Rancangan Elektronik - Sepuluh peraturan reka papan PCB frekuensi tinggi dan kemahiran kawat

Sepuluh peraturan reka papan PCB frekuensi tinggi dan kemahiran kawat

Jika frekuensi sirkuit logik digital mencapai atau melebihi 45MHZ~50MHZ, dan sirkuit yang bekerja di atas frekuensi ini telah mengambil bahagian tertentu dari seluruh sistem elektronik (contohnya, 1/3), ia biasanya dipanggil sirkuit frekuensi tinggi.

Rancangan papan PCB frekuensi tinggi adalah proses rancangan yang sangat rumit, dan kabelnya sangat penting untuk semua rancangan!

[Trik pertama] Kabel papan berbilang lapisan Sirkuit frekuensi tinggi cenderung mempunyai darjah tinggi integrasi dan ketepatan kabel tinggi. Penggunaan papan berbilang lapisan tidak hanya diperlukan untuk kawat, tetapi juga cara yang efektif untuk mengurangi gangguan.

Dalam tahap Bentangan PCB, pemilihan yang masuk akal saiz papan cetak dengan sejumlah lapisan tertentu boleh menggunakan lapisan sementara untuk menetapkan perisai, lebih baik sedar pendaratan terdekat, dan dengan efektif mengurangkan induktan parasit dan pendek panjang transmisi isyarat, Sementara masih mempertahankan yang besar Semua kaedah ini berguna untuk kepercayaan sirkuit frekuensi tinggi, seperti pengurangan amplitude gangguan salib isyarat.

Menurut data, apabila bahan yang sama digunakan, bunyi papan empat lapisan 20 dB lebih rendah daripada papan dua sisi.

Namun, ada juga masalah. Semakin tinggi bilangan setengah lapisan PCB, semakin kompleks proses penghasilan dan semakin tinggi biaya unit. Ini memerlukan kita untuk memilih PCB dengan lapisan yang sesuai selain memilih bilangan lapisan yang sesuai. Perrancangan bentangan komponen yang masuk akal, dan gunakan peraturan kabel yang betul untuk menyelesaikan rancangan.

[Trik kedua] Semakin kurang bengkok petunjuk antara pins peranti elektronik kelajuan tinggi, semakin baik. Pemimpin litar frekuensi tinggi adalah terbaik untuk menggunakan garis lurus penuh, yang perlu ditukar. Baris patah 45 darjah atau lengkung bulatan boleh digunakan. Keperluan ini dalam sirkuit frekuensi rendah. Ia hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan penyesuaian foil tembaga, tetapi dalam sirkuit frekuensi tinggi, memenuhi keperluan ini boleh mengurangkan emisi luaran dan sambungan antara satu sama lain isyarat frekuensi tinggi.

[Trik ketiga] Semakin pendek petunjuk antara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik. Intensiti radiasi isyarat adalah proporsional dengan panjang garis isyarat. Semakin panjang pemimpin isyarat frekuensi tinggi, semakin mudah ia untuk pasang dengan ia dekat dengannya. Untuk garis isyarat frekuensi tinggi seperti jam isyarat, oscilator kristal, data DDR, garis LVDS, garis USB, garis HDMI, dll., ia diperlukan untuk menjaga jejak sebagai pendek yang mungkin.

[Trik keempat] Semakin kurang alternatif lapisan utama antara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik. The so-called "the less lead layer alternation, the better" refers to the fewer vias (via) used in the component connection process, the better . Di sisi data, satu melalui boleh membawa kira-kira 0.5pF kapasitas yang disebarkan. Kekurangan bilangan vial boleh meningkatkan kelajuan dengan signifikan dan mengurangkan kemungkinan ralat data.

