Dati PCB - 10 importanti condivisione delle conoscenze relative alla progettazione di schede PCB ad alta velocità

Nello studio dell'alta velocità Scheda PCB progettazione, Ci sono molti punti di conoscenza che devono essere compresi e padroneggiati, come l'integrità comune del segnale, riflessione, crosstalk, rumore dell'alimentazione elettrica, filtraggio, ecc. Questo articolo condividerà 10 importanti conoscenze relative all'alta velocità Scheda PCB progettazione with you, sperando di aiutarti nel tuo studio.

1. Signal integrity
Signal integrity refers to the quality of the signal on the transmission path. Il percorso di trasmissione può essere un cavo metallico ordinario, un dispositivo ottico, o altri supporti.
A breve distanza, situazioni a bassa velocità di bit, un semplice conduttore può trasmettere fedelmente il segnale. D'altra parte, se una lunga distanza, Il segnale ad alta velocità di bit passa attraverso diversi conduttori diversi, vari effetti possono ridurre l'affidabilità del segnale, in modo che il sistema o il dispositivo non funzionino correttamente. Con l'aumento della velocità di commutazione in uscita dei circuiti integrati e l'aumento della densità PCB, L'integrità del segnale è diventata una delle questioni che devono essere affrontate nella progettazione del digitale ad alta velocità Scheda PCBs. Fattori quali i parametri dei componenti e Scheda PCBs, la disposizione dei componenti sul Scheda PCB, e il cablaggio dei segnali ad alta velocità può causare problemi di integrità del segnale, con conseguente funzionamento instabile del sistema, o anche nessun lavoro. I problemi di integrità del segnale da considerare includono principalmente la suoneria, crosstalk, rimbalzo a terra, obliquo, perdita del segnale, e rumore nell'alimentazione elettrica.

2. Reflection
A reflection is an echo on the transmission line. A portion of the signal power (voltage and current) is transmitted to the line and reaches the load, ma una parte è riflessa. Se la sorgente e il carico hanno la stessa impedenza, non si verificheranno riflessi. Il disallineamento di impedenza tra sorgente e carico causerà riflessi sulla linea, e il carico rifletterà una parte della tensione di ritorno alla sorgente. Se l'impedenza di carico è inferiore all'impedenza di sorgente, la tensione riflessa è negativa, e se l'impedenza di carico è maggiore dell'impedenza di sorgente, la tensione riflessa è positiva. Variazioni nella geometria delle tracce, terminazione del cavo errata, trasmissione tramite connettori, e discontinuità nei piani di potenza possono causare tali riflessi.

3. Crosstalk
Crosstalk is the coupling between two signal lines, e l'induttanza reciproca e la capacità reciproca tra le linee di segnale causano rumore sulla linea. L'accoppiamento capacitivo induce la corrente di accoppiamento, mentre l'accoppiamento induttivo induce la tensione di accoppiamento. I parametri del Scheda PCB, la spaziatura tra le linee del segnale, le caratteristiche elettriche dell'estremità motrice e dell'estremità ricevente, e il metodo di terminazione della linea hanno una certa influenza sul crosstalk.

4. Characteristic impedance
Let’s clarify a few concepts first. Vediamo spesso impedenza, impedenza caratteristica, impedenza istantanea. Rigorosamente parlando, sono diversi, ma sono sempre gli stessi. Sono ancora la definizione di base di impedenza: l'ingresso all'inizio della linea di trasmissione. Impedenza è indicata come impedenza breve; l'impedenza istantanea che il segnale incontra in qualsiasi momento è chiamata impedenza istantanea; se la linea di trasmissione ha un'impedenza istantanea costante, è chiamata impedenza caratteristica della linea di trasmissione. L'impedenza caratteristica descrive l'impedenza transitoria che un segnale sperimenta mentre si propaga lungo una linea di trasmissione, che è un fattore importante che influisce sull'integrità del segnale nei circuiti della linea di trasmissione. Se non diversamente specificato, l'impedenza caratteristica è generalmente indicata come impedenza della linea di trasmissione.
PS: per l'alta velocità Scheda PCB design, Il nostro obiettivo è mantenere l'impedenza il più stabile possibile durante il processo di trasmissione, e ciò deve mantenere stabile l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione.

5. Power Integrity
Power integrity (PI) for short is to confirm whether the voltage and current of the power supply and the destination meet the requirements. L'integrità dell'alimentazione è molto importante nei prodotti elettronici di oggi. Ci sono diversi livelli di integrità della potenza: il livello del chip, il livello del pacchetto chip, il livello del consiglio, e il livello di sistema. Tra loro, the power integrity at the board level must meet the following three requirements: make the voltage ripple of the chip pins smaller than the specification (for example, l'errore tra la tensione e 1V è inferiore a ++/-50 mV), and control the ground bounce (Also known as Synchronous Switching Noise SSN, Synchronous Switching Output SSO) Reduces Electromagnetic Interference (EMI) and maintains Electromagnetic Compatibility (EMC): Power Distribution Networks (PDNs) are conductors on a circuit board and are therefore prone to transmit and receive noise 's antenna.

6. Rumore dell'alimentazione elettrica
Power supply noise is a kind of electromagnetic interference, e lo spettro di frequenza del suo rumore condotto è approssimativamente 10kHz ~ 30MHz, e può raggiungere 150MHz. Power supply noise, soprattutto interferenze acustiche transitorie, ha velocità di aumento veloce, breve durata, ampiezza ad alta tensione e forte casualità, che è facile causare gravi interferenze a microcomputer e circuiti digitali. In circuiti ad alta frequenza, il rumore dell'alimentatore ha un impatto particolarmente significativo sui segnali ad alta frequenza. Pertanto, in primo luogo, l'alimentazione deve essere a basso rumore. Qui, Il terreno pulito è importante quanto l'energia pulita.

7. Filtering
Wave filtering is the operation of filtering out specific band frequencies in the signal, ed è una misura importante per sopprimere e prevenire le interferenze. Il filtraggio è diviso in filtraggio classico e filtraggio moderno.

8. Parallel bus
A bus is a shared physical path for two or more devices to communicate, una raccolta di linee di segnale, una connessione comune tra più componenti, e viene utilizzato per trasmettere informazioni tra componenti. A seconda delle diverse modalità di lavoro, Il bus può essere diviso in due tipi: uno è un bus parallelo, l'altro è un bus seriale. Bus parallelo: può trasmettere più bit di dati allo stesso tempo, Come un'ampia strada che permette a più auto di guidare fianco a fianco, e ha anche punti bidirezionali e unidirezionali.

9. Serial bus
Only one piece of data can be transmitted at the same time, come una strada stretta che permette di viaggiare solo una macchina. I dati devono essere trasmessi uno ad uno, che sembra una lunga stringa di dati, Quindi si chiama "seriale".

10. Topology
It refers to the form in which each site in the network is connected to each other, e la topologia nel Scheda PCB design si riferisce alla relazione di connessione tra chip. Topologie comunemente usate in Scheda PCB includere punti a punti, margherita, cluster remoto, stella, ecc.