Rancangan Elektronik - Sepuluh perkongsian pengetahuan penting berkaitan dengan rancangan PCB kelajuan tinggi

Dalam kajian rancangan PCB kelajuan tinggi, terdapat banyak titik pengetahuan yang perlu dipahami dan dikawal, seperti integriti isyarat umum, refleksi, saling bercakap, bunyi kuasa, penapisan dan sebagainya. Artikel ini akan berkongsi 10 pengetahuan penting berkaitan dengan rancangan PCB kelajuan tinggi dengan anda, berharap untuk membantu anda belajar.

Integriti isyarat

Integriti isyarat (SI) merujuk kepada kualiti isyarat sepanjang laluan pemindahan, yang boleh menjadi wayar logam biasa, peranti optik, atau media lain.

Seorang konduktor sederhana boleh mengirim isyarat secara setia pada jarak pendek dan pada kadar bit rendah.

Bagaimanapun, jika isyarat kadar bit tinggi berjalan melalui beberapa konduktor berbeza, kesan berbilang boleh mengurangkan kepercayaan isyarat, sehingga sistem atau peralatan tidak boleh berfungsi dengan betul.

Dengan meningkat kelajuan pemilihan output bagi litar terintegrasi dan ketepatan PCB, integriti isyarat telah menjadi salah satu masalah yang mesti bimbang dalam rancangan PCB digital kelajuan tinggi.

Parameter komponen dan papan PCB, bentangan komponen pada papan PCB, kabel isyarat kelajuan tinggi dan faktor lain akan menyebabkan masalah integriti isyarat, yang menyebabkan operasi tidak stabil sistem, atau bahkan tidak berfungsi sama sekali.

Kecemasan integriti isyarat terutamanya termasuk panggilan, perbualan salib, lompatan mendarat, lapisan, kehilangan isyarat dan bunyi dalam bekalan kuasa.

refleksