Progettazione PCB - Metodi tecnici per ridurre il crosstalk durante il cablaggio PCB ad alta velocità

Metodi tecnici per ridurre il crosstalk durante il cablaggio PCB ad alta velocità

A causa della mancanza di analisi ad alta velocità e guida di simulazione nella progettazione tradizionale del PCB, la qualità del segnale non può essere garantita e la maggior parte dei problemi non può essere scoperta fino al test di fabbricazione della piastra. Ciò riduce notevolmente l'efficienza del progetto e aumenta il costo, che è ovviamente svantaggioso nella feroce concorrenza del mercato. Pertanto, per la progettazione PCB ad alta velocità, le persone del settore hanno proposto una nuova idea di progettazione, che è diventata un metodo di progettazione "dall'alto verso il basso". Dopo varie analisi e ottimizzazione delle politiche, la maggior parte dei possibili problemi sono stati evitati e sono stati fatti molti risparmi. È tempo di garantire che il budget del progetto sia rispettato, vengano prodotte schede stampate di alta qualità e si evitino noiosi e costosi errori di test.

La corrispondenza dell'impedenza si riferisce a uno stato di lavoro in cui l'impedenza di carico e l'impedenza interna della sorgente di eccitazione sono adattate l'una all'altra per ottenere la massima potenza di uscita. Per evitare la riflessione del segnale durante il cablaggio PCB ad alta velocità, l'impedenza del circuito deve essere di 50 Ω. Si tratta di una cifra approssimativa. Generalmente, si prevede che la banda base del cavo coassiale sia 50 Ω, la banda di frequenza è 75 Ω, e il filo attorcigliato è 100 Ω. È solo un numero intero, per la comodità della corrispondenza. Secondo l'analisi specifica del circuito, viene utilizzata la terminazione CA parallela e la rete del resistore e del condensatore sono utilizzate come impedenza di terminazione. La resistenza di terminazione R deve essere inferiore o uguale all'impedenza della linea di trasmissione Z0 e la capacità C deve essere superiore a 100 pF. Si raccomanda di utilizzare condensatori ceramici multistrato 0.1UF. Il condensatore ha la funzione di bloccare la bassa frequenza e passare l'alta frequenza, quindi la resistenza R non è il carico DC della sorgente di azionamento, quindi questo metodo di terminazione non ha alcun consumo di corrente continua.

"Crosstalk" significa che quando un segnale si propaga su una linea di trasmissione, l'accoppiamento elettromagnetico provoca interferenze indesiderate del rumore di tensione sulle linee di trasmissione adiacenti. L'accoppiamento è diviso in accoppiamento capacitivo e accoppiamento induttivo. Un eccessivo crosstalk può causare un falso innesco del circuito e causare il malfunzionamento del sistema. Secondo alcune caratteristiche del crosstalk, diversi metodi principali per ridurre il crosstalk possono essere riassunti:

(1) Aumentare la spaziatura della linea, ridurre la lunghezza parallela e utilizzare il cablaggio jog se necessario.

(2) Quando le linee di segnale ad alta velocità soddisfano le condizioni, l'aggiunta di corrispondenza di terminazione può ridurre o eliminare i riflessi, riducendo così il crosstalk.

(3) Per le linee di trasmissione microtrip e le linee di trasmissione a strisce, limitare l'altezza della traccia all'interno della gamma del piano di terra può ridurre significativamente la conversazione incrociata.

(4) Quando lo spazio di cablaggio lo consente, inserire un filo di terra tra i due fili con crosstalk più serio, che può svolgere un ruolo nell'isolamento e ridurre crosstalk.

L'utilizzo di linee differenziali per trasmettere segnali digitali è una misura efficace per controllare i fattori che danneggiano l'integrità del segnale nei circuiti digitali ad alta velocità. La linea differenziale sulla scheda di copia PCB è equivalente a una coppia differenziale di linea di trasmissione integrata a microonde che funziona in modalità quasi-TEM. Tra loro, la linea differenziale sulla parte superiore o inferiore del PCB è equivalente alla linea microtrip accoppiata, che si trova sullo strato interno del PCB multistrato. La linea differenziale è equivalente a una linea di striscia accoppiata lateralmente. Il segnale digitale viene trasmesso sulla linea differenziale in modalità di trasmissione dispari, cioè la differenza di fase tra i segnali positivi e negativi è di 180°, e il rumore è accoppiato in una coppia di linee differenziali in modo comune. La tensione o la corrente del circuito viene sottratta, in modo che il segnale possa essere ottenuto per eliminare il rumore di modalità comune. L'ampiezza di bassa tensione o l'uscita di azionamento corrente della coppia di linee differenziali soddisfa i requisiti di integrazione ad alta velocità e basso consumo energetico.