PCB Tecnico - Esperienza di cablaggio del circuito ad alta frequenza

1. Cablaggio multistrato del circuito stampato

I circuiti ad alta frequenza 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. Nella fase di layout PCB, una selezione ragionevole della dimensione della scheda stampata con un certo numero di strati può fare pieno uso dello strato intermedio per impostare lo scudo, realizzare meglio la messa a terra più vicina e ridurre efficacemente l'induttanza parassitaria e accorciare la lunghezza di trasmissione del segnale, Tutti questi metodi sono utili per l'affidabilità dei circuiti ad alta frequenza, come la riduzione dell'ampiezza delle interferenze incrociate del segnale. Alcuni dati mostrano che quando viene utilizzato lo stesso materiale, il rumore della scheda a quattro strati è 20 dB inferiore a quello della scheda a due lati. Ma c'è anche un problema. Maggiore è il numero di semistrati del circuito stampato, più complicato è il processo di produzione e maggiore è il costo unitario. Questo ci richiede di selezionare il numero appropriato di strati del circuito stampato durante l'esecuzione del layout PCB. Eseguire una pianificazione ragionevole del layout dei componenti e utilizzare regole di cablaggio corrette per completare la progettazione del PCB.

2. Meno il piombo si piega tra i perni dei dispositivi elettronici ad alta velocità, meglio è

Il cavo di piombo del cablaggio del circuito ad alta frequenza è meglio adottare una linea retta completa, che deve essere girata. Può essere ruotato da una linea rotta a 45 gradi o da un arco circolare. Questo requisito è utilizzato solo per migliorare la resistenza di fissaggio del foglio di rame nei circuiti a bassa frequenza, mentre nei circuiti ad alta frequenza, questo requisito è soddisfatto. Un requisito può ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento reciproco dei segnali ad alta frequenza.

3. Più breve è il cavo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, meglio è

L'intensità di radiazione del segnale è proporzionale alla lunghezza della traccia della linea del segnale. Più lungo è il cavo di segnale ad alta frequenza, più facile è accoppiarsi ai componenti vicini ad esso. Pertanto, per segnali come orologio, oscillatore a cristallo, dati DDR, linee LVDS, linee USB, linee HDMI e altre linee di segnale ad alta frequenza devono essere il più brevi possibile.

4. Meno strati di piombo alternano tra i pin dei dispositivi di circuito ad alta frequenza, meglio è

La cosiddetta "minore è l'alternanza tra strati dei cavi, migliore è" significa che meno vie (Via) utilizzate nel processo di collegamento dei componenti, migliore è. Secondo il lato, una via può portare circa 0.5pF capacità distribuita e ridurre il numero di vias può aumentare significativamente la velocità e ridurre la possibilità di errori di dati.

5. Prestare attenzione al "crosstalk" introdotto dalle linee di segnale in parallelo con distanze ravvicinate

Il cablaggio del circuito ad alta frequenza dovrebbe prestare attenzione al "crosstalk" introdotto dal routing parallelo stretto delle linee di segnale. Crosstalk si riferisce al fenomeno di accoppiamento tra linee di segnale che non sono direttamente collegate. Poiché i segnali ad alta frequenza sono trasmessi sotto forma di onde elettromagnetiche lungo la linea di trasmissione, la linea del segnale agirà come un'antenna e l'energia del campo elettromagnetico sarà emessa intorno alla linea di trasmissione. Segnali acustici indesiderati sono generati grazie all'accoppiamento reciproco dei campi elettromagnetici tra i segnali. Chiamata crosstalk (crosstalk). I parametri dello strato PCB, la spaziatura delle linee di segnale, le caratteristiche elettriche dell'estremità motrice e dell'estremità ricevente e il metodo di terminazione della linea di segnale hanno tutti un certo impatto sul crosstalk. Pertanto, al fine di ridurre il crosstalk dei segnali ad alta frequenza, è necessario fare quanto segue durante il cablaggio:

Se lo spazio di cablaggio lo consente, l'inserimento di un filo di terra o di un piano di terra tra i due fili con crosstalk più serio può svolgere un ruolo di isolamento e ridurre la crosstalk.

Quando c'è un campo elettromagnetico variabile nel tempo nello spazio che circonda la linea del segnale, se la distribuzione parallela non può essere evitata, una grande area di "terra" può essere disposta sul lato opposto della linea del segnale parallelo per ridurre notevolmente le interferenze.

Sulla premessa che lo spazio di cablaggio lo consente, aumentare la distanza tra le linee di segnale adiacenti, ridurre la lunghezza parallela delle linee di segnale e cercare di rendere la linea dell'orologio perpendicolare alla linea del segnale chiave invece che parallela.

Se il cablaggio parallelo nello stesso strato è quasi inevitabile, in due strati adiacenti, le direzioni del cablaggio devono essere perpendicolari l'una all'altra.

Nei circuiti digitali, i soliti segnali di clock sono segnali con cambi di bordo veloci, che hanno un alto crosstalk esterno. Pertanto, nella progettazione, la linea dell'orologio dovrebbe essere circondata da una linea di terra e perforata più fori della linea di terra per ridurre la capacità distribuita, riducendo così la conversazione incrociata.

Per gli orologi di segnale ad alta frequenza, provare a utilizzare i segnali differenziali di clock a bassa tensione e avvolgere la modalità a terra e prestare attenzione all'integrità della punzonatura a terra del pacchetto.

Il terminale di ingresso inutilizzato non deve essere sospeso, ma messo a terra o collegato all'alimentazione elettrica (l'alimentazione elettrica è anche messa a terra nel loop del segnale ad alta frequenza), perché la linea sospesa può essere equivalente all'antenna di trasmissione e la messa a terra può inibire l'emissione. La pratica ha dimostrato che l'utilizzo di questo metodo per eliminare il crosstalk può talvolta produrre risultati immediati.

6. aggiungere condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza al perno di alimentazione del blocco del circuito integrato

Un condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza viene aggiunto al perno di alimentazione di ogni blocco di circuito integrato nelle vicinanze. Aumentare il condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza del pin dell'alimentazione elettrica può efficacemente sopprimere l'interferenza delle armoniche ad alta frequenza sul pin dell'alimentazione elettrica.

7. isolare il cavo di terra del segnale digitale ad alta frequenza e del cavo di terra analogico del segnale

Quando il cavo di terra analogico, il cavo di terra digitale, ecc. sono collegati al cavo di terra pubblico, utilizzare le perle magnetiche ad alta frequenza per collegare o isolare direttamente e selezionare un luogo adatto per l'interconnessione a punto singolo. Il potenziale di massa del cavo di terra del segnale digitale ad alta frequenza è generalmente incoerente. C'è spesso una certa differenza di tensione tra i due direttamente. Inoltre, il cavo di massa del segnale digitale ad alta frequenza contiene spesso componenti armonici molto ricchi del segnale ad alta frequenza. Quando il cavo di massa del segnale digitale e il cavo di massa del segnale analogico sono collegati direttamente, le armoniche del segnale ad alta frequenza interferiranno con il segnale analogico attraverso l'accoppiamento del cavo di massa. Pertanto, in circostanze normali, il filo di terra del segnale digitale ad alta frequenza e il filo di terra del segnale analogico devono essere isolati e un metodo di interconnessione a punto singolo può essere utilizzato in una posizione appropriata o può essere utilizzato un metodo di interconnessione a fascio magnetico ad alta frequenza.