[Tip Kelima] Perhatikan pada "salib bercakap" yang diperkenalkan oleh garis isyarat dalam laluan selari dekat. Kabel sirkuit frekuensi tinggi patut memperhatikan "crosstalk" yang diperkenalkan oleh garis isyarat dalam laluan selari yang dekat. Crosstalk merujuk kepada garis isyarat yang tidak tersambung secara langsung. Fenomen pasangan.

Kerana isyarat frekuensi tinggi dihantar dalam bentuk gelombang elektromagnetik sepanjang garis pemindahan, garis isyarat akan bertindak sebagai antena, dan tenaga medan elektromagnetik akan dihantar disekitar garis pemindahan. Isyarat bunyi tidak diinginkan dijana diantara isyarat disebabkan sambungan antara medan elektromagnetik. Dipanggil crosstalk (Crosstalk).

Parameter lapisan PCB, jarak garis isyarat, ciri-ciri elektrik hujung pemandu dan hujung penerima, dan kaedah penghentian garis isyarat semua mempunyai kesan tertentu pada perbualan salib.

Oleh itu, untuk mengurangkan salib isyarat frekuensi tinggi, ia diperlukan untuk melakukan yang berikut sebanyak mungkin apabila kabel: apabila ruang kabel membenarkan, masukkan wayar tanah atau pesawat tanah antara dua wayar dengan salib berbincang yang lebih serius. Main peran pengasingan dan mengurangkan percakapan salib.

Apabila terdapat medan elektromagnetik berbeza-masa dalam ruang sekitar garis isyarat, jika mustahil untuk mengelakkan distribusi selari, kawasan besar "ground" boleh diatur di sisi bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangkan gangguan.

Jika ruang kawat membenarkan, meningkatkan ruang antara garis isyarat sebelah, mengurangkan panjang selari garis isyarat, dan cuba membuat garis jam tegak ke garis isyarat kunci selain dari selari. Jika jejak selari dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dihindari, arah jejak mesti bertentangan satu sama lain dalam dua lapisan bersebelahan.

Dalam litar digital, isyarat jam biasa adalah isyarat dengan perubahan tepi cepat, yang mempunyai salib luaran tinggi. Oleh itu, dalam rancangan, ia disarankan untuk mengelilingi garis jam dengan wayar tanah dan menekan lebih banyak lubang wayar tanah untuk mengurangi kapasitas yang disebarkan, dengan itu mengurangi percakapan salib. Untuk jam isyarat frekuensi tinggi, cuba guna isyarat berbeza jam tenaga rendah dan balik mod tanah, dan perhatikan integriti punching tanah pakej.

Terminal input yang tidak digunakan tidak patut ditangguhkan, tetapi ditangguhkan atau disambung dengan bekalan kuasa (bekalan kuasa juga ditangguhkan dalam loop isyarat frekuensi tinggi), kerana garis ditangguhkan mungkin sama dengan antena penghantaran, dan grounding boleh halang penghantaran. Latihan telah membuktikan bahawa menggunakan kaedah ini untuk menghapuskan percakapan salib kadang-kadang boleh memberikan keputusan segera.

[Trik keenam] Tambah kondensator penghapusan frekuensi tinggi ke pin bekalan kuasa blok sirkuit terintegrasi. Tambah kondensator pemisahan frekuensi tinggi ke pin bekalan kuasa setiap blok sirkuit terintegrasi. Meningkatkan kondensator pemisahan frekuensi tinggi pin bekalan kuasa boleh secara efektif menekan gangguan harmonik frekuensi tinggi pada pin bekalan kuasa.

[Trik ketujuh] Kabel tanah isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar tanah isyarat analog sepatutnya diasingkan. Apabila menyambungkan wayar tanah analog, wayar tanah digital, dll. ke wayar tanah awam, gunakan wayar magnetik tercekik frekuensi tinggi untuk menyambung atau secara langsung mengisolasi dan pilih tempat yang sesuai. Sambungan titik tunggal.

