Noticias de PCB - Preste atención a los rastros rectangulares, diferenciales y serpientes en el diseño de pcb.

El diseño es una de las habilidades laborales más básicas de los ingenieros de diseño de pcb. La calidad del cableado afectará directamente el rendimiento de todo el sistema. La mayoría de las teorías de diseño de alta velocidad deben implementarse y verificarse finalmente a través de layout. Se puede ver que el cableado es crucial en el diseño de PCB de alta velocidad. A continuación se analizará la racionalidad de algunas de las situaciones que pueden encontrarse en el cableado real y se darán algunas estrategias de cableado más optimizadas. se explicarán principalmente desde tres aspectos: cableado recto, cableado de distribución diferencial y cableado en forma de serpiente.

1. el cableado en ángulo recto suele ser una situación que debe evitarse en el cableado de pcb, y casi se ha convertido en uno de los criterios para medir la calidad del cableado. ¿Entonces, ¿ cuánto impacto tendrá el cableado en ángulo recto en la transmisión de señal? En principio, el cableado en ángulo recto cambia el ancho de la línea de transmisión, lo que resulta en una resistencia discontinua. De hecho, no solo el cableado en ángulo recto, sino también el cableado en ángulo angular y agudo también pueden causar cambios de resistencia. El impacto del cableado en ángulo recto en la señal se refleja principalmente en tres aspectos: primero, el ángulo de rotación puede ser equivalente a la carga capacitiva en la línea de transmisión, ralentizando así el tiempo de subida; En segundo lugar, la discontinuidad de la resistencia puede causar reflexión de la señal; El tercero es el EMI generado por la punta del ángulo recto. los condensadores parasitarios causados es es por el ángulo recto de la línea de transmisión se pueden calcular a través de la siguiente fórmula empírica: C = 61w (er) 1 / 2 / Z0 en la fórmula anterior, C es el capacitor equivalente del ángulo (unidad: pf) y W es el ancho del rastro (unidad: pulgada), Z0 es la resistencia característica de la línea de transmisión. Por ejemplo, para una línea de transmisión de 4mils 50 Ohm (4,3 en la isla), el ángulo recto aporta una capacidad de unos 00101 pf, y luego se puede estimar la variación del tiempo de subida resultante: T10 - 90% = 2,2 * C * Z0 / 2 = 2,2 * 00101 * 50 / 2 = 0556 PSI se puede ver a través del cálculo que el efecto capacitivo de la trayectoria del ángulo recto es muy pequeño. A medida que aumenta el ancho de la línea de la huella del ángulo recto, la resistencia allí disminuirá, por lo que habrá un cierto fenómeno de reflexión de la señal. Podemos calcular la resistencia equivalente después del aumento del ancho de la línea de acuerdo con la fórmula de cálculo de resistencia mencionada en el capítulo de la línea de transmisión, y luego calcular el coeficiente de reflexión de acuerdo con la fórmula empírica: Í = ( ZS - z0) / (zs + z0) normalmente, el cambio de resistencia causado por el cableado en ángulo recto oscila entre el 7% y el 20%. Por lo tanto, el coeficiente máximo de reflexión es de aproximadamente 0,1. Además, como se puede ver en la siguiente imagen, la resistencia de la línea de transmisión cambia a un valor mínimo dentro de la longitud de la línea W / 2, y luego regresa a la resistencia normal después del tiempo W / 2. Todo el tiempo de cambio de resistencia es extremadamente corto, generalmente dentro de 10 ps. Internamente, este cambio rápido y pequeño es casi insignificante para la transmisión general de la señal. Muchas personas tienen esta comprensión del cableado en ángulo recto. Creen que la punta es fácil de emitir o recibir ondas electromagnéticas y generar emi. Esta se ha convertido en una de las razones por las que muchas personas piensan que no se puede usar el cableado en ángulo recto. Sin embargo, muchos resultados prácticos de las pruebas han demostrado que los rastros de ángulo recto no producirán un EMI más obvio que las líneas rectas. Tal vez el rendimiento actual del instrumento y el nivel de prueba limitan la precisión de la prueba, pero al menos ilustra un problema. La radiación del cableado en ángulo recto ya es menor que el error de medición del propio instrumento. En general, el cableado en ángulo recto no es tan malo como se esperaba. Al menos en aplicaciones por debajo de ghz, cualquier influencia, como condensadores, reflejos, emi, etc., es difícil de reflejar en las pruebas tdr. Los ingenieros de diseño de PCB de alta velocidad todavía deben centrarse en el diseño, el diseño de fuente de alimentación / tierra y el diseño de cableado. A través de agujeros y otros aspectos. Por supuesto, aunque el impacto del cableado en ángulo recto no es muy grave, esto no significa que podamos usar el cableado en ángulo recto en el futuro. Prestar atención a los detalles es la calidad básica que cada ingeniero sobresaliente debe tener. Además, con el rápido desarrollo de los circuitos digitales, la frecuencia con la que los ingenieros de PCB procesan las señales seguirá aumentando. En el campo del diseño de radiofrecuencia por encima de 10 ghz, estos pequeños ángulos rectos pueden convertirse en el foco de los problemas de alta velocidad. Las señales diferenciales de enrutamiento diferencial (señales diferenciales) se utilizan cada vez más ampliamente en el diseño de circuitos de alta velocidad. Las señales más críticas en los circuitos suelen diseñarse para tener una estructura diferencial. ¿¿ qué lo hace tan popular? ¿¿ cómo garantizar su buen rendimiento en el diseño de pcb? Con estas dos preguntas, pasamos a la siguiente parte de la discusión. ¿¿ qué es una señal diferencial? En palabras de laico, el extremo conductor envía dos señales iguales y inversas, y el extremo receptor juzga el Estado lógico "0" o "1" comparando la diferencia entre los dos voltaje. Un par de rastros que llevan señales diferenciales se llaman rastros diferenciales. En comparación con los rastros de señal de un solo extremo ordinarios, las señales diferenciales tienen las ventajas más obvias en los siguientes tres aspectos: A. fuerte capacidad antiinterferencia, porque el acoplamiento entre los dos rastros diferenciales es muy bueno. Cuando hay interferencia acústica del exterior, se acoplan casi simultáneamente a dos líneas, y el extremo receptor solo se preocupa por la diferencia entre las dos señales. Por lo tanto, el ruido de modo común externo se puede eliminar por completo. Puede inhibir eficazmente el emi. Por la misma razón, debido a las polaridades opuestas de las dos señales, los campos magnéticos que irradian pueden compensarse entre sí. Cuanto más estrecho sea el acoplamiento, menos energía electromagnética se liberará al mundo exterior. El posicionamiento cronológico es preciso. Debido a que el cambio de interruptor de la señal diferencial se encuentra en la intersección de dos señales, a diferencia de las señales ordinarias de un solo extremo, depende de un voltaje umbral alto y un voltaje umbral bajo para determinar, por lo que se ve menos afectado por el proceso y la temperatura, lo que puede reducir el error cronológico. Pero también es más adecuado para circuitos de señal de baja amplitud. La popular LVDS (señal diferencial de baja tensión) se refiere a esta tecnología de señal diferencial de pequeña amplitud.

Estas son algunas de las sugerencias de los ingenieros de diseño al trabajar con líneas de serpiente: 1. Trate de aumentar la distancia (s) de los segmentos paralelos, al menos superior a 3h, H se refiere a la distancia desde el rastro de la señal hasta el plano de referencia. En palabras de laico, es una gran curva. Mientras s sea lo suficientemente grande, el efecto de acoplamiento mutuo se puede evitar casi por completo. Reducir la longitud de acoplamiento lp, cuando el retraso de la doble LP se acerca o supera el tiempo de subida de la señal, la conversación cruzada generada alcanzará la saturación. El retraso en la transmisión de la señal causado por la línea de serpiente de la línea de banda o la línea de MICROSTRIP integrada es menor que el de la línea de microstrip. En teoría, las líneas de banda no afectarán la velocidad de transmisión debido a la conversación cruzada de modo diferencial. Para las líneas de señal de alta velocidad y las líneas de señal con estrictos requisitos de cronología, trate de no usar líneas en forma de serpiente, especialmente a pequeña escala. A menudo puedes usar trayectorias en forma de serpiente desde cualquier ángulo, como la estructura C en la figura 1 - 8 - 20, lo que puede reducir efectivamente el acoplamiento mutuo. En el diseño de PCB de alta velocidad, las líneas en forma de serpiente no tienen la llamada capacidad de filtrado o anti - interferencia y solo pueden reducir la calidad de la señal, por lo que solo se utilizan para emparejamiento de tiempo y no tienen otros usos.