Tecnología de PCB - ¿¿ cuáles son las habilidades de cableado en el diseño de PCB de alta velocidad?

Los PCB de alta frecuencia a menudo tienen una alta integración y una alta densidad de línea de tela. El uso de paneles multicapa no solo es necesario para el cableado, sino que también es un medio eficaz para reducir la interferencia. En la etapa de diseño de pcb, la selección racional del tamaño de la placa de impresión con un cierto número de capas puede aprovechar al máximo la capa intermedia para establecer el blindaje, lograr mejor la puesta a tierra más cercana, reducir efectivamente la inducción parasitaria y acortar la longitud de transmisión de la señal. Todos estos métodos favorecen la fiabilidad de los circuitos de alta frecuencia, como reducir la magnitud de la interferencia cruzada de la señal. En el caso del mismo material, el ruido de las placas de cuatro capas es 20 DB más bajo que el ruido de las placas de doble Cara. Sin embargo, también hay un problema. Cuanto mayor sea el número de medias capas de pcb, más complejo será el proceso de fabricación y mayor será el costo unitario. Esto requiere que los PCB en el diseño, además de elegir el número adecuado de capas de pcb, también necesiten una planificación razonable del diseño de los componentes y adoptar las reglas de cableado correctas para completar el diseño.

1. cuanto menos capas de alambre se alternan entre los pines de los dispositivos de circuito de alta frecuencia, mejor.

La llamada "cuanto menos alternancia entre capas de los cables, mejor" se refiere a los agujeros utilizados durante la conexión de los componentes.

2. cuanto más corto sea el cable entre los pines del dispositivo del Circuito de alta frecuencia, mejor.

La intensidad de radiación de la señal es proporcional a la longitud del rastro de la línea de señal. Cuanto más largo sea el cable de señal de alta frecuencia, más fácil será acoplarse a los componentes que se le acerquen. por lo tanto, para señales como relojes, osciladores de cristal, datos ddr, cables lvds, cables usb, cables HDMI y otros cables de señal de alta frecuencia, se requiere lo más corto posible.

3. cuanto menos se doblan los cables entre los pines de los dispositivos electrónicos de alta velocidad, mejor.

Es mejor utilizar una línea recta completa para el cableado del Circuito de alta frecuencia, que necesita girar. Puede girar a través de una línea punteada de 45 grados o un arco circular. este requisito solo se utiliza para mejorar la resistencia fija de la lámina de cobre en circuitos de baja frecuencia, mientras que en circuitos de alta frecuencia se cumple este requisito. Un requisito puede reducir la emisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia.

4. preste atención a la "conversación cruzada" introducida por líneas de señal paralelas cercanas

El cableado de PCB de alta frecuencia debe prestar atención a la "conversación cruzada" introducida por el cable de señal en el cableado paralelo cercano. La conversación cruzada se refiere al fenómeno de acoplamiento entre líneas de señal no conectadas directamente. Debido a que las señales de alta frecuencia se transmiten a lo largo de la línea de transmisión en forma de ondas electromagnéticas, la línea de señal actuará como antena y la energía del campo electromagnético se emitirá alrededor de la línea de transmisión. Debido al acoplamiento de campos magnéticos y eléctricos entre las señales, se producen señales de ruido insatisfactorias. Se llama conversación cruzada. Los parámetros de la capa de pcb, la distancia entre las líneas de señal, las características eléctricas del extremo de conducción y recepción y el método de conexión final de las líneas de señal tienen un cierto impacto en la conversación cruzada. Por lo tanto, para reducir la conversación cruzada de señales de alta frecuencia, es necesario hacer lo siguiente en la medida de lo posible al cableado:

(1) cuando el espacio de cableado lo permita, la inserción de un cable de tierra o un plano de tierra entre dos cables con comentarios más graves puede desempeñar un papel de aislamiento y reducir los comentarios;

(2) cuando existe un campo electromagnético variable en el tiempo en el espacio alrededor de la línea de señal, si no se puede evitar la distribución paralela, se puede colocar una gran área de "tierra" frente a la línea de señal paralela para reducir considerablemente la interferencia;

