Notizie PCB - Buon senso del cablaggio PCB ad alta frequenza (4)

Buon senso del cablaggio PCB ad alta frequenza (4)

1. Da quali aspetti dovrebbe partire il circuito DEBUG?

Per quanto riguarda i circuiti digitali, il primo passo consiste nel determinare tre compiti in sequenza: 1. Riconoscere che tutti i valori di potenza hanno raggiunto i requisiti di pianificazione. Alcuni sistemi con più alimentatori possono richiedere determinati standard per l'ordine e la velocità degli alimentatori. 2. Riconoscere che tutte le frequenze del segnale di clock funzionano normalmente e non ci sono problemi non monotonici ai bordi del segnale. 3. Riconoscere se il segnale di reset soddisfa i requisiti standard. Se questi sono normali, il chip dovrebbe annunciare il segnale del primo ciclo (ciclo). Successivamente, eseguire il debug secondo il principio operativo del sistema e il protocollo bus.

2. Quando la dimensione del circuito stampato è fissa, se la pianificazione deve ospitare più funzioni, è spesso necessario aumentare la densità della traccia PCB, ma questo può causare l'interferenza delle tracce per aumentare e le tracce aumenteranno anche l'impedenza. Non può cadere, per favore gli esperti introducono le competenze nella pianificazione PCB ad alta densità ad alta velocità (>100MHz)?

Quando si progettano PCB ad alta velocità e ad alta densità, il crosstalk (interferenza crosstalk) ha davvero bisogno di un'attenzione particolare, perché ha un grande impatto sulla tempistica e sull'integrità del segnale. Ecco alcuni luoghi a cui prestare attenzione:

Controllare il collegamento e la corrispondenza dell'impedenza caratteristica della traccia.

La dimensione dell'intervallo di traccia. È generalmente visto che l'intervallo è il doppio della larghezza della linea. È possibile conoscere l'influenza della spaziatura di traccia sulla temporizzazione e sull'integrità del segnale attraverso la simulazione e trovare la spaziatura minima tollerabile. Il risultato di diversi segnali chip può essere diverso.

Scegliere il metodo di terminazione appropriato.

Evitare che le direzioni di cablaggio di due strati adiacenti siano uguali, anche se ci sono cavi impilati su e giù, perché questo tipo di crosstalk è più grande di quello dei cavi adiacenti sullo stesso strato.

Utilizzare vias ciechi/sepolti per aumentare l'area di traccia. Tuttavia, il costo di produzione della scheda PCB aumenterà. In realtà è difficile raggiungere un parallelismo completo e una lunghezza uguale nella pratica, ma è ancora necessario fare il più possibile.

Inoltre, la terminazione differenziale e la terminazione di modalità comune possono essere riservate per attenuare l'impatto sulla temporizzazione e sull'integrità del segnale.

3. Un circuito LC è spesso usato per imitare il filtraggio all'alimentazione elettrica. Ma perché l'effetto filtrante di LC è peggiore di RC a volte?

Per confrontare gli effetti filtranti di LC e RC, è necessario considerare se la selezione della banda di frequenza da filtrare e il valore di induttanza sia appropriata. Perché l'induttanza (reattanza) dell'induttore è correlata al valore e alla frequenza dell'induttanza. Se la frequenza di rumore dell'alimentazione elettrica è bassa e il valore di induttanza non è abbastanza grande, l'effetto filtrante potrebbe non essere buono come RC. Tuttavia, il valore da pagare per l'utilizzo del filtro RC è che la resistenza stessa consuma energia e ha scarsa efficienza e presta attenzione alla potenza che la resistenza selezionata può accettare.

4. Qual è il metodo di selezione dell'induttore e del valore di capacità per il filtraggio?

Oltre alla frequenza di rumore che si desidera filtrare, la selezione del valore di induttanza dovrebbe anche considerare la capacità della corrente istantanea di rispondere. Se il terminale di uscita di LC ha l'opportunità di emettere una grande corrente istantaneamente, un valore di induttanza troppo grande impedirà alla grande corrente di scorrere attraverso l'induttore e aggiungerà rumore di ripple. Il valore di capacità è correlato alla dimensione del valore standard del rumore di ripple che può essere tollerato. Più piccolo è il requisito del valore del rumore di ondulazione, maggiore è il valore di capacità. Anche l'ESR/ESL del condensatore avrà un impatto. Inoltre, se il LC è posizionato all'uscita di una potenza di regolazione di commutazione, prestare attenzione alla stabilità del polo/zero generato dal LC alla stabilità del loop del controllo di feedback negativo (controllo di feedback negativo). Influenza.

