Fabbricazione PCB di precisione, PCB ad alta frequenza, PCB ad alta velocità, PCB standard, PCB multistrato e assemblaggio PCB.
La fabbrica di servizi personalizzati PCB e PCBA più affidabile.
Nel processo di progettazione PCB ad alta velocità, l'effetto della linea di trasmissione porterà ad alcuni problemi di integrità del segnale, come affrontarlo? Ecco quattro cose da condividere con voi:
1. controllare rigorosamente le lunghezze del cavo dei cavi di rete chiave
Se il progetto ha un bordo di salto ad alta velocità, deve essere considerato l'effetto della linea di trasmissione sulla scheda PCB. I chip integrati ad alta velocità di clock comunemente utilizzati oggi sono ancora più problematici.
Ci sono alcuni principi di base per risolvere questo problema: se i circuiti CMOS o TTL sono utilizzati per la progettazione, la frequenza di funzionamento è inferiore a 10MHz e la lunghezza del cablaggio non dovrebbe essere superiore a 7 pollici. Se la frequenza di funzionamento è 50MHz, la lunghezza del cavo non dovrebbe essere superiore a 1,5 pollici. La lunghezza del cavo dovrebbe essere di 1 pollice se la frequenza di funzionamento raggiunge o supera 75MHz. La lunghezza del cablaggio per i chip GaAs deve essere di 0,3 pollici. Se questo viene superato, si verifica un problema della linea di trasmissione.
2. Pianificare la topologia del cablaggio
Un altro modo per risolvere l'effetto della linea di trasmissione è scegliere il percorso di routing corretto e la topologia terminale. La topologia del cablaggio si riferisce alla sequenza di cablaggio e alla struttura di un cavo di rete. Quando vengono utilizzati dispositivi logici ad alta velocità, il segnale con bordi che cambiano rapidamente sarà distorto dai rami del tronco del segnale a meno che la lunghezza del ramo non sia mantenuta molto breve.
In generale, il routing PCB adotta due topologie di base, vale a dire Daisy Chain routing e Star distribution.
Per il cablaggio a catena a margherita, il cablaggio inizia dall'estremità del driver e raggiunge ogni estremità di ricezione a turno. Se una resistenza di serie viene utilizzata per modificare le caratteristiche del segnale, la posizione della resistenza di serie dovrebbe essere vicina all'estremità di azionamento. Nel controllo dell'alta interferenza armonica del cablaggio, effetto di cablaggio della catena Daisy. Tuttavia, questo tipo di cablaggio non è facile da passare al 100%. Nella progettazione attuale, vogliamo rendere la lunghezza del ramo nel cablaggio della catena Daisy il più breve possibile e il valore della lunghezza sicura dovrebbe essere: Stub Delay < = Trt * 0,1
Nota: Trt è tempo di risposta
Ad esempio, le estremità dei rami nei circuiti TTL ad alta velocità dovrebbero essere lunghe meno di 1,5 pollici. Questa topologia occupa meno spazio di cablaggio e può essere terminata con una singola corrispondenza di resistenza. Tuttavia, questa struttura di cablaggio rende il segnale che riceve al ricevitore di segnale diverso non è sincrono.
La topologia a stella può efficacemente evitare il problema della sincronizzazione del segnale dell'orologio, ma è molto difficile finire il cablaggio manualmente sul PCB con alta densità. Utilizzando il cablaggio automatico è il modo per completare il cablaggio a stella. Su ogni ramo è richiesta una resistenza terminale. Il valore della resistenza del terminale deve corrispondere all'impedenza caratteristica del filo. Questo può essere fatto manualmente o tramite strumenti CAD per calcolare i valori caratteristici di impedenza e i valori di resistenza corrispondenti al terminale.
Mentre le resistenze terminali semplici sono utilizzate nei due esempi precedenti, un terminale di corrispondenza più complesso è opzionale nella pratica. L'opzione è RC Match Terminal. I terminali di corrispondenza RC possono ridurre il consumo energetico, ma possono essere utilizzati solo quando il funzionamento del segnale è relativamente stabile. Questo metodo è adatto per l'elaborazione di corrispondenza del segnale della linea di clock. Lo svantaggio è che la capacità nel terminale di corrispondenza RC può influenzare la forma e la velocità di propagazione del segnale.
Il terminale di corrispondenza della resistenza di serie non comporta alcun consumo energetico aggiuntivo, ma rallenta la trasmissione del segnale. Questo è un
Approach è utilizzato in circuiti guidati da bus dove i ritardi di tempo non sono significativi. Il terminale di corrispondenza della resistenza di serie ha anche il vantaggio di ridurre il numero di dispositivi utilizzati sulla scheda e la densità delle connessioni.
