Tecnología de PCB - Diseño y blindaje de señales de PCB de alta velocidad

Durante el proceso de diseño y fabricación de placas de circuito impreso de PCB de alta velocidad, los ingenieros deben comenzar con el cableado y la configuración de componentes para garantizar que tales placas de PCB tengan una buena integridad de transmisión de señal. En el artículo de hoy, presentaremos a los ingenieros novatos algunas técnicas de cableado que se utilizan a menudo en el diseño de integridad de la señal de pcb, con la esperanza de ayudar a los novatos a aprender y trabajar diariamente.

Cableado de placas de circuito impreso de PCB

En el proceso de diseño de la placa de circuito impreso de PCB de alta velocidad, el costo del circuito impreso del sustrato es directamente proporcional al número de capas y la superficie del sustrato. Por lo tanto, sin afectar la función y estabilidad del sistema, los ingenieros deben utilizar el menor número de capas para satisfacer las necesidades reales de diseño, lo que inevitablemente aumentará la densidad de cableado. En el diseño de cableado de pcb, cuanto mayor sea el ancho de cableado fine, menor será el intervalo, mayor será la conversación cruzada entre las señales y menor será la Potencia de transmisión. Por lo tanto, la elección del tamaño del rastro debe tener en cuenta varios factores.

En el proceso de diseño de diseño de pcb, los principios que los ingenieros deben seguir son los siguientes:

En primer lugar, el diseñador debe minimizar la flexión de los cables entre los pines de los dispositivos de circuito de alta velocidad durante el cableado y utilizar líneas plegables de 45 grados para reducir la reflexión externa y el acoplamiento mutuo de las señales de alta frecuencia.

En segundo lugar, al realizar la operación de cableado de la placa de circuito impreso, el diseñador debe acortar en la medida de lo posible la alternancia entre los cables entre los pines del dispositivo de circuito de alta frecuencia y entre las capas de los cables entre los cables. Los rastros de señal digital de alta frecuencia deben mantenerse lo más alejados posible de los circuitos analógicos y de control.

Además de las precauciones mencionadas para el cableado de pcb, los ingenieros también deben ser cautelosos al procesar señales diferenciales. Debido a que la señal diferencial tiene la misma amplitud y dirección, los campos magnéticos generados por las dos líneas de señal se compensan entre sí, lo que puede reducir efectivamente el emi. La distancia entre las líneas diferenciales a menudo conduce a cambios en la resistencia diferencial, y la inconsistencia de la resistencia diferencial afectará seriamente la integridad de la señal. Por lo tanto, en la línea de distribución diferencial real, la diferencia de longitud entre las dos líneas de señal de la señal diferencial debe controlarse al subir el borde de la señal. Menos del 20% de la longitud eléctrica. Cuando las condiciones lo permitan, la línea de distribución diferencial debe cumplir con el principio de espalda a espalda y estar en la misma capa de cableado. Al establecer el espaciamiento de las líneas de distribución diferencial, el ingeniero debe asegurarse de que sea al menos igual o superior al doble del ancho de la línea. La distancia entre el rastro diferencial y otras líneas de señal debe ser tres veces mayor que el ancho de la línea.

Métodos de blindaje en el diseño de PCB de alta velocidad

La velocidad de transmisión del diseño de PCB de alta velocidad y el sistema de cableado se está acelerando constantemente, pero también ha traído ciertas vulnerabilidades antiinterferencias. Esto se debe a que cuanto mayor sea la frecuencia de transmisión de la información, mayor será la sensibilidad de la señal y su energía será cada vez más débil. En este momento, el sistema de cableado es más vulnerable a la interferencia.

Diseño de diseño de PCB de alta velocidad

La interferencia está en todas partes. Los cables y equipos interfieren con otros componentes u otras fuentes de interferencia graves, como: pantallas de computadora, teléfonos móviles, motores eléctricos, equipos de retransmisión de radio, transmisión de datos y cables eléctricos, etc. además, posibles escuchas telefónicas, delitos cibernéticos, Cada vez hay más piratas informáticos porque su interceptación de la transmisión de información por cable UTP puede causar enormes daños y pérdidas.

Especialmente cuando se utilizan redes de datos de alta velocidad, el tiempo necesario para interceptar una gran cantidad de información es significativamente menor que la velocidad necesaria para interceptar la transmisión de datos de baja velocidad. El par trenzado en el par trenzado de datos puede confiar en su propio trenzado para resistir la interferencia externa y la conversación cruzada entre el par trenzado a baja frecuencia, pero a alta frecuencia (especialmente cuando la frecuencia supera los 250 mhz), el propósito de resistir la interferencia ya no se puede lograr solo confiando en el trenzado de par trenzado, y solo El blindaje puede resistir la interferencia externa.

La capa de blindaje del cable funciona como un blindaje faraday, y la señal de interferencia entrará en la capa de blindaje, pero no en el conductor. Por lo tanto, la transmisión de datos puede funcionar sin fallos. Debido a que el cable blindado tiene una emisión de radiación más baja que el cable no blindado, se evita que la transmisión de la red sea interceptada. Las redes blindadas (cables y componentes blindados) pueden reducir significativamente los niveles de radiación de energía electromagnética que pueden ser interceptados al entrar en el entorno circundante.

Hay dos tipos principales de campos de interferencia seleccionados para el blindaje de diferentes campos de interferencia: interferencia electromagnética e interferencia de radiofrecuencia. La interferencia electromagnética (emi) es principalmente interferencia de baja frecuencia. Los motores, las lámparas fluorescentes y los cables de alimentación son fuentes comunes de interferencia electromagnética. La interferencia de radiofrecuencia (rfi) se refiere a la interferencia de radiofrecuencia, principalmente la interferencia de alta frecuencia. La radio, la televisión, el radar y otras comunicaciones inalámbricas son fuentes comunes de interferencia de radiofrecuencia.

Para la resistencia a la interferencia electromagnética, la elección del blindaje de tejido es la más efectiva, ya que tiene una resistencia crítica más baja; Para la interferencia de radiofrecuencia, el blindaje de lámina es el más eficaz, ya que el blindaje tejido depende de los cambios en la longitud de onda, y la brecha que genera hace que las señales de alta frecuencia entren y salgan libremente del conductor; Para los campos de interferencia mixtos de alta y baja frecuencia, se utilizará un método de blindaje combinado de lámina y red tejida con función de cobertura de banda ancha. Por lo general, cuanto mayor sea la cobertura de blindaje de la pantalla, mejor será el efecto de blindaje.