Tecnología de PCB - ¿¿ qué hacer cuando la resistencia del diseño de PCB no es continua?

Cómo inhibir la conversación cruzada en el diseño de PCB y qué hacer cuando la resistencia del diseño de PCB no es continua

Cómo inhibir la conversación cruzada en el diseño de PCB

La señal modificada (como la señal escalonada) se transmite de a A B a lo largo de la línea de transmisión. la señal de acoplamiento se produce en el CD de la línea de transmisión. una vez que la señal cambia y termina, es decir, cuando la señal vuelve a una corriente continua estable, la señal de acoplamiento no existirá, por lo que la conversación cruzada solo ocurre durante la conversión de la señal, cuanto más rápido cambia el borde de la señal (tasa de conversión), mayor es la conversación cruzada generada.

El campo electromagnético acoplado en el espacio se puede extraer como una colección de innumerables condensadores de acoplamiento e inductores de acoplamiento. Las señales de crosstalk generadas por los condensadores de acoplamiento se pueden dividir en crosstalk positivo y crosstalk inverso SC en la red de víctimas. estas dos señales tienen la misma polaridad; Las señales de crosstalk generadas por los inductores también se dividen en crosstalk positivo y crosstalk inverso sl, y estas dos señales tienen polos opuestos.

Las conversaciones cruzadas positivas y inversas generadas por los inductores y condensadores de acoplamiento existen simultáneamente y son casi iguales en tamaño. De esta manera, las señales de conversación cruzada positiva en la red de víctimas se compensan mutuamente debido a la naturaleza polar opuesta, la naturaleza polar de conversación cruzada inversa es la misma y se mejora la superposición. Los modos de análisis de conversación cruzada suelen incluir el modo predeterminado, el modo de tres Estados y el análisis del modo del peor de los casos.

El modo predeterminado es similar a la forma en que realmente probamos la conversación cruzada, es decir, impulsando la unidad de red ilegal volteando la señal, la unidad de red víctima mantiene el estado inicial (alto o bajo nivel) y luego calcula el valor de la conversación cruzada. Este método es más eficaz en el análisis de conversación cruzada de señales unidireccionales. El modo de tres Estados significa que el conductor de la red ilegal es impulsado por la señal de volteo, y los terminales de tres Estados de la red víctima se establecen en un Estado de alta resistencia para detectar el tamaño de la conversación cruzada. Este método es más eficaz para redes topológicas bidireccionales o complejas. El análisis del peor de los casos se refiere a mantener el controlador de la red perjudicada en su Estado inicial, y el simulador calcula la suma de las conversaciones cruzadas de todas las redes infractoras por defecto con cada red perjudicada.

Este método generalmente solo analiza una sola red clave, porque hay demasiadas combinaciones que deben calcularse y la velocidad de simulación es relativamente lenta.

En el diseño de pcb, siempre hay varios lugares donde la resistencia no puede ser continua. ¿¿ qué debo hacer?

Todo el mundo sabe que la resistencia debe ser continua. Sin embargo, como dijo Luo yonghao, "siempre hay momentos en la vida cuando se pisa un taburete", y siempre hay momentos en el diseño de PCB en los que la resistencia no puede ser continua. ¿¿ cómo hacerlo?

Resistencia característica: también conocida como "resistencia característica", no es una resistencia de corriente continua y pertenece al concepto de transmisión a largo plazo. En el rango de alta frecuencia, durante la transmisión de la señal llega el borde de la señal y, debido al establecimiento del campo eléctrico, se genera una corriente instantánea entre la línea de señal y el plano de referencia (fuente de alimentación o plano de tierra).

Si la línea de transmisión es isotrópica, siempre que la señal se transmita, siempre habrá una corriente i, y si el voltaje de salida de la señal es v, la línea de transmisión será equivalente a una resistencia durante la transmisión de la señal, cuyo tamaño es V / i, que se llama la resistencia especial Z de la línea de transmisión.

Durante la transmisión de la señal, si la resistencia característica en la ruta de transmisión cambia, la señal se reflejará en un nodo con una resistencia discontinua.

Los factores que afectan la resistencia característica de los PCB son: constante dieléctrica, espesor dieléctrico, ancho de línea y espesor de la lámina de cobre.

[1] línea de gradiente

Algunos dispositivos de radiofrecuencia tienen encapsulamientos pequeños, el ancho de la almohadilla SMD puede ser tan pequeño como 12 milímetros, y el ancho de la línea de señal de radiofrecuencia puede alcanzar los 50 milímetros o más. Se deben usar líneas degradadas y se prohíben las mutaciones de ancho de línea.

