PCB Tecnico - Come collegare i segnali chiave PCB

Nelle regole di cablaggio PCB, c'è un principio di "priorità della linea del segnale chiave", cioè l'alimentazione elettrica, il segnale analogico, il segnale ad alta velocità, il segnale dell'orologio, il segnale differenziale e il segnale di sincronizzazione e altri segnali chiave sono prioritari. Successivamente, potremmo anche arrivare a comprendere i requisiti di cablaggio di questi segnali chiave in dettaglio.

Come collegare i segnali chiave PCB

Requisiti di cablaggio del segnale analogico

La caratteristica principale del segnale analogico è una scarsa anti-interferenza e la protezione del segnale analogico è considerata principalmente durante il cablaggio.

L'elaborazione dei segnali analogici si riflette principalmente nei seguenti punti:

1. Al fine di aumentare la sua capacità anti-interferenza, il cablaggio dovrebbe essere il più breve possibile.

2. Alcuni segnali analogici possono rinunciare al requisito di controllo dell'impedenza e il cablaggio può essere ispessito in modo appropriato.

3. Limitare l'area di cablaggio, cercare di completare il cablaggio nell'area analogica, lontano dal segnale digitale.

Requisiti di cablaggio del segnale PCB ad alta velocità

1. Cablaggio multistrato

I circuiti di cablaggio del segnale ad alta velocità 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. La selezione ragionevole del numero di strati può ridurre notevolmente la dimensione del bordo stampato e può fare pieno uso dello strato intermedio per impostare lo scudo, che può meglio realizzare la messa a terra vicina, può efficacemente ridurre l'induttanza parassitaria, può ridurre efficacemente la lunghezza di trasmissione del segnale e può ridurre notevolmente l'interferenza incrociata del segnale e così via.

2. Meno curve di piombo, meglio è

Meno il piombo si piega tra i pin del dispositivo ad alta velocità, meglio è. Il cavo principale del cablaggio del circuito di cablaggio del segnale ad alta velocità è meglio adottare una linea retta completa, che deve essere girata. Può essere girato da 45 ° linea rotta o arco circolare. Questo requisito è utilizzato solo per migliorare la resistenza di fissaggio della lamina d'acciaio nei circuiti a bassa frequenza, mentre nei circuiti ad alta velocità, può soddisfare questo requisito. Un requisito può ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento reciproco dei segnali ad alta velocità e ridurre la radiazione e la riflessione del segnale.

3. Più breve è il vantaggio, meglio è

Più corto è il cavo tra i pin del dispositivo del circuito di cablaggio del segnale ad alta velocità, meglio è. Più lungo è il cavo, maggiore è l'induttanza distribuita e la capacità distribuita, che avrà molta influenza sul passaggio dei segnali ad alta frequenza del sistema. Allo stesso tempo, cambierà anche l'impedenza caratteristica del circuito, facendo riflettere e oscillare il sistema.

4. Meno alternanza tra strati di piombo, meglio è

Meno strati di piombo si alternano tra i pin dei dispositivi a circuito ad alta velocità, meglio è. Il cosiddetto "minore è l'alternanza tra strati dei cavi, migliore è" significa che meno vias utilizzati nel processo di collegamento dei componenti, migliore è. Si misura che una via può portare circa 0,5pf di capacità distribuita, portando ad un aumento significativo del ritardo del circuito e riducendo il numero di vie può aumentare significativamente la velocità.

5. Prestare attenzione alle interferenze trasversali parallele

Il cablaggio del segnale ad alta velocità dovrebbe prestare attenzione alla "interferenza incrociata" introdotta dalla stretta routing parallela delle linee di segnale. Se la distribuzione parallela non può essere evitata, una grande area di "terra" può essere disposta sul lato opposto delle linee di segnale parallele per ridurre notevolmente le interferenze.

6. Evitare rami e tronchi

Il cablaggio del segnale ad alta velocità dovrebbe cercare di evitare ramificazioni o la formazione di tronchi di albero (Stub). I tronchi d'albero hanno una grande influenza sull'impedenza, che può causare la riflessione del segnale e l'overshoot, quindi di solito dovremmo evitare tronchi e rami durante la progettazione. Utilizzando il cablaggio a catena a margherita ridurrà l'impatto sul segnale.

Come collegare i segnali chiave PCB

7. Prova ad andare allo strato interno della linea del segnale

Le linee di segnale ad alta frequenza sulla superficie sono soggette a generare grandi radiazioni elettromagnetiche e sono anche suscettibili a interferenze da radiazioni elettromagnetiche esterne o fattori. Filo la linea del segnale ad alta frequenza tra l'alimentazione elettrica e il filo di terra e la radiazione generata dall'alimentazione elettrica e dallo strato inferiore sarà assorbita dalle onde elettromagnetiche.

Requisiti di cablaggio del segnale di orologio

Nella progettazione di circuiti digitali, un segnale di clock è un segnale che oscilla tra uno stato alto e uno stato basso, che determina le prestazioni del circuito. Il circuito dell'orologio ha una posizione importante nel circuito digitale e allo stesso tempo è la fonte principale di radiazione elettromagnetica. Il metodo di elaborazione dell'orologio ha anche bisogno di particolare attenzione quando layout PCB. L'albero dell'orologio viene chiarito all'inizio e il rapporto tra i vari orologi viene chiarito, in modo che possa essere gestito meglio durante il cablaggio. Inoltre, il segnale dell'orologio è spesso un punto difficile nella progettazione EMC e dovrebbe essere prestata particolare attenzione agli elementi che richiedono indicatori di prova EMC.

Oltre al controllo convenzionale dell'impedenza e ai requisiti di parità di lunghezza della linea dell'orologio, occorre prestare attenzione alle seguenti questioni:

1. Prova a scegliere lo strato di cablaggio ottimale per il segnale dell'orologio.

2. Cercate di non attraversare la divisione del segnale dell'orologio, figuriamoci dirigerlo lungo l'area di divisione.

3. Prestare attenzione alla distanza tra il segnale dell'orologio e altri segnali, almeno 3W.

4. Per la progettazione con requisiti EMC, il cablaggio dello strato interno dovrebbe essere selezionato per quanto possibile quando la linea è più lunga.

5. Prestare attenzione alla corrispondenza di terminazione del segnale dell'orologio.

6. Non utilizzare una struttura a catena margherita per trasmettere i segnali dell'orologio, ma una struttura a stella, cioè, tutti i carichi dell'orologio sono direttamente collegati al driver di alimentazione dell'orologio.

7. Tutti i cavi collegati ai terminali di ingresso / uscita dell'oscillatore di cristallo dovrebbero essere il più breve possibile per ridurre l'interferenza di rumore e l'influenza della capacità distribuita sull'oscillatore di cristallo.

8. il cavo di massa del condensatore di cristallo dovrebbe essere collegato al dispositivo con il cavo più ampio e più corto possibile; il perno di terra digitale più vicino all'oscillatore di cristallo dovrebbe ridurre al minimo i vias.

9. Nei circuiti digitali, i segnali di clock usuali sono segnali con cambi veloci di bordo e alto crosstalk esterno. Pertanto, nella progettazione, la linea dell'orologio dovrebbe essere circondata da fili di terra e fili di terra dovrebbero essere utilizzati per ridurre la capacità distribuita, riducendo così la conversazione incrociata; Per gli orologi di segnale ad alta frequenza, provare a utilizzare i segnali di clock a bassa tensione e avvolgere la modalità di terra e prestare attenzione alla messa a terra. Integrita' del foro.

Requisiti di cablaggio differenziale del segnale

I segnali differenziali, alcuni dei quali sono chiamati anche segnali differenziali, utilizzano due esattamente gli stessi segnali con polarità opposte per trasmettere un dato, e la decisione dipende dalla differenza di livello dei due segnali. Per garantire che i due segnali siano esattamente gli stessi, devono essere mantenuti paralleli durante il cablaggio e la larghezza della linea e la spaziatura rimangono invariate.

Come instradare i segnali chiave nella progettazione PCB

Sul circuito stampato, le tracce differenziali devono essere due linee di uguale lunghezza, uguale larghezza, prossimità e sullo stesso livello.

1. uguale lunghezza: uguale lunghezza significa che la lunghezza delle due linee deve essere il più lunga possibile, in modo da garantire che i due segnali differenziali mantengano polarità opposte in ogni momento. Ridurre i componenti della modalità comune.

2. uguale larghezza e uguale distanza: uguale larghezza significa che la larghezza di traccia di due segnali deve essere mantenuta la stessa, e uguale distanza significa che la distanza tra le due linee deve essere mantenuta costante e parallela.

Promemoria: cercare di fornire strati di cablaggio dedicati per i segnali chiave come segnali di clock, segnali ad alta frequenza e segnali sensibili e garantire la più piccola area del ciclo. Utilizzare metodi come schermatura e aumentare la distanza di sicurezza per garantire la qualità del segnale.