5. Come raggiungere i requisiti EMC il più possibile senza causare troppa pressione sul capitale?

Il costo aggiunto al PCB a causa dell'EMC è generalmente dovuto all'aggiunta del numero di strati di terra per migliorare l'effetto schermante e l'aggiunta di perline in ferrite, choke e altri dispositivi armonici ad alta frequenza per sopprimere armoniche ad alta frequenza. Inoltre, è generalmente necessario implementare la struttura di schermatura di altre organizzazioni per far sì che l'intero sistema superi i requisiti EMC. Quanto segue fornisce solo alcuni degli effetti di radiazione elettromagnetica generati dal circuito per ridurre le capacità di pianificazione della scheda PCB.

Cercare di utilizzare dispositivi con una velocità di rotazione del segnale più lenta per ridurre i componenti ad alta frequenza generati dal segnale. Prestare attenzione alla posizione dell'apparecchiatura ad alta frequenza e non avvicinarsi troppo al connettore esterno.

Prestare attenzione alla corrispondenza di impedenza dei segnali ad alta velocità, allo strato di cablaggio e al suo percorso di corrente di ritorno per ridurre la riflessione ad alta frequenza e la radiazione.

Posizionare condensatori di disaccoppiamento adeguati sui pin di alimentazione di ogni dispositivo per attenuare il rumore sullo strato di potenza e sullo strato di terra. Prestare particolare attenzione a se la risposta in frequenza e le caratteristiche di temperatura del condensatore soddisfano i requisiti di pianificazione.

Il terreno adiacente al connettore esterno può essere tagliato correttamente con il terreno e il terreno del connettore dovrebbe essere collegato al terreno del telaio nelle vicinanze.

È possibile utilizzare correttamente tracce di protezione di terra/shunt accanto ad alcuni segnali particolarmente ad alta velocità. Ma prestare attenzione all'influenza delle tracce di guardia/shunt sulla caratteristica impedenza della traccia. Lo strato di potere si restringe 20H dallo strato di terra e H è la distanza tra lo strato di potere e lo strato di terra.

6. Quando ci sono più blocchi di funzione digitali / analogici in una scheda PCB, la pratica abituale è quella di separare i terreni digitali / analogici. Quali sono le ragioni?

Il motivo per separare il terreno digitale/analogico è perché il circuito digitale genera rumore sull'alimentatore e sul terreno quando il potenziale di urto è commutato. La dimensione del rumore è correlata alla velocità del segnale e alla dimensione della corrente. Se il piano di terra non viene tagliato e il rumore generato dal circuito di area digitale è grande e il circuito nell'area imitata è molto vicino, anche se il segnale digitale-analogico non è intervallato, il segnale imitato sarà comunque disturbato dal rumore di terra. Vale a dire, il metodo di non tagliare il terreno digitale-analogico può essere utilizzato solo quando l'area del circuito analogico è lontana dall'area del circuito digitale in cui viene generato un grande rumore.

7. Un altro approccio è quello di garantire che il layout di separazione digitale / analogico e le linee di segnale digitale / analogico non siano intervallate tra loro, l'intera terra della scheda PCB non sia tagliata e la terra digitale / analogica sia collegata a questo piano di terra. C'è la verità?

Il requisito che le tracce del segnale digitale-analogico non possono essere intervallate è perché il percorso di corrente di ritorno del segnale digitale più veloce fluirà indietro alla sorgente del segnale digitale lungo il terreno adiacente sotto la traccia. Se il segnale digitale-analogico traccia, Intersped, il rumore generato dalla corrente di ritorno apparirà nell'area del circuito imitante.