Un modo è quello di separare il terminale corrispondente, in cui l'elemento corrispondente deve essere posizionato vicino all'estremità ricevente. Il suo vantaggio è che non tirerà giù il segnale e può essere molto buono per evitare il rumore. Tipicamente utilizzato per segnali di ingresso TTL (ACT, HCT, FAST).
Inoltre, devono essere presi in considerazione il tipo di pacchetto e il tipo di installazione della resistenza corrispondente del terminale. Solitamente le resistenze di montaggio superficiale SMD hanno un'induttanza inferiore rispetto ai componenti del foro passante, così diventano i componenti del pacchetto SMD. Ci sono anche due modalità di installazione per le resistenze normali a spina dritta: verticale e orizzontale.
In modalità di montaggio verticale, la resistenza ha un perno di montaggio corto, che riduce la resistenza termica tra la resistenza e il circuito stampato e rende il calore di resistenza più facilmente emesso nell'aria. Ma un'installazione verticale più lunga aumenterà l'induttanza della resistenza. L'installazione orizzontale ha induttanza inferiore a causa della minore installazione. Ma la resistenza surriscaldata andrà alla deriva, nel cattivo caso la resistenza diventa aperta, con conseguente guasto di corrispondenza del cablaggio PCB, diventa un potenziale fattore di guasto.
3. Metodi per sopprimere le interferenze elettromagnetiche
Una buona soluzione al problema dell'integrità del segnale migliorerà la compatibilità elettromagnetica (EMC) della scheda PCB. Uno dei più importanti è garantire che la scheda PCB abbia una buona messa a terra. Uno strato di segnale con uno strato di terra è un metodo molto efficace per la progettazione complessa. Inoltre, la densità del segnale esterno del circuito stampato è anche un buon modo per ridurre la radiazione elettromagnetica, che può essere raggiunta utilizzando la tecnologia "strato superficiale" progettazione PCB "build-up". Lo strato di superficie è ottenuto aggiungendo una combinazione di sottili strati isolanti e micropori utilizzati per penetrare questi strati su un PCB di processo generale. La resistenza e la capacità possono essere sepolte sotto la superficie e la densità lineare per unità di area è quasi raddoppiata, riducendo così il volume del PCB. La riduzione dell'area PCB ha un impatto enorme sulla topologia del routing, il che significa che il loop corrente è ridotto, la lunghezza del routing del ramo è ridotta e la radiazione elettromagnetica è approssimativamente proporzionale all'area del loop corrente; Allo stesso tempo, le caratteristiche di piccole dimensioni significano che possono essere utilizzati pacchetti pin ad alta densità, che a sua volta riduce la lunghezza del filo, riducendo così il ciclo corrente e migliorando le caratteristiche emc.
4. Altre tecnologie applicabili
Al fine di ridurre l'overshoot di tensione transitoria sull'alimentazione IC, il condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere aggiunto al chip IC. Questo rimuove efficacemente l'impatto delle sbavature sull'alimentazione elettrica e riduce la radiazione dal ciclo di alimentazione sulla scheda stampata.
L'effetto di levigare le bave quando i condensatori disaccoppiano sono collegati direttamente alla gamba di alimentazione di un circuito integrato piuttosto che allo strato di alimentazione. Questo è il motivo per cui alcuni dispositivi hanno condensatori di disaccoppiamento nelle loro prese, mentre altri richiedono che la distanza tra il condensatore di disaccoppiamento e il dispositivo sia abbastanza piccola. Qualsiasi dispositivo ad alta velocità e ad alto consumo energetico dovrebbe essere posizionato insieme per quanto possibile per ridurre il superamento transitorio della tensione di alimentazione. Senza uno strato di potenza, lunghe linee elettriche formano un loop tra il segnale e il loop, servendo come fonte di radiazione e un circuito induttivo.
Il cablaggio che forma un loop che non passa attraverso lo stesso cavo di rete o altri cavi è chiamato loop aperto. Se il loop passa attraverso lo stesso cavo di rete, altri percorsi formano un loop chiuso. In entrambi i casi, l'effetto antenna (antenna di linea e antenna ad anello) può verificarsi. L'antenna produce radiazioni EMI esternamente ed è anche un circuito sensibile stesso. Il ciclo chiuso è un problema che deve essere considerato perché la radiazione che genera è approssimativamente proporzionale all'area del ciclo chiuso.
