PCB Tecnico - Come viene generato il backflow PCB?

First, the basic concept of reflux

The principle of digital printed circuit board diagram, the transmission of digital signals from a logic gate to another logic gate, the signal through a wire from the output terminal to the receiver, appears to be a one-way flow, many digital engineers therefore believe loop circuits are not related, after all, device driver and receiver are specified as the voltage mode, why should consider current?

In fact, the basic circuit theory tells us that the signal is transmitted by electric current, specifically, is the movement of electronic, electron flow is one of the features of electronic never stay anywhere, wherever current flow is bound to come back, so current always flows in the loop, circuits of arbitrary signals in the form of a closed loop.

Per la trasmissione del segnale ad alta frequenza, è in realtà il processo di ricarica del condensatore dielettrico inserito tra la linea di trasmissione e lo strato DC.

In secondo luogo, l'impatto del reflusso

Il backflow è solitamente realizzato nei circuiti digitali per mezzo del piano di terra e di potenza. Il percorso di backflow del segnale ad alta frequenza e del segnale a bassa frequenza è diverso. Il backflow del segnale a bassa frequenza seleziona il percorso di impedenza e il backflow del segnale ad alta frequenza seleziona il percorso di reazione induttiva.

Quando la corrente scorre dal driver del segnale attraverso la linea del segnale e all'estremità ricevente del segnale, c'è sempre una corrente di ritorno nella direzione opposta: dal perno di terra del carico, attraverso il piano rivestito di rame, alla sorgente del segnale e la corrente che scorre attraverso la linea del segnale per formare un ciclo chiuso.

The noise frequency caused by the current flowing through the copper-coated plane is equivalent to the signal frequency, and the higher the signal frequency, the higher the noise frequency. The logic gate does not respond to the input signal, but to the difference between the input signal and the reference pin.

Un circuito terminato a punto singolo risponde alla differenza tra il segnale in entrata e il suo piano di riferimento logico, quindi disturbi in t

he ground reference plane are equally important as disturbances in the signal path.

Cancelli logici e pin di riferimento designati per rispondere, non sappiamo quale è specificato dal pin di riferimento (per TTL, è solitamente un potere negativo, per ECL è solitamente positivo, ma non tutto), in termini di natura, la capacità anti-interferenza del segnale differenziale del rumore casuale e del piano scorrevole di potenza ha un buon effetto.

Quando la scheda PCB di molti commutatori sincroni del segnale digitale (come bus dati della CPU, bus di indirizzo, ecc.), che solleva il flusso di corrente di carico transitorio dal circuito di alimentazione o dal circuito nel terreno, perché il cavo di alimentazione e sull'impedenza di terra, produce il rumore di commutazione simultanea (SSN), a terra ci sarà rumore di rimbalzo del piano di terra (per giocare).

And when the power line and grounding line on the printed board surround area is larger, their radiation energy is also larger, therefore, we analyze the switching state of digital chip, take measures to control the backflow mode, to reduce the surround area, the purpose of radiation.

Example explanation:

IC1 is the signal output end, IC2 is the signal input end (for the simplified PCB model, it is assumed that the receiving end contains an underlying resistance), and the third layer is the stratum. The land of IC1 and IC2 is derived from the third horizon.

L'angolo superiore destro dello strato superiore è un piano di alimentazione collegato al polo positivo dell'alimentazione elettrica. C1 e C2 sono i condensatori di disaccoppiamento di IC1 e IC2, rispettivamente. L'alimentazione elettrica e la messa a terra del chip mostrati nella figura sono sia l'alimentazione elettrica che la terra dei segnali di trasmissione e ricezione.

At low frequency, if S1 terminal output high level, the whole current loop is the power supply through the wire to the VCC power plane, and then through the orange path into IC1, and then out of S1 terminal, through the second layer of wire through R1 terminal into IC2, and then into the GND layer, through the red path back to the power negative terminal.

At high frequencies, the distribution characteristics of the PCB can greatly affect the signal. What is often referred to as backflow is a problem frequently encountered in high frequency signals.

Quando S1 a R1 con segnale di corrente elettrica crescente, il campo magnetico esterno cambia molto velocemente, può rendere il conduttore n

ear the induction of a reverse current, if the third layer of the ground plane is complete plane, then can produce a blue dashed lines on the ground plane labeling of current, if the power of the TOP layer has a complete plane, There will also be a backflow along the blue dotted line at the TOP layer.

Now the signal loop has the current loop, the radiated energy, the ability to couple the external signal. (The skin effect at high frequencies also radiates energy outwards, and the principle is the same.)

Poiché il livello del segnale ad alta frequenza e la corrente cambiano rapidamente, ma il periodo di cambiamento è breve, l'energia richiesta non è molto grande, quindi il chip è alimentato dal condensatore di disaccoppiamento vicino al chip.

When C1 is large enough and the reaction is fast enough (with a very low ESR value, ceramic capacitors are usually used. The ESR of chip capacitors is much lower than tantalum capacitors., the orange path on the top layer and the red path on the GND layer can be regarded as non-existent (there is a current corresponding to the power supply of the whole board, but not the current corresponding to the signal shown).

Pertanto, secondo l'ambiente costruito nella figura, l'intero percorso corrente è il seguente: terminale positivo di C1 - VCC della linea di segnale IC1 -S1-L2 -R1- GND di IC2 - attraverso foro - percorso giallo dello strato GND - attraverso foro - condensatore terminale negativo.