Notizie PCB - Esempi di tecnologia di cablaggio PCB

Il design del circuito a segnale misto PCB è molto complicato. Il layout e il cablaggio dei componenti e l'elaborazione della linea elettrica e della linea di terra influenzeranno direttamente le prestazioni del circuito e le prestazioni di compatibilità elettromagnetica. Questo articolo introdurrà la progettazione della partizione dei circuiti digitali e analogici per ottimizzare le prestazioni dei circuiti a segnale misto.

Nella scheda PCB, per ridurre l'interferenza reciproca tra il segnale digitale e il segnale analogico, è necessario comprendere i due principi di base della compatibilità elettromagnetica (EMC) prima di progettare:

· Minimizzare il più possibile l'area del ciclo corrente;

· Il sistema utilizza una sola superficie di riferimento.

Se ci sono due piani di riferimento nel sistema, è possibile formare un'antenna dipolo. Se il segnale non può tornare attraverso il loop più piccolo possibile, può formare una grande antenna loop, che dovrebbe essere evitata il più possibile nella progettazione.

Separare la terra digitale e la terra analogica sul circuito a segnale misto, in modo che l'isolamento tra la terra digitale e la terra analogica possa essere raggiunto. Anche se questo metodo è fattibile, ci sono molti potenziali problemi con questo metodo. Il problema è particolarmente rilevante nei sistemi complessi su larga scala. Il problema più critico è che non può essere indirizzato attraverso il divario di divisione. Una volta che il divario di divisione sarà instradato, la radiazione elettromagnetica e il segnale crosstalk aumenteranno notevolmente. Il problema più comune nella progettazione PCB è che la linea del segnale attraversa il terreno diviso o la linea elettrica e genera problemi EMI.

1. Metodo di divisione 1

Se il metodo di divisione 1 è adottato e la linea del segnale attraversa lo spazio tra due motivi, qual è il percorso di ritorno della corrente del segnale? Supponiamo che i due motivi che sono divisi siano collegati tra loro in un certo punto (di solito un singolo punto di connessione in una certa posizione). In questo caso, la corrente di terra formerà un grande loop e fluirà attraverso il grande loop. La corrente ad alta frequenza genererà radiazioni e alta induttanza.

Se la corrente analogica a basso livello scorre attraverso il grande loop, la corrente è facilmente interferita dai segnali esterni. Quando i terreni divisi sono collegati insieme all'alimentazione elettrica, si formerà un ciclo di corrente molto grande. Inoltre, la terra analogica e la terra digitale sono collegati attraverso un lungo cavo per formare un'antenna dipolo.

Conoscere il percorso e il metodo del ritorno della corrente a terra è la chiave per ottimizzare la progettazione del circuito a segnale misto. Molti progetti considerano solo dove scorre la corrente del segnale e ignorano il percorso specifico della corrente. Se lo strato di terra deve essere diviso e il cablaggio deve essere instradato attraverso lo spazio tra le divisioni, è possibile effettuare una connessione a punto singolo tra i terreni divisi per formare un ponte di collegamento tra i due terreni e quindi cablare attraverso il ponte di collegamento. In questo modo, un percorso di ritorno della corrente continua può essere fornito sotto ogni linea di segnale, in modo che l'area del loop formata sia piccola.

L'uso di dispositivi di isolamento ottico o trasformatori può anche ottenere il segnale attraverso il gap di segmentazione. Per il primo, è il segnale ottico che attraversa il gap di segmentazione; per quest'ultimo, è il campo magnetico che attraversa il divario di segmentazione. Un altro metodo praticabile è quello di utilizzare segnali differenziali: il segnale entra da una linea e ritorna da un'altra linea di segnale. In questo caso, non è necessario utilizzare il terreno come percorso di ritorno.

2. Metodo di divisione 2

Nel lavoro reale, viene generalmente utilizzata una terra unificata e il PCB è diviso in una parte analogica e una parte digitale. Il segnale analogico viene instradato nell'area analogica di tutti i livelli del circuito e il segnale digitale viene instradato nell'area del circuito digitale. In questo caso, la corrente di ritorno del segnale digitale non fluirà nel terreno del segnale analogico.

Solo quando il segnale digitale è cablato sulla parte analogica del circuito stampato o il segnale analogico è cablato sulla parte digitale del circuito stampato, il segnale digitale interferirà con il segnale analogico. Questo tipo di problema non si verifica perché non c'è terreno diviso, la vera ragione è il cablaggio improprio del segnale digitale.

Il design della scheda PCB adotta una terra unificata, attraverso il circuito digitale e la partizione del circuito analogico e il cablaggio appropriato del segnale, di solito può risolvere alcuni problemi di layout e cablaggio più complicati e non causerà alcuni problemi potenziali causati dalla divisione del terreno. In questo caso, il layout e il partizionamento dei componenti diventano la chiave per determinare i pro e i contro del design.

Se il layout è ragionevole, la corrente di terra digitale sarà limitata alla parte digitale del circuito stampato e non interferirà con il segnale analogico. Tale cablaggio deve essere attentamente ispezionato e verificato e le regole di cablaggio devono essere rispettate, altrimenti, l'instradamento improprio di una linea di segnale distruggerà completamente la progettazione di un circuito stampato.

3. Partitura A/D

Quando si collegano i perni di terra analogici e digitali del convertitore A/D insieme, la maggior parte dei produttori di convertitori A/D consiglia di collegare i perni AGND e DGND allo stesso terreno a bassa impedenza attraverso il cavo più corto. Poiché la maggior parte dei chip convertitore A/D non collega la terra analogica e la terra digitale insieme, la terra analogica e la terra digitale devono essere collegati tramite pin esterni. Qualsiasi impedenza esterna collegata a DGND causerà una maggiore capacità parassitaria. Il rumore digitale è accoppiato al circuito analogico all'interno dell'IC. Secondo questo suggerimento, è necessario collegare i pin AGND e DGND del convertitore A/D al terreno analogico.

Se il sistema dispone di un solo convertitore A/D, i problemi di cui sopra possono essere facilmente risolti. Separare la terra e collegare la terra analogica e la terra digitale insieme sotto il convertitore A/D.

Se ci sono molti convertitori A/D nel sistema, se la terra analogica e la terra digitale sono collegati insieme sotto ogni convertitore A/D, verrà prodotta una connessione multipunto e l'isolamento tra terra analogica e terra digitale sarà minimo. Non ha senso, e se non ti connetti in questo modo, viola i requisiti del produttore.

Il modo migliore è utilizzare il terreno unificato all'inizio e dividere il terreno unificato in parti analogiche e digitali.

Tale layout non solo soddisfa i requisiti dei produttori di dispositivi IC per il collegamento a bassa impedenza di pin di terra analogici e digitali, ma anche non forma un'antenna loop o un'antenna dipolo.

Quanto sopra è l'introduzione di esempi di tecnologia di cablaggio PCB. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.