8. Come considerare la corrispondenza di impedenza quando si pianificano schemi PCB ad alta velocità?

Quando si pianifica circuiti PCB ad alta velocità, la corrispondenza dell'impedenza è uno degli elementi della pianificazione. Il valore di impedenza è sicuramente correlato al metodo di routing, come camminare sullo strato superficiale (microstrip) o sullo strato interno (stripline/doppia stripline), la distanza tra lo strato di riferimento (strato di potenza o strato di terra), la larghezza della traccia, il materiale PCB, ecc Entrambi influenzeranno il valore di impedenza caratteristico della traccia. In altre parole, il valore di impedenza deve essere determinato dopo il cablaggio. Generalmente, il software di simulazione non può tenere conto di alcune condizioni di cablaggio in cui l'impedenza non è collegata a causa della precisione del modello di circuito o dell'algoritmo matematico utilizzato. In questo momento, solo alcuni terminatori (terminazione), come la resistenza di serie, possono essere riservati sul diagramma schematico. Per attenuare l'effetto dell'impedenza discontinua della traccia. Il vero modo per affrontare il problema è cercare di prevenire il verificarsi di impedenza discontinua durante il cablaggio.

9. Dove posso fornire una libreria di modelli IBIS più accurata?

L'accuratezza del modello IBIS influisce direttamente sui risultati della simulazione. Fondamentalmente, IBIS può essere considerato come i dati delle caratteristiche elettriche del circuito equivalente del buffer I/O effettivo del chip, che può essere generalmente ottenuto dalla conversione del modello SPICE (la misura può anche essere selezionata, ma la maggior parte di loro), e i dati SPICE e la produzione del chip sono positivi Pertanto, i dati SPICE della stessa apparecchiatura forniti da diversi produttori di chip sono diversi, e anche i dati nel modello IBIS trasformato varieranno di conseguenza. In altre parole, se si utilizzano le apparecchiature del fabbricante A, purché siano in grado di fornire dati di modello accurati per le loro apparecchiature, perché nessun altro sa meglio di loro che tipo di processo viene realizzato il loro apparecchio. Se l'IBIS fornito dal produttore non è accurato, l'unico modo per affrontarlo è chiedere continuamente al produttore di migliorare.

10. Nella pianificazione dei PCB ad alta velocità, quali aspetti dovrebbero prendere in considerazione i regolamenti EMC ed EMI?

In generale, la pianificazione EMI/EMC deve considerare sia gli aspetti irradiati che quelli condotti. Il primo appartiene alla parte di frequenza superiore (>30MHz) e il secondo è la parte di frequenza inferiore (<30MHz). Quindi non può solo prestare attenzione all'alta frequenza e ignorare la bassa frequenza. Un buon piano EMI / EMC deve prendere in considerazione l'orientamento dell'apparecchiatura, l'organizzazione dello stack PCB, il modo di connessioni importanti, la selezione delle apparecchiature, ecc., se questi Senza una migliore organizzazione in anticipo, la post-elaborazione supererà i guadagni e aumenterà il costo.

Ad esempio, la posizione del generatore di clock non dovrebbe essere vicina al connettore esterno. I segnali ad alta velocità dovrebbero andare allo strato interno il più possibile. Prestare attenzione alla caratteristica corrispondenza dell'impedenza e alla connessione dello strato di riferimento per ridurre i riflessi. La velocità di rotazione del segnale spinto dall'apparecchiatura dovrebbe essere il più piccolo possibile per ridurre l'altezza. I componenti di frequenza, quando si sceglie un condensatore di disaccoppiamento / bypass, prestare attenzione a se la sua risposta in frequenza soddisfa i requisiti per ridurre il rumore del piano di potenza.

Inoltre, prestare attenzione al percorso di ritorno della corrente del segnale ad alta frequenza per rendere l'area del ciclo il più piccola possibile (cioè, l'impedenza del ciclo il più piccola possibile) per ridurre le radiazioni. È inoltre possibile utilizzare il metodo di taglio del terreno per controllare la scala del rumore ad alta frequenza. Infine, appropriato Selezionare il terreno del telaio tra la scheda PCB e l'alloggiamento.