Dati PCB - Rimbalzo a terra del circuito stampato ad alta velocità

Rimbalzo a terra del circuito ad alta velocità Scheda PCB. Come mostrato nella figura è un ciclo di segnale completo, U1 è il conducente; U2 è il ricevitore; L1, L3 sono l'induttanza del pacchetto del pin di uscita del segnale UI componente e del pin di massa rispettivamente; L2, L4 sono il perno di uscita del segnale U2 componente e l'induttanza del pacchetto del perno di terra. Considera un semplice caso in cui il piano di riferimento del percorso del segnale è il "terreno" dell'interfaccia utente del dispositivo, U2, e il segnale e i perni di terra del componente non sono in prossimità.

Secondo le leggi fondamentali dell'elettromagnetismo, quando c'è corrente che passa attraverso il loop, le bobine magnetiche sono generate sia intorno al percorso del segnale che al percorso di ritorno, e le linee del campo magnetico intorno a uno dei giri totali dei percorsi sono le bobine magnetiche (bobine auto-magnetiche) generate dalla corrente in quel percorso. È composto da due parti della bobina magnetica (mutua bobina magnetica) generate da altri percorsi di corrente intorno ad essa. Vale a dire, il conduttore attraverso il quale scorre la corrente del segnale ha un'induttanza, e la sua induttanza totale è costituita da due parti: auto-induttanza e induttanza reciproca. Le direzioni correnti dei due percorsi sono opposte, e anche le direzioni delle bobine magnetiche sono opposte, quindi l'induttanza totale di un percorso è la differenza tra l'auto-induttanza e l'induttanza reciproca. se l'autoinduttanza del percorso del segnale è LA; l'autoinduttanza del percorso di ritorno è LB; l'induttanza reciproca tra i due è LAB; le induttanze totali del percorso del segnale e del percorso di ritorno sono:

Se la corrente nel ciclo cambia, una tensione indotta si svilupperà su tutti gli induttori. La tensione generata sul percorso di ritorno è il rimbalzo di terra (Ground Bounce). La tensione di rimbalzo a terra dipende dalla velocità del cambiamento corrente. La grandezza è:

Il rimbalzo a terra è la tensione tra due punti sul percorso di ritorno, che è creato da correnti che cambiano rapidamente nel ciclo. Il rimbalzo del terreno ha poco effetto sull'estremità di guida, e colpisce principalmente l'accoglienza, che è equivalente al rumore sovrapposto al segnale ricevuto. Se ci sono più porte di uscita che commutano stati contemporaneamente, il rumore di rimbalzo del suolo aumenterà più volte, che è, rumore di commutazione sincrona. There are only two ways to reduce the ground bounce voltage:
1)Minimizza la variazione della corrente del ciclo. Ciò significa ridurre i tassi di cambio del bordo e limitare il numero di percorsi del segnale che condividono il percorso di ritorno;
2) Second, ridurre al minimo l'induttanza del percorso di ritorno il più possibile. Ridurre l'induttanza del percorso di ritorno include due aspetti: ridurre l'auto-induttanza del percorso di ritorno e aumentare l'induttanza reciproca tra il percorso del segnale e il percorso di ritorno. Ridurre l'autoinduttanza significa rendere il percorso di ritorno il più sciolto possibile; aumentare l'induttanza reciproca significa rendere i percorsi di ritorno e segnale il più vicini possibile.

Ecco alcune misure specifiche:

1) Utilizzare una scheda multistrato per disporre l'alimentazione elettrica e il piano di riferimento di massa e saldare direttamente i perni dell'alimentazione elettrica e i perni di massa dei componenti sul piano per garantire l'induttanza e l'impedenza dell'alimentazione elettrica o dei perni di terra;

2) Prova a utilizzare componenti con bassa velocità di commutazione;

3) Per i componenti, un perno di terra può essere aggiunto durante l'imballaggio, un pin di alimentazione aggiuntivo può essere assegnato per la fase di alimentazione, e un pin di riferimento a terra può essere assegnato per il circuito di ingresso;

4) Utilizzare il metodo di input del punto di controllo;

5) Evitare di utilizzare prese e tavole di avvolgimento;

6) Posizionare il condensatore di disaccoppiamento il più vicino possibile al perno di terra del componente.

Il rimbalzo a terra è una fonte di rumore generato da componenti logici. Grazie alla velocità di bordo più veloce e veloce dei segnali e della commutazione di tensione, Il rimbalzo a terra può a volte diventare un problema serio e dovrebbe essere progettato con maggiore attenzione su Scheda PCB.