(3) aumentar la distancia entre las líneas de señal adyacentes si el espacio de cableado lo permite, reducir la longitud paralela de las líneas de señal y tratar de hacer que las líneas de reloj sean perpendiculares a las líneas de señal clave en lugar de paralelas;

(4) si el cableado paralelo en la misma capa es casi inevitable, en las dos capas adyacentes, las direcciones del cableado deben ser perpendiculares entre sí;

(5) en los circuitos digitales, la señal de reloj habitual es una señal con cambios rápidos de borde, que tiene una alta conversación cruzada externa. Por lo tanto, en el diseño, la línea del reloj debe estar rodeada de tierra y se deben utilizar más agujeros de tierra para reducir la capacidad de distribución, reduciendo así la conversación cruzada;

(6) para los relojes de señal de alta frecuencia, trate de utilizar la señal de reloj diferencial de baja tensión y el modo de tierra envuelto, y preste atención a la integridad del agujero de tierra;

(7) no cuelgue el terminal de entrada no utilizado, sino póngalo a tierra o conecte a la fuente de alimentación (la fuente de alimentación también está conectada a tierra en el circuito de señal de alta frecuencia), ya que el cable colgado puede ser equivalente a una antena de transmisión y la puesta a tierra inhibe la emisión. La práctica ha demostrado que el uso de este método para eliminar las conversaciones cruzadas a veces puede ser inmediato.

5. aislar el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica

Cuando el cable de tierra analógico, el cable de tierra digital, etc. están conectados al cable de tierra público, se utilizan cuentas magnéticas de estrangulamiento de alta frecuencia para conectarse o aislarse directamente, y se seleccionan los lugares adecuados para la interconexión de un solo punto. El potencial de tierra del cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia suele ser inconsistente. Por lo general, existe una cierta diferencia de voltaje directamente entre los dos. Además, el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia suele contener componentes armónicos muy ricos de la señal de alta frecuencia. Cuando el suelo de la señal digital y el suelo de la señal analógica están conectados directamente, los armónicos de la señal de alta frecuencia interfieren con la señal analógica a través del acoplamiento del suelo. Por lo tanto, en circunstancias normales, el suelo de la señal digital de alta frecuencia y el suelo de la señal analógica deben aislarse, y se puede utilizar el método de interconexión de un solo punto en el lugar adecuado, o el método de interconexión de cuentas magnéticas de estrangulamiento de alta frecuencia.

6. añadir condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia al pin de alimentación del bloque de circuitos integrados

Se ha añadido un capacitor de desacoplamiento de alta frecuencia al pin de alimentación de cada bloque de circuito integrado cercano. El aumento de los condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia de los pines de alimentación puede inhibir eficazmente la interferencia de los armónicos de alta frecuencia en los pines de alimentación.

7. evitar el cableado para formar un circuito

Todos los tipos de trazas de señal de alta frecuencia no deben formar bucles tanto como sea posible. Si es inevitable, el área de la carretera de circunvalación debe ser lo más pequeña posible.

8. se debe garantizar una buena coincidencia de resistencia a la señal

Durante la transmisión de la señal, cuando la resistencia no coincide, la señal se refleja en el canal de transmisión, y la reflexión hace que la señal sintética forme un exceso, lo que hace que la señal fluctúe cerca del umbral lógico.

La forma básica de eliminar la reflexión es emparejar bien la resistencia de la señal transmitida. Debido a que cuanto mayor sea la diferencia entre la resistencia a la carga y la resistencia característica de la línea de transmisión, mayor será el reflejo, por lo que la resistencia característica de la línea de transmisión de señal debe ser lo más igual que la resistencia a la carga. Al mismo tiempo, preste atención a que la línea de transmisión en la placa de circuito PCB no puede tener cambios repentinos o esquinas, y trate de mantener la resistencia continua de cada punto de la línea de transmisión, de lo contrario habrá reflejos entre las partes de la línea de transmisión.