[2] esquina

Si la línea de señal de radiofrecuencia funciona en ángulo recto, el ancho efectivo de la línea en la esquina aumentará y la resistencia no será continua, lo que dará lugar a la reflexión de la señal. Para reducir la discontinuidad, hay dos maneras de manejar las esquinas: el acaparamiento y el círculo invertido. En general, el radio del ángulo del arco debe ser lo suficientemente grande como para garantizar: r > 3w.

Gran acolchado

Cuando hay grandes almohadillas en la línea de MICROSTRIP de 50 ohm, las grandes almohadillas son equivalentes a condensadores distribuidos, lo que destruye la continuidad de la resistencia característica de la línea de microstrip. Al mismo tiempo, se pueden adoptar dos métodos para mejorar: uno es engrosar el dieléctrico de la línea de MICROSTRIP y el otro es vaciar el plano de tierra debajo de la almohadilla, lo que puede reducir la capacidad de distribución de la almohadilla.

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El agujero a través es un cilindro metálico chapado en el exterior del agujero a través entre la parte superior e inferior de la placa de circuito. La señal pasa por el agujero para conectar las líneas de transmisión en diferentes capas. El talón de paso es la parte no utilizada del paso. La almohadilla de paso es una Junta circular que conecta el paso al agujero a la parte superior o a la línea de transmisión interna. El disco de aislamiento es una brecha circular en cada fuente de alimentación o plano de tierra para evitar cortocircuitos en la fuente de alimentación y el plano de tierra.

Parámetros parasitarios a través del agujero

Después de una estricta deducción teórica física y un análisis aproximado, el modelo de circuito equivalente a través del agujero puede ser un capacitor de tierra conectado en serie en ambos extremos de la bobina de inducción, como se muestra en la figura 1.

Modelo de circuito equivalente a través del agujero

A partir del modelo de circuito equivalente, se puede ver que el propio agujero tiene condensadores parasitarios en el suelo. Suponiendo que el diámetro de la soldadura inversa a través del agujero sea d2, el espesor de la soldadura a través del agujero sea d1, el espesor de la placa de PCB sea T y la constante dieléctrica del sustrato de la placa sea ¿ entonces la capacidad parasitaria a través del agujero es aproximadamente:

Los condensadores parasitarios a través del agujero pueden causar que el tiempo de subida de la señal se prolongue y la velocidad de transmisión se ralentice, lo que deteriorará la calidad de la señal. Del mismo modo, el agujero también tiene una inducción parasitaria. En las placas de circuito impreso digital de alta velocidad, los inductores parasitarios a menudo causan más daño que los condensadores parasitarios.

Su inductor de serie parasitario debilitará la contribución del condensadores de derivación, debilitando así el efecto de filtrado de todo el sistema eléctrico. Supongamos que l es la inducción del agujero, H es la longitud del agujero y D es el diámetro del agujero central. La inducción parasitaria aproximada a través del agujero es similar a:

El agujero es uno de los factores importantes que conducen a la inconsistencia de la resistencia del canal de radiofrecuencia. Si la frecuencia de la señal es superior a 1 ghz, se debe considerar el efecto del agujero.

Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de la resistencia a través del agujero incluyen: el proceso sin disco, la selección del método de salida y la optimización del diámetro de la almohadilla. Optimizar el diámetro de la almohadilla inversa es uno de los métodos más utilizados para reducir la discontinuidad de resistencia. Debido a que las características del agujero están relacionadas con dimensiones estructurales como el tamaño del agujero, la almohadilla, la almohadilla inversa, la estructura laminada y el método de cableado, se recomienda utilizar hfss y optimizaciones para optimizar la simulación en cada diseño de acuerdo con las circunstancias específicas.

Cuando se utiliza un modelo paramétrico, el proceso de modelado es simple. Durante el proceso de revisión, se requiere que los diseñadores de PCB proporcionen los archivos de simulación correspondientes.

El diámetro del agujero, el diámetro de la almohadilla, la profundidad y la almohadilla inversa causan cambios, lo que resulta en una interrupción de la resistencia, una grave pérdida de reflexión e inserción.

Conector concéntrico a través del agujero de São 5ão

Al igual que la estructura a través del agujero, los conectores concéntricos a través del agujero también tienen continuidad de resistencia, por lo que la solución es la misma que a través del agujero. Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de la resistencia de los conectores concéntricos a través de agujeros son: el proceso sin disco, el método de salida adecuado y la optimización del diámetro de la almohadilla de soldadura.