Tecnología de PCB - Resolver problemas relacionados con los PCB de alta velocidad

Al hacer el diseño de pcb, a menudo encontramos varios problemas, como la coincidencia de resistencia, las reglas emi, etc. este artículo ordena algunas preguntas y respuestas relacionadas con los PCB de alta velocidad.

¿1. ¿ cómo considerar la coincidencia de resistencia al diseñar el esquema de diseño de PCB de alta velocidad?

Al diseñar un circuito de PCB de alta velocidad, la coincidencia de resistencia es uno de los elementos de diseño. El valor de la resistencia tiene la misma relación que el método de cableado, como caminar sobre la superficie (microstrip) o la capa interior (banda / doble banda), la distancia de la capa de referencia (capa de alimentación o formación de conexión), el ancho del cableado, el material de pcb, etc. ambos influyen en el valor de la resistencia característica del rastro.

Es decir, el valor de la resistencia solo se puede determinar después del cableado. Por lo general, debido a las limitaciones del modelo de circuito o los algoritmos matemáticos utilizados, el software de simulación no puede considerar algunas condiciones de cableado con impedancias discontinuas. En este momento, solo se pueden conservar algunos terminales (terminales) en el esquema, como la resistencia en serie. Reducir el impacto de la inconsistencia de la resistencia del rastro. La verdadera solución a este problema es tratar de evitar la inconsistencia de la resistencia al cableado.

2. cuando hay varios bloques funcionales digitales / analógicos en el tablero de pcb, el método tradicional es separar el suelo digital / analógico. ¿¿ cuál es la razón?

La razón para separar el suelo digital / analógico es que cuando se cambia entre un alto y un bajo potencial, los circuitos digitales generarán ruido en la fuente de alimentación y en el suelo. El tamaño del ruido está relacionado con la velocidad de la señal y el tamaño de la corriente eléctrica.

Si el plano de tierra no está dividido y el ruido generado por el circuito de área digital es relativamente grande, y el circuito de área analógico está muy cerca, incluso si la señal digital a analógico no se cruza, la señal analógica todavía se verá perturbada por el ruido de tierra. Es decir, el método digital - analógico no segmentado solo se puede utilizar cuando el área del circuito analógico está lejos del área del circuito digital que produce un gran ruido.

¿3. ¿ qué aspectos de las reglas EMC y EMI deben considerar los diseñadores en el diseño de PCB de alta velocidad?

Por lo general, el diseño EMI / EMC debe considerar tanto la radiación como la conducción. El primero pertenece a la parte de alta frecuencia (> 30 mhz) y el segundo a la parte de baja frecuencia (> 30 mhz). Así que no puedes centrarte solo en la alta frecuencia e ignorar la parte de baja frecuencia.

Un buen diseño EMI / EMC debe considerar la ubicación del dispositivo, la disposición de apilamiento de pcb, métodos de conexión importantes, selección del dispositivo, etc. al comienzo del diseño. Si no hay un mejor arreglo de antemano, se resolverá después. Esto hará más con menos y aumentará los costos.

Por ejemplo, la posición del generador de reloj no debe estar lo más cerca posible del conector externo. Las señales de alta velocidad deben llegar a la capa interior tanto como sea posible. Preste atención a la coincidencia de resistencia característica y la continuidad de la capa de referencia para reducir la reflexión. La velocidad de conversión de la señal impulsada por el dispositivo debe ser lo más pequeña posible para reducir la altura. El componente de frecuencia, al seleccionar el capacitor de desacoplamiento / derivación, debe prestar atención a si su respuesta de frecuencia cumple con los requisitos para reducir el ruido del plano de potencia.

Además, preste atención a la ruta de retorno de la corriente de señal de alta frecuencia para que el área del bucle sea lo más pequeña posible (es decir, la resistencia del bucle sea lo más pequeña posible) para reducir la radiación. El suelo también se puede dividir para controlar el rango de ruido de alta frecuencia. Finalmente, elija adecuadamente el suelo del Gabinete entre el PCB y la carcasa.

¿4. al hacer placas de pcb, ¿ el cable de tierra debe formar un cierre y una forma para reducir la interferencia?

Al hacer placas de pcb, para reducir la interferencia, generalmente se reduce el área del circuito. Al colocar el suelo, no debe colocarse en forma cerrada, pero es mejor colocarlo en forma de rama y debe aumentar el área del suelo en la medida de lo posible.

¿5. ¿ cómo ajustar la topología de enrutamiento para mejorar la integridad de la señal?

Esta dirección de la señal de red es más compleja, porque para las señales unidireccionales, bidireccionales y diferentes tipos de señales, el impacto de la estructura topológica es diferente, y es difícil decir qué estructura topológica es beneficiosa para la calidad de la señal. Al realizar la simulación previa, qué tipo de topología se utiliza es muy exigente para los ingenieros y requiere conocer los principios del circuito, el tipo de señal e incluso la dificultad de cableado.

¿6. ¿ cómo lidiar con el diseño y cableado de PCB para garantizar la estabilidad de señales superiores a 100m?

La clave del cableado de señales digitales de alta velocidad es reducir el impacto de las líneas de transmisión en la calidad de la señal. Por lo tanto, el diseño de las señales de alta velocidad por encima de 100m requiere que el rastro de la señal sea lo más corto posible. En los circuitos digitales, las señales de alta velocidad se definen por el tiempo de retraso en el ascenso de la señal.

Además, diferentes tipos de señales (como ttl, gtl, lvttl) tienen diferentes métodos para garantizar la calidad de la señal.