PCB Tecnico - Abilità di cablaggio PCB 3 domande e risposte

1. come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio effettivo PCB - Q: Nel cablaggio effettivo PCB, molte teorie sono in conflitto tra loro; per esempio: 1. Affrontare la connessione di più basi analogiche / digitali: teoricamente dovrebbe essere Essi sono isolati l'uno dall'altro, ma in miniaturizzazione effettiva e cablaggio ad alta densità, a causa di limitazioni di spazio o isolamento assoluto, le tracce analogiche di terra di piccolo segnale saranno troppo lunghe, rendendo difficile raggiungere connessioni teoriche. La pratica della fabbrica di PCB è quella di dividere il terreno del modulo funzionale analogico / digitale in un'isola completa e il terreno analogico / digitale del modulo funzionale è collegato a quest'isola. Poi collega l'isola al "grande" terreno attraverso la trincea. Non so se questo approccio è corretto? 2. In teoria, la connessione tra l'oscillatore di cristallo e la CPU dovrebbe essere il più breve possibile. A causa del layout strutturale, la connessione tra l'oscillatore di cristallo e la CPU è relativamente lunga e sottile, quindi è disturbata e il lavoro è instabile. Come risolvere questo problema dal cablaggio? Ci sono molti altri problemi, in particolare problemi EMC ed EMI nel cablaggio PCB ad alta velocità. Ci sono molti conflitti, il che è un mal di testa. Come risolvere questi conflitti?

Risposta: 1. Fondamentalmente, è corretto separare il terreno analogico/digitale. Va notato che la traccia del segnale non dovrebbe attraversare il luogo diviso (fossato) il più possibile e il percorso della corrente di ritorno dell'alimentazione e del segnale non dovrebbe essere troppo grande.

2. L'oscillatore di cristallo è un circuito analogico di oscillazione di feedback positivo. Per avere un segnale di oscillazione stabile, deve soddisfare le specifiche di guadagno e fase del ciclo. Le specifiche di oscillazione di questo segnale analogico sono facilmente disturbate. Anche se vengono aggiunte tracce di protezione del suolo, potrebbe non essere in grado di isolare completamente l'interferenza. E se è troppo lontano, il rumore sul piano di terra influenzerà anche il circuito di oscillazione di feedback positivo. Pertanto, la distanza tra l'oscillatore di cristallo e il chip deve essere il più vicino possibile.

3. È vero che ci sono molti conflitti tra cablaggio ad alta velocità e requisiti EMI. Ma il principio di base è che la resistenza e capacità o la perla di ferrite aggiunta da EMI non può causare alcune caratteristiche elettriche del segnale per non soddisfare le specifiche. Pertanto, è meglio utilizzare le abilità di organizzare tracce e impilare PCB per risolvere o ridurre i problemi EMI, come i segnali ad alta velocità che vanno allo strato interno. Infine, il condensatore di resistenza o il metodo della perlina di ferrite viene utilizzato per ridurre il danno al segnale.

2. nella progettazione ad alta velocità, come risolvere il problema dell'integrità del segnale? Come si ottiene il cablaggio differenziale? Per le linee di segnale di clock con una sola uscita, come ottenere il cablaggio differenziale? Risposta: L'integrità del segnale è fondamentalmente un problema di corrispondenza dell'impedenza. I fattori che influenzano la corrispondenza dell'impedenza includono la struttura e l'impedenza di uscita della sorgente del segnale, l'impedenza caratteristica della traccia, le caratteristiche dell'estremità di carico e la topologia della traccia. La soluzione è quella di affidarsi alla topologia di terminazione e regolazione del cablaggio. Ci sono due punti a cui prestare attenzione nel layout della coppia differenziale. Uno è che la lunghezza dei due fili dovrebbe essere il più lunga possibile, e l'altro è che la distanza tra i due fili (questa distanza è determinata dall'impedenza differenziale) deve essere mantenuta costante, cioè per rimanere parallela. Ci sono due modi paralleli, uno è che i due fili corrono sullo stesso lato-by-side, e l'altro è che i due fili corrono su due strati adiacenti sopra e sotto (sopra-sotto). Generalmente, il primo ha più implementazioni affiancate. Per utilizzare il cablaggio differenziale, ha senso che sia la sorgente del segnale che l'estremità ricevente sono segnali differenziali. Pertanto, è impossibile utilizzare il cablaggio differenziale per un segnale di clock con un solo terminale di uscita.

3. circa il cablaggio del segnale differenziale ad alta velocità -Domanda: Quando la coppia di linee di segnale differenziale ad alta velocità è instradata in parallelo sul PCB, nel caso di corrispondenza di impedenza, a causa dell'accoppiamento reciproco dei due fili, porterà molti benefici. Tuttavia, ci sono opinioni che questo aumenterà l'attenuazione del segnale e influenzerà la distanza di trasmissione. È così? Perché? Alcune grandi aziende di PCB hanno visto cablaggi ad alta velocità il più vicino e parallelo possibile sulla scheda di valutazione, mentre alcune deliberatamente rendono la distanza tra i due fili improvvisamente lontano e vicino. Non so quale sia meglio. Il mio segnale è superiore a 1GHz e l'impedenza è di 50 ohm. Quando si utilizza un software per calcolare, la coppia di linee differenziali viene calcolata anche come 50 ohm? O è calcolato come 100 ohm? È possibile aggiungere una resistenza corrispondente tra le coppie di linee differenziali all'estremità ricevente?

Risposta: Una ragione per l'attenuazione dell'energia del segnale ad alta frequenza è la perdita del conduttore (perdita del conduttore), compreso l'effetto della pelle, e l'altra è la perdita dielettrica della sostanza dielettrica. Questi due fattori possono essere visti nel grado della loro influenza sull'attenuazione del segnale quando la teoria elettromagnetica analizza l'effetto della linea di trasmissione. L'accoppiamento della linea differenziale influenzerà la loro impedenza caratteristica e diventerà più piccolo. Secondo il principio del divisore di tensione (divisore di tensione), questo renderà la tensione inviata dalla sorgente di segnale alla linea più piccola. Per quanto riguarda l'analisi teorica dell'attenuazione del segnale dovuta all'accoppiamento, non l'ho letto. Il metodo di cablaggio della coppia differenziale dovrebbe essere vicino e parallelo opportunamente. La cosiddetta prossimità appropriata è perché la distanza influenzerà il valore dell'impedenza differenziale, che è un parametro importante per la progettazione di coppie differenziali. La necessità di parallelismo è anche di mantenere la coerenza dell'impedenza differenziale. Se le due linee sono improvvisamente lontane e vicine, l'impedenza differenziale sarà incoerente, che influenzerà l'integrità del segnale e il ritardo di temporizzazione. Il calcolo dell'impedenza differenziale è 2 (Z11-Z12), dove Z11 è l'impedenza caratteristica della traccia stessa, e Z12 è l'impedenza generata dall'accoppiamento tra le due linee differenziali, che è correlata alla distanza della linea. Pertanto, quando l'impedenza differenziale è progettata per essere di 100 ohm, l'impedenza caratteristica della traccia stessa deve essere leggermente superiore a 50 ohm. Per quanto riguarda quanto grande è, può essere calcolato con software di simulazione.