejos, zumbidos, rebotes en tierra, comentarios, etc. a medida que aumenta la frecuencia de la señal, la integridad de la señal se ha convertido en el foco de atención de los ingenieros de PCB de alta velocidad.

2 reflejo

2.1 formación y cálculo de la reflexión

La falta de continuidad de la resistencia en la línea de transmisión hace que la señal se refleje, y cuando la resistencia de la fuente de alimentación y la carga no coincide, la carga refleja parte del voltaje de nuevo a la fuente de alimentación. La transmisión de líneas diferenciales ha resuelto muchos problemas.

¿¿ qué es una señal diferencial? En pocas palabras, el conductor envía dos señales de fase inversa equivalentes y el receptor compara la diferencia entre los dos voltios para determinar si el Estado lógico es "0" o "1". Este par de líneas que llevan señales diferenciales se llaman líneas diferenciales. ¿¿ cómo se calcula la resistencia de la línea diferencial? La resistencia de varias señales diferenciales es diferente, como USB D + D -, la resistencia de la línea diferencial es de 90 Ohm y la línea diferencial 1394 es de 110 ohm. vea las especificaciones o la información relacionada primero. Ahora hay muchas herramientas de cálculo de resistencia, como el polar si9000, que afectan el ancho de la línea de Resistencia diferencial, el espaciamiento de la línea diferencial, la constante dieléctrica, el espesor dieléctrico (espesor dieléctrico entre la línea diferencial y la superficie de referencia), y generalmente se ajusta el espaciamiento y el ancho de la línea de la línea diferencial para controlar la resistencia diferencial. Al hacer la placa, también debe decirle al fabricante la línea para controlar la resistencia. La señal de diferencia es una expresión numérica de la diferencia entre dos cantidades físicas. Estrictamente hablando, todas las señales de voltaje son diferenciales, porque un voltaje solo puede ser relativo al otro. En algunos sistemas, la puesta a tierra del sistema se utiliza como punto de referencia de voltaje. Esta planificación de señales se considera de un solo extremo cuando la tierra se utiliza como referencia para la medición de voltaje. Usamos este término porque la señal está representada por un voltaje en un solo conductor.

La ventaja de la señal diferencial es que es fácil identificar pequeñas señales porque está controlando el voltaje de "referencia". En el esquema de señal de un solo extremo de la base, el valor de la señal medida depende de la consistencia del sistema de la base. Cuanto más lejos estén la fuente y el receptor, mayor será la posibilidad de que sus valores de voltaje local sean diferentes. El valor de la señal recuperado de la señal diferencial es en gran medida independiente del valor del "suelo", pero dentro de un cierto rango.

La segunda ventaja de las señales diferenciales es que su altura no se ve afectada por interferencias electromagnéticas externas (emi). La fuente de interferencia afecta casi igual a cada extremo de la señal diferencial. Dado que la diferencia de voltaje padslogic en el Pads determina el valor de la señal, se ignorará cualquier interferencia idéntica que ocurra en ambos cables. Además de ser menos sensible a la interferencia, la señal diferencial produce menos EMI que la señal de un solo extremo.

La tercera ventaja de la señal diferencial es el posicionamiento cronológico. Debido a que el cambio de interruptor de la señal diferencial se encuentra en la intersección de las dos señales, a diferencia del juicio de que la señal normal de un solo extremo depende de un voltaje umbral alto y bajo, se ve menos afectada por el proceso y la temperatura, lo que puede reducir el error de tiempo y es más adecuado para Circuitos de señal de baja amplitud. LVDS (señal diferencial de baja tensión) es una tecnología Popular de señal diferencial de pequeña amplitud.

Las diferencias pueden no tener en cuenta las conversaciones cruzadas, ya que sus resultados se compensan cuando se aceptan. Además, la diferencia es la línea de equilibrio, y el paralelismo es solo una parte del equilibrio.

Creo que debería ser necesario un acoplamiento de pares diferenciales. Para la coincidencia de una sola línea, aunque es muy madura en teoría, la línea de PCB real todavía tiene un error de alrededor del 5% (para un material, no lo he hecho yo mismo). Por otro lado, la línea diferencial puede considerarse un sistema de autocircuito o las señales de sus dos líneas de señal están relacionadas. El acoplamiento suelto puede causar interferencias de diferentes fuentes, y para algunos circuitos de interfaz, la equiparación de los pares de diferencia de entrenamiento Allegro es un factor importante para controlar el retraso de la línea. Por lo tanto, creo que las líneas diferenciales deben estar estrechamente acopladas.

Para la mayoría de los PCBs de alta velocidad actuales, es beneficioso mantener un buen acoplamiento.

Pero espero que no confundas el acoplamiento con una condición necesaria para ser malo y correcto, lo que a veces limita las ideas de diseño.

Al hacer diseños o análisis de alta velocidad, no solo debemos saber cómo lo hacen la mayoría de las personas, sino también por qué otros lo hacen, y luego entenderlo y mejorarlo a partir de la experiencia de los demás, y ejercitar constantemente nuestro pensamiento creativo. se cree que las señales diferenciales no requieren un plano de tierra como ruta de retorno, o que Las líneas diferenciales se proporcionan rutas de retorno entre sí. La razón de este malentendido es que los fenómenos superficiales se confunden o el mecanismo de transmisión de señales de alta velocidad no es lo suficientemente profundo. Los circuitos diferenciales no son sensibles a posibles proyecciones terrestres similares y otras señales de ruido en la fuente de alimentación y el plano del suelo. El retorno de la parte de desplazamiento del plano terrestre no significa que el circuito diferencial no haya regresado a la ruta de la señal como plano de referencia. de hecho, en el análisis del flujo de señal, la línea diferencial es consistente con la línea de un solo extremo ordinario, y el mecanismo de la señal de alta frecuencia siempre regresa a lo largo de la inducción del circuito. Además de acoplarse al suelo, las diferencias entre las líneas diferenciales también están acopladas entre sí, cualquiera de las cuales está fuertemente acoplada, se convierte en la principal ruta de retorno. En el diseño de circuitos de pcb, el acoplamiento entre las líneas de distribución diferencial suele ser muy pequeño, generalmente solo representa entre el 10% y el 20% del grado de acoplamiento, y la mayoría de ellas están acopladas al suelo, por lo que la ruta principal de retorno de las líneas de distribución diferencial todavía existe en la formación de contacto. Cuando se produce una discontinuidad en el plano local, el acoplamiento entre las líneas de distribución diferencial proporcionará la ruta principal de retorno en áreas sin plano de referencia. Aunque el impacto de la discontinuidad del plano de referencia en la línea de distribución diferencial no es tan grave como el cableado ordinario de un solo extremo, todavía reduce la calidad de la señal diferencial y aumenta el emi, lo que debe evitarse en la medida de lo posible. Algunos diseñadores creen que el plano de referencia de la línea de transmisión diferencial se puede eliminar para suprimir una parte de la señal de modo común en la transmisión diferencial, pero en teoría este método no es aconsejable. ¿¿ cómo controlar la resistencia? Si no se proporciona un anillo de resistencia a la tierra para la señal de modo común, inevitablemente se producirá radiación emi, lo que hará más daño que bien.