Notizie PCB - Parlando del design dello strato specchio PCB ad alta velocità

Abstract: Sui PCB multistrato ad alta velocità, lo strato di immagine a specchio gioca un ruolo importante nel controllo del rumore. Un buon design dello strato di immagine può ridurre il rumore causato dall'induttanza vaga e aiutare a controllare il crosstalk, la riflessione e l'interferenza elettromagnetica. Questo articolo si concentra sull'applicazione del piano di terra locale in combinazione con il disegno reale dell'autore, e fornisce un metodo per dividere lo strato specchio attraverso un esempio di circuito ibrido digitale-analogico e alcuni problemi che richiedono attenzione nella pratica.

Gli attuali sistemi di circuito ad alta velocità utilizzano principalmente schede multistrato e molti sistemi di circuito hanno più fonti di alimentazione operative, che impongono requisiti rigorosi sulla progettazione dello strato di mirroring, in particolare come gestire la relazione tra più strati di potenza (terra). Inoltre, alcuni sistemi devono anche progettare uno speciale piano di rame sullo strato del dispositivo per sopprimere l'energia RF generata dall'oscillatore e fornire una buona dissipazione del calore per i dispositivi ad alta potenza.

1. il ruolo dello strato dello specchio Lo strato dello specchio è uno strato di piano rivestito di rame (strato di potenza, strato di terra) adiacente allo strato di segnale all'interno della scheda PCB, che ha principalmente le seguenti funzioni:

Ridurre il rumore di ritorno e le interferenze elettromagnetiche (EMI). Lo strato specchio può fornire un percorso di bassa impedenza per il ritorno del segnale, specialmente quando c'è una grande corrente che scorre nel sistema di distribuzione dell'energia, il ruolo dello strato specchio è più evidente Mostra. Inoltre, la presenza dello strato specchio riduce l'area del ciclo chiuso formato dal segnale e dal reflow e riduce l'EMI. Aiuta a controllare il problema di crosstalk tra tracce di segnale nei circuiti digitali ad alta velocità. La conversazione incrociata è determinata dal rapporto D/H, D è la distanza tra la sorgente di interferenza e la vittima e H è l'altezza della linea del segnale dallo strato specchio. Cambiando H, il rapporto D/H può essere controllato e il crosstalk tra le linee del segnale può essere controllato. problema. Conducente al controllo dell'impedenza. L'impedenza caratteristica del filo stampato è legata alla larghezza del filo e all'altezza del filo dallo strato specchio. Se non c'è uno strato specchio, potremmo non essere in grado di controllare l'impedenza, quindi non riuscire a corrispondere alla linea di trasmissione, con conseguente riflessione del segnale. Inoltre, lo strato dello specchio può anche controllare il rumore irradiato all'esterno della scheda. Naturalmente, il livello di immagine a specchio da solo non è sufficiente per raggiungere queste funzioni. Deve essere integrato da rigide regole di progettazione per raggiungere l'obiettivo desiderato. Possiamo descriverlo così: nei circuiti digitali ad alta velocità, lo strato specchio è necessario per controllare il rumore, ma lo strato specchio da solo non è sufficiente.

In un PCB multistrato, ogni strato di cablaggio dovrebbe essere adiacente a uno strato specchio e la corrente di ritorno del segnale scorre sul suo strato specchio corrispondente. Quando la linea del segnale dalla sorgente al carico non può essere instradata attraverso uno strato di cablaggio, l'approccio usuale consiste nel collegare prima la linea del segnale a uno strato di cablaggio (come l'asse x), quindi utilizzare un foro passante per collegare la linea del segnale a un altro. Uno strato (ad esempio asse Y). Poi, quando la linea del segnale salta da un livello all'altro, anche la corrente di ritorno dovrebbe seguire la linea per saltare da un livello all'altro. Se i due strati sono entrambi strati di terra, la corrente di ritorno può essere saltata attraverso i fori passanti che collegano i due strati o i perni di terra del dispositivo. Se uno è il piano di potenza e l'altro è il piano di terra, l'unica possibilità per la corrente di ritorno di saltare tra questi due strati è dove è posizionato il condensatore di disaccoppiamento. Se non ci sono condensatori di disaccoppiamento o fori collegati al terreno vicino al punto di traslazione, la corrente di ritorno deve essere instradata in un luogo remoto per ottenere un salto. Di conseguenza, la corrente di ritorno è accoppiata ad altri circuiti, causando problemi di crosstalk e interferenza elettromagnetica. Pertanto, quando si progetta il PCB, cercare di fare saltare lo strato vicino ai pin di terra o disaccoppiare i condensatori dei dispositivi adiacenti. Jump) o bypass condensatore (salto tra lo strato di potenza e lo strato di terra) per ottenere il salto della corrente di ritorno.

tre. Segmentazione dello strato specchio Quando si utilizza una struttura PCB multistrato, a volte è necessario produrre una certa larghezza di area priva di rame sullo strato specchio () per separare uno strato specchio completo in parti separate, che è la divisione dello strato specchio. La segmentazione dello strato specchio è generalmente utilizzata per impedire che il rumore entri nei circuiti sensibili e l'isolamento tra diverse tensioni di riferimento, come ad esempio impedire che il rumore digitale entri nella parte analogica, nella parte audio, nell'area I/O e nell'isolamento delle tensioni di alimentazione 5V e 3,3V. Esistono due tipi di segmentazione a specchio: segmentazione completa e segmentazione incompleta. La segmentazione completa si riferisce al completo isolamento tra gli strati di potenza divisi e gli strati di terra, e la segmentazione incompleta si riferisce al completo isolamento tra gli strati di potenza e gli strati di terra collegati da "ponti". La divisione completa o incompleta dello strato specchio dipende dall'esistenza di una connessione di segnale tra questi piani separati.