Tecnología de PCB - Precauciones en el diseño de placas de circuito impreso de alta velocidad

Número de apilamientos de precauciones para el diseño de placas de circuito impreso de alta velocidad: una buena estructura laminada es la mejor precaución para la mayoría de los problemas de integridad de la señal y compatibilidad electromagnética, y también es la que más se malinterpreta. Aquí funcionan varios factores, y una buena manera de resolver un problema puede empeorar otros. Muchos proveedores de diseño de sistemas recomiendan tener al menos un plano continuo en la placa de circuito para controlar la resistencia característica y la calidad de la señal. Mientras el costo sea asequible, esta es una buena sugerencia. Los consultores de EMC suelen recomendar colocar rellenos de suelo o formaciones de tierra en la capa exterior para controlar la radiación electromagnética y la sensibilidad a las interferencias electromagnéticas. También es una buena propuesta bajo ciertas condiciones. Analizar problemas de señalización en estructuras apiladas con modelos de condensadores. sin embargo, este método puede tener problemas en algunos diseños comunes debido a corrientes transitorias. En primer lugar, veamos una situación simple de un par de planos de alimentación / planos de tierra: puede considerarse como un capacitor. Se puede considerar que la capa de potencia y la formación de tierra son las dos placas polares del capacitor. Para obtener un mayor valor capacitivo, es necesario mover las dos placas más cercanas (a distancia d) y aumentar la constante dieléctrica (lambda ¼ ràn). Cuanto mayor sea el capacitor, menor será la resistencia, y eso es exactamente lo que queremos, porque puede suprimir el ruido. Independientemente de la disposición de las otras capas, la capa principal de alimentación y la capa de puesta a tierra deben ser adyacentes y ubicadas en el Centro de la pila. Si la distancia entre la capa de alimentación y la formación de tierra es grande, causará un circuito de corriente más grande y traerá mucho ruido. Para las placas de 8 capas, colocar la capa de alimentación en un lado y la formación de puesta a tierra en el otro lado causará los siguientes problemas

1. máxima conversación cruzada. Debido al aumento de la capacidad mutua, la conversación cruzada entre las capas de señal es mayor que la conversación cruzada entre las propias capas. La mayor circulación. La corriente fluye alrededor de cada plano de alimentación y es paralela a la señal, y una gran cantidad de corriente entra en el plano de alimentación principal y regresa a través del plano de tierra. Debido al aumento de la corriente circulante, las características de compatibilidad electromagnética se deteriorarán. Perder el control de la resistencia. Cuanto más lejos esté la señal de la capa de control, menor será la precisión del control de resistencia debido a otros conductores circundantes. Debido a que es fácil causar un cortocircuito en la soldadura, esto puede aumentar el costo del producto. resistencia característica: tenemos que hacer una elección de compromiso entre el rendimiento y el costo. Por lo tanto, estoy aquí para discutir cómo colocar las placas de circuito digitales para obtener las mejores características si y emc. La distribución de cada capa del PCB suele ser simétrica. En mi opinión, no se deben poner más de dos capas de señal juntas; De lo contrario, el control del si se perderá en gran medida. Es mejor colocar las capas de señal interna simétricamente en parejas. A menos que ciertas señales necesiten conectarse a dispositivos smt, debemos minimizar el cableado de señales externas. El primer paso de un buen esquema de diseño es diseñar correctamente la estructura laminada de una placa de circuito con un gran número de capas. Podemos repetir este método de colocación muchas veces. También puede agregar capas adicionales de energía y capas de tierra; Solo asegúrese de que no haya un par de capas de señal entre las dos capas de potencia. El cableado de señal de alta velocidad debe colocarse en el mismo par de capas de señal; Este principio no puede ser violado a menos que se encuentre debido a la conexión de dispositivos smt. Todas las trayectorias de la señal deben tener una ruta de retorno común (es decir, el plano de tierra). Hay dos ideas y métodos para juzgar qué dos capas se pueden considerar una pareja: 1. Asegúrese de que la señal de retorno a la misma distancia es exactamente la misma. Esto significa que la señal debe colocarse simétricamente a ambos lados del plano de tierra Interior. La ventaja de esto es que es fácil controlar la resistencia y la corriente circular; La desventaja es que hay muchos agujeros en la formación de contacto y algunas capas inútiles. Dos capas de señal de cableado adyacente. La ventaja es que el paso de agujeros en la formación de contacto se puede controlar al mínimo (utilizando el paso de agujeros enterrados); La desventaja es que este método es menos efectivo para algunas señales clave. me gusta usar el segundo método. Preferentemente, las conexiones a tierra para la conducción de componentes y la recepción de señales pueden conectarse directamente a capas adyacentes a la capa de cableado de señales. Como principio simple de cableado, el ancho de cableado superficial en pulgadas debe ser inferior a un tercio del tiempo de subida de la conducción en nanosegundos (por ejemplo: el ancho de cableado ttl de alta velocidad es de 1 pulgada). Si se alimenta de varias fuentes de alimentación, se debe colocar una capa de formación de conexión entre las líneas de alimentación para separarlas. No forme condensadores para evitar el acoplamiento de CA entre fuentes de alimentación. Las medidas anteriores están diseñadas para reducir el ciclo y las conversaciones cruzadas y fortalecer la capacidad de control de resistencia. El plano de tierra también formará una "caja blindada" efectiva de emc. Bajo la premisa de considerar el impacto en la resistencia característica, la superficie no utilizada se puede convertir en una formación de contacto. Una buena estructura apilada de resistencia característica puede controlar eficazmente la resistencia, y sus rastros pueden formar una estructura de línea de transmisión fácil de entender y predecible. Las herramientas de solución in situ pueden manejar bien este tipo de problemas, siempre y cuando el número de variables se controle al mínimo, se pueden obtener resultados bastante precisos. Sin embargo, cuando tres o más señales se superponen, la situación no es necesariamente así, por razones delicadas. El valor de resistencia objetivo depende de la tecnología del proceso del equipo. La tecnología CMOS de alta velocidad suele alcanzar unos 70 angstroms; Los equipos ttl de alta velocidad suelen llegar a unas 80 a 100 islas. Debido a que los valores de resistencia suelen tener un gran impacto en la tolerancia al ruido y el cambio de señal, se debe tener mucho cuidado al seleccionar la resistencia; El manual del producto debe proporcionar orientación al respecto. Los resultados preliminares de las herramientas de resolución in situ pueden encontrar dos problemas. El primero es el problema de la visión limitada. La herramienta de solución de campo solo analiza el impacto de los rastros cercanos, sin tener en cuenta los rastros no paralelos que afectan la resistencia en otras capas. Las herramientas de resolución de campo no pueden conocer los detalles antes del cableado, es decir, al asignar el ancho del rastro, pero el método de alineación anterior puede minimizar este problema. vale la pena mencionar el impacto del plano de potencia local. Después del cableado, las placas de circuito externas a menudo están llenas de cables de cobre de tierra, lo que favorece la inhibición del EMI y la galvanoplastia equilibrada.