Conception électronique - Conception anti - interférence de carte PCB haute vitesse basée sur DSP

Analyse de génération d'interférences du système DSP anti - 1 pour que le système DSP soit stable et fiable, les interférences doivent être éliminées de tous les côtés, même si elles ne peuvent pas être complètement éliminées, elles doivent être minimisées autant que possible. Pour les systèmes DSP, les interférences principales proviennent des aspects suivants: 1. Interférence des canaux d'entrée et de sortie. Par interférence entrant dans un système par des canaux avant et arrière, on entend par example une liaison d'acquisition de données d'un système DSP. Les interférences sont superposées au signal par l'intermédiaire de capteurs, augmentant les erreurs d'acquisition de données. Dans les liens de sortie, les interférences peuvent augmenter les erreurs dans les données de sortie et même créer des erreurs complètes, ce qui entraîne un plantage du système. Les dispositifs de couplage optique peuvent être raisonnablement utilisés pour réduire les interférences des canaux d'entrée et de sortie, et les interférences peuvent être isolées en utilisant des capteurs et des interférences du système maître DSP. 2. Interférence du système d'alimentation. Principale source d'interférence pour l'ensemble du système DSP. L'alimentation ajoute son bruit à l'alimentation tout en alimentant le système. Lors de la conception du circuit de la puce d'alimentation, les lignes d'alimentation doivent être découplées. 3. Interférences de couplage radiatif spatial. Le couplage par rayonnement est communément appelé diaphonie. La diaphonie se produit dans le champ électromagnétique créé lorsque le courant circule à travers un fil et le champ électromagnétique induit un courant transitoire dans le fil adjacent, ce qui entraîne une distorsion du signal à proximité ou même des erreurs. L'intensité de la diaphonie dépend des dimensions géométriques et de la distance de séparation du dispositif et du fil. Dans le câblage DSP, plus les lignes de signal sont espacées et plus elles sont proches de la ligne de terre, plus la diaphonie peut être réduite efficacement. 2 concevoir des PCB pour les causes d'interférence. Voici comment réduire les diverses interférences dans le processus de production de PCB pour les systèmes DSP.

Afin d'améliorer la qualité du signal, de réduire la difficulté de câblage, d'augmenter la CEM du système, dans le circuit numérique haute vitesse DSP, la conception de stratification de la carte multicouche du PCB, généralement la conception de stratification de la carte multicouche. La conception empilée peut fournir le chemin de retour le plus court, réduire la surface de couplage et supprimer les interférences de mode différentiel. Dans la conception de l'empilement, la distribution de la couche de puissance dédiée et de la couche de terre et le couplage étroit de la couche de terre et de la couche de puissance favorisent la suppression des interférences de mode commun (utilisation de plans adjacents pour réduire l'impédance alternative du plan de puissance). Le panneau à 4 couches représenté sur la figure 1 illustre la conception du laminage à titre d'exemple. L'adoption de cette structure de conception de PCB à 4 couches présente de nombreux avantages. Il y a une couche d'alimentation sous le niveau supérieur où les broches d'alimentation des composants peuvent être connectées directement à l'alimentation sans passer par le plan de masse. Les signaux clés sont sélectionnés au niveau inférieur (sous - jacent), de sorte que l'espace de câblage des signaux importants est plus grand et que les appareils sont placés sur la même couche autant que possible. Si ce n'est pas nécessaire, ne faites pas de plaques de pièces à deux couches, ce qui augmente le temps d'assemblage et la complexité de l'assemblage. Par example la couche supérieure, la hauteur n'est limitée que lorsque les composants de la couche supérieure sont trop denses, et des dispositifs à faible émission de chaleur tels que des condensateurs de découplage (patchs) sont placés sur la couche inférieure. Pour les systèmes DSP, il peut y avoir beaucoup de câblage, et il est conçu en couches et peut être câblé à l'intérieur. Si les Vias traditionnels gaspillent beaucoup d'espace de câblage précieux, des Vias aveugles / enterrés peuvent être utilisés pour augmenter la zone de câblage. Conception anti - câblage PCB pour que le système DSP obtienne des performances optimales, la disposition des éléments est importante. Placez d'abord les dispositifs DSP, flash, SRAM et CPLD, réfléchissez bien à l'espace de câblage, puis Placez les autres circuits intégrés selon le principe de l'indépendance fonctionnelle, et enfin considérez le placement des ports d'E / S. En combinaison avec la disposition ci - dessus, considérez la taille du PCB: si la taille est trop grande, la ligne imprimée sera trop longue, l'impédance augmentera, la résistance au bruit diminuera, le coût de la carte augmentera; Si le PCB est trop petit, la dissipation de chaleur n'est pas bonne, l'espace est limité et les lignes adjacentes sont facilement perturbées. Par conséquent, l'équipement doit être choisi en fonction des besoins réels, en combinaison avec l'espace de câblage et en calculant grossièrement les dimensions du PCB. Lors de la disposition d'un système DSP, une attention particulière doit être accordée au placement des équipements suivants. (1) disposition du signal haute vitesse dans l'ensemble du système DSP, la principale ligne de signal numérique haute vitesse est située entre le DSP et flash et SRAM, de sorte que la distance entre les appareils doit être aussi proche que possible, leur connexion doit être aussi courte que possible et doit être connectée directement. Par conséquent, pour réduire l'impact de la ligne de transmission sur la qualité du signal, les traces de signal à grande vitesse doivent être aussi courtes que possible. Considérez également que de nombreuses puces DSP avec des vitesses allant jusqu'à quelques centaines de MHz nécessitent un enroulement serpentin (Accord différé). Cela sera souligné dans le câblage ci - dessous. (2) la disposition de l'équipement analogique numérique n'est généralement pas un circuit fonctionnel unique dans un système DSP. Un grand nombre de dispositifs numériques et de dispositifs hybrides numériques - analogiques de CMOS sont utilisés, de sorte que la disposition numérique / analogique doit être séparée. Le dispositif de signalisation analogique est aussi centralisé que possible afin que le sol analogique puisse tracer des zones indépendantes appartenant au signal analogique au milieu de tout le sol numérique, évitant ainsi toute interférence du signal analogique par le signal numérique. Pour certains dispositifs hybrides numériques - analogiques, tels que les convertisseurs D / a, ils sont traditionnellement considérés comme des dispositifs analogiques, placés sur le sol analogique et prévoyant une boucle numérique pour permettre la rétroaction du bruit numérique sur la source du signal, réduisant ainsi l'impact du bruit numérique sur le sol analogique. (3) la disposition de l'horloge est aussi éloignée que possible de l'horloge, de la sélection des puces et du signal de bus, et les lignes d'E / s et les connecteurs doivent être aussi éloignés que possible. L'entrée d'horloge du système DSP est très sensible aux interférences et son traitement est critique. Assurez - vous toujours que le générateur d'horloge est aussi proche que possible de la puce DSP et que le fil d'horloge est aussi court que possible. Le boîtier de l'oscillateur à cristal d'horloge est de préférence relié à la masse. (4) disposition de découplage afin de réduire le dépassement instantané de la tension sur l'alimentation de la puce de circuit intégré, sur la puce de circuit intégré a été ajouté un condensateur de découplage, peut effectivement supprimer l'effet de bavure sur l'alimentation, réduire la réflexion de la boucle d'alimentation sur le PCB. L'ajout d'un condensateur de découplage peut contourner le bruit haute fréquence du dispositif à circuit intégré ou servir de condensateur de stockage d'énergie fournissant et absorbant l'énergie instantanée de charge et de décharge d'un interrupteur de porte à circuit intégré. Pour la vérification PCB dans un système DSP, placez des condensateurs de découplage tels que DSP, SRAM, flash, etc. pour chaque circuit intégré et ajoutez - les entre chaque source d'alimentation et la masse de la puce, en veillant particulièrement à ce que les condensateurs de découplage soient aussi proches que possible des bornes d'alimentation (alimentation) et des broches (broches) des composants IC. Assurez la pureté du courant provenant des bornes d'alimentation (bornes sotlrce) et de l'IC et réduisez autant que possible le trajet du bruit. Comme le montre la figure 2, lors de la manipulation d'un condensateur, on utilise de grands trous ou plusieurs trous, et le câblage entre les trous et le condensateur doit être aussi court et épais que possible. Ce n'est pas bon lorsque la distance entre les deux sur - trous est trop longue car le chemin est trop grand; Le mieux est de découpler les deux perçages du condensateur