Dati PCB - Ottenere progettazione e cablaggio del circuito stampato ad alta frequenza

Se la frequenza della logica digitale Scheda PCB raggiunge o supera 45MHZ~50MHZ, and the circuit working above this frequency has accounted for a certain amount of the entire electronic system (for example, 1/3), di solito è chiamato circuito ad alta frequenza. La progettazione del circuito ad alta frequenza è un processo di progettazione molto complesso, e il suo routing è fondamentale per l'intero progetto.

1. Cablaggio del bordo multistrato 2

I circuiti ad alta frequenza tendono ad avere alta integrazione e alta densità di cablaggio. L'uso di schede multistrato non è solo necessario per il cablaggio, ma anche un mezzo efficace per ridurre le interferenze. Nella fase di layout PCB, una selezione ragionevole delle dimensioni della scheda stampata con un certo numero di strati può fare pieno uso dello strato medio per impostare lo scudo, ottenere meglio la messa a terra più vicina e ridurre efficacemente l'induttanza parassitaria e accorciare la lunghezza di trasmissione del segnale. Ridurre significativamente le interferenze incrociate del segnale, ecc Tutti questi metodi sono benefici per l'affidabilità dei circuiti ad alta frequenza. Alcuni dati mostrano che il rumore della scheda a quattro strati è 20 dB inferiore a quello della scheda a due lati quando viene utilizzato lo stesso materiale. Ma allo stesso tempo, c'è anche un problema. Maggiore è il numero a mezzo strato della scheda PCB, più complicato è il processo di produzione e maggiore è il costo unitario. Questo ci richiede di scegliere il numero appropriato di strati quando stiamo facendo il layout della scheda PCB. Eseguire una pianificazione ragionevole del layout dei componenti e utilizzare regole di routing corrette per completare la progettazione.

2. meno piombo piega tra i perni dei dispositivi elettronici ad alta velocità, meglio è

I cavi del cablaggio del circuito ad alta frequenza sono tutte linee rette e devono essere girati. Possono essere girati con linee rotte a 45 gradi o archi. Questo requisito è utilizzato solo per migliorare la resistenza di fissaggio del foglio di rame nel circuito a bassa frequenza, ma nel circuito ad alta frequenza, questo requisito è soddisfatto. Tuttavia, può ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento reciproco dei segnali ad alta frequenza.

3. Più breve è il cavo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, meglio è

L'intensità di radiazione del segnale è proporzionale alla lunghezza della traccia della linea del segnale. Più lungo è il cavo di segnale ad alta frequenza, più facile è accoppiarsi ai componenti vicini ad esso. Pertanto, per segnali come orologi, oscillatori a cristalli, dati DDR, le linee di segnale ad alta frequenza come linee LVDS, linee USB e linee HDMI devono essere il più brevi possibile.

4. minore è l'alternanza tra gli strati di piombo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, migliore è

La cosiddetta "minore è l'alternanza tra gli strati dei cavi, migliore è" significa che meno vie utilizzate nel processo di collegamento dei componenti, migliore è. Secondo i dati, uno via può portare circa 0,5pF di capacità distribuita e ridurre il numero di vias può migliorare significativamente la velocità e ridurre la possibilità di errori di dati.

5. Prestare attenzione al "crosstalk" causato dalle strette tracce parallele delle linee di segnale

Nel cablaggio dei circuiti ad alta frequenza, l'attenzione dovrebbe essere prestata al "crosstalk" introdotto dal cablaggio parallelo delle linee di segnale in prossimità. Crosstalk si riferisce al fenomeno di accoppiamento tra linee di segnale che non sono direttamente collegate. Poiché il segnale ad alta frequenza viene trasmesso lungo la linea di trasmissione sotto forma di onde elettromagnetiche, la linea del segnale agirà come un'antenna e l'energia del campo elettromagnetico sarà emessa intorno alla linea di trasmissione. Si chiama crosstalk. I parametri dello strato PCB, la spaziatura delle linee di segnale, le caratteristiche elettriche dell'estremità motrice e dell'estremità ricevente e il metodo di terminazione delle linee di segnale hanno tutti una certa influenza sul crosstalk. Pertanto, al fine di ridurre la crosstalk dei segnali ad alta frequenza, è necessario fare quanto più possibile durante il cablaggio: Inserire un filo di terra o un piano di terra tra le due linee con crosstalk grave nelle condizioni consentite dallo spazio di cablaggio. Può svolgere il ruolo di isolamento e ridurre le conversazioni incrociate. Quando c'è un campo elettromagnetico variabile nel tempo nello spazio intorno alla linea del segnale, se la distribuzione parallela non può essere evitata, una grande area di "terra" può essere disposta sul lato opposto della linea del segnale parallelo per ridurre notevolmente l'interferenza. Sotto la premessa dello spazio di cablaggio consente, aumentare la distanza tra le linee di segnale adiacenti, ridurre la lunghezza parallela delle linee di segnale e cercare di rendere le linee di clock perpendicolari alle linee di segnale chiave invece che parallele. Se le tracce parallele nello stesso strato sono quasi inevitabili, su due strati adiacenti, le tracce devono essere orientate perpendicolarmente l'una all'altra. In un circuito digitale, il solito segnale di clock è un segnale con cambio di bordo veloce e il crosstalk esterno è grande. Pertanto, nella progettazione, la linea dell'orologio dovrebbe essere circondata da un filo di terra e più fori del filo di terra dovrebbero essere fatti per ridurre la capacità distribuita e quindi ridurre la crosstalk. Per gli orologi di segnale ad alta frequenza, provare a utilizzare segnali differenziali di clock a bassa tensione e avvolgere il terreno. Prestare attenzione all'integrità della punzonatura a terra. Non sospendere il terminale di ingresso inutilizzato, ma metterlo a terra o collegarlo all'alimentazione elettrica (l'alimentazione è anche messa a terra nel loop del segnale ad alta frequenza), perché la linea penzolante può essere equivalente all'antenna di trasmissione e la messa a terra può sopprimere l'emissione. La pratica ha dimostrato che eliminare il crosstalk in questo modo può talvolta essere efficace immediatamente.

6. Aggiungere condensatori di disaccoppiamento ad alta frequenza ai pin di alimentazione del blocco del circuito integrato

Un condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza viene aggiunto al pin di alimentazione di ogni blocco di circuito integrato. L'aggiunta di condensatori di disaccoppiamento ad alta frequenza sui pin di alimentazione può efficacemente sopprimere l'interferenza causata dalle armoniche ad alta frequenza sui pin di alimentazione.

7. il filo di terra del segnale digitale ad alta frequenza e il filo di terra del segnale analogico è isolato

Quando il cavo di terra analogico, il cavo di terra digitale, ecc. sono collegati al cavo di terra comune, le sfere magnetiche ad alta frequenza del choke dovrebbero essere utilizzate per il collegamento o l'isolamento diretto e l'interconnessione a singolo punto in un luogo adatto. Il potenziale di massa del cavo di terra dei segnali digitali ad alta frequenza è generalmente incoerente e c'è spesso una certa differenza di tensione tra i due; Quando il cavo di massa del segnale digitale e il cavo di massa del segnale analogico sono collegati direttamente, le armoniche del segnale ad alta frequenza interferiranno con il segnale analogico attraverso l'accoppiamento del cavo di massa. Pertanto, in circostanze normali, il filo di terra del segnale digitale ad alta frequenza e il filo di terra del segnale analogico devono essere isolati, che possono essere interconnessi in un singolo punto in una posizione appropriata, o l'interconnessione delle perle magnetiche strozzatrici ad alta frequenza può essere utilizzata.

8. Evitare cicli formati da tracce

Tutti i tipi di tracce di segnale ad alta frequenza non dovrebbero formare loop il più possibile. Se non può essere evitato, l'area del ciclo deve essere mantenuta il più piccola possibile.

9. Deve garantire una buona corrispondenza di impedenza del segnale

Nel processo di trasmissione del segnale, quando l'impedenza non corrisponde, il segnale verrà riflesso nel canale di trasmissione e la riflessione causerà il segnale composito a formare un overshoot, causando il segnale a fluttuare vicino alla soglia logica. Il modo fondamentale per eliminare la riflessione è quello di rendere l'impedenza del segnale di trasmissione ben abbinata. Poiché maggiore è la differenza tra l'impedenza di carico e l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione, maggiore è la riflessione. Pertanto, l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione del segnale dovrebbe essere il più possibile uguale all'impedenza di carico; allo stesso tempo, prestare attenzione al PCB. La linea di trasmissione sul bordo non dovrebbe avere cambi improvvisi o angoli. Cercate di mantenere l'impedenza di ogni punto della linea di trasmissione continua, altrimenti, ci saranno riflessi tra le sezioni della linea di trasmissione. Ciò richiede che le seguenti regole di cablaggio devono essere seguite durante il cablaggio di schede PCB ad alta velocità: Regole di cablaggio USB. Sono necessarie tracce differenziali per segnali USB, con una larghezza di linea di 10 mil, una distanza di linea di 6 mil e una distanza di 6 mil tra linee di terra e segnale. Regole del cablaggio HDMI. È richiesta la traccia differenziale del segnale HDMI, la larghezza della linea è 10mil, la spaziatura della linea è 6mil e la spaziatura tra ciascuna due coppie di segnali differenziali HDMI supera 20mil. Regole di cablaggio LVDS. È richiesta la traccia differenziale del segnale LVDS, con una larghezza di linea di 7 mil e una distanza di linea di 6 mil. Lo scopo è quello di controllare l'impedenza differenziale della coppia di segnale HDMI per essere 100+-15% ohm. Regole di instradamento DDR. Il cablaggio DDR1 richiede che i segnali non passino attraverso i fori il più possibile, le linee di segnale sono di larghezza uguale e le linee sono equidistanti. Il cablaggio deve soddisfare il principio 2W per ridurre la conversazione incrociata tra i segnali. Per i dispositivi ad alta velocità DDR2 e superiori, sono necessari anche dati ad alta frequenza. La lunghezza della linea è uguale per garantire la corrispondenza dell'impedenza del segnale.

10. Mantenere l'integrità del segnale

Mantenere l'integrità della trasmissione del segnale e prevenire il "fenomeno di rimbalzo a terra" causato dalla spaccatura del filo di terra su Scheda PCB.