Potensi tanah wayar tanah isyarat digital frekuensi tinggi secara umum tidak konsisten. Kadang-kadang ada perbezaan tekanan tertentu antara kedua-dua secara langsung. Selain itu, wayar tanah isyarat digital frekuensi tinggi sering mengandungi komponen harmonik yang sangat kaya isyarat frekuensi tinggi. Apabila wayar tanah isyarat digital dan wayar tanah isyarat analog tersambung secara langsung, harmonik isyarat frekuensi tinggi akan mengganggu isyarat analog melalui sambungan wayar tanah.

Oleh itu, dalam keadaan normal, wayar tanah isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar tanah isyarat analog patut diasingkan, dan kaedah sambungan titik tunggal di kedudukan yang sesuai boleh diterima, atau kaedah sambungan dengan penyekitan magnetik frekuensi tinggi boleh digunakan.

[Trik lapan] menghindari gelung yang dibentuk oleh jejak. Cuba jangan bentuk gelung dalam pelbagai jejak isyarat frekuensi tinggi. Jika ia tidak dapat dihindari, jadikan kawasan loop sebagai kecil yang mungkin.

[Trik ke-9] Ia diperlukan untuk memastikan pertandingan impedance isyarat yang baik. Semasa penghantaran isyarat, apabila impedance tidak sepadan, isyarat akan mencerminkan dalam saluran penghantaran. Refleksi akan menyebabkan isyarat komposit membentuk overshoot, menyebabkan isyarat overshoot. Berubah di sekitar ambang logik.

Cara asas untuk menghapuskan refleksi adalah untuk sepadan dengan impedance isyarat penghantaran dengan baik. Oleh kerana perbezaan yang lebih besar antara impedance muatan dan impedance karakteristik garis penghantaran, lebih besar refleksi, jadi impedance karakteristik garis penghantaran isyarat sepatutnya dijadikan sama dengan impedance muatan sebanyak mungkin.

Pada masa yang sama, perhatikan bahawa garis penghantaran pada PCB tidak perlu mempunyai perubahan tiba-tiba atau sudut, dan cuba untuk menjaga halangan setiap titik garis penghantaran terus menerus, jika tidak akan ada refleksi antara pelbagai segmen garis penghantaran.

Ini memerlukan bahawa semasa kabel PCB kelajuan tinggi, peraturan kabel berikut mesti diaktifkan: peraturan kabel USB.

Memerlukan laluan perbezaan isyarat USB, lebar garis ialah 10 mil, jarak garis ialah 6 mil, dan jarak garis tanah dan garis isyarat ialah 6 mil.

Peraturan kabel HDMI.

Jalan perbezaan isyarat HDMI diperlukan, lebar baris ialah 10 mil, jarak baris ialah 6 mil, dan jarak antara setiap dua set pasangan isyarat perbezaan HDMI melebihi 20 mil.

Peraturan kawat LVDS.

Memerlukan laluan perbezaan isyarat LVDS, lebar baris 7mil, jarak baris 6mil, tujuan adalah mengawal halangan pasangan isyarat perbezaan HDMI ke peraturan kawalan DDR ohm 100+-15%.

Kawalan DDR1 memerlukan isyarat untuk tidak melalui lubang sebanyak yang mungkin, garis isyarat mempunyai lebar yang sama, dan garis-garis mempunyai ruang yang sama. Kawalan mesti memenuhi prinsip 2W untuk mengurangi perbualan salib antara isyarat. Untuk peranti kelajuan tinggi DDR2 dan di atas, data frekuensi tinggi juga diperlukan. Garis sama dalam panjang untuk memastikan persamaan impedance isyarat.

Kekalkan integriti penghantaran isyarat. Kekalkan integriti penghantaran isyarat untuk mencegah "fenomena lompatan tanah" disebabkan oleh pemisahan wayar tanah.

PCB, atau papan sirkuit cetak, adalah pembawa sirkuit elektronik, dan pada masa yang sama, ia juga pautan terakhir dalam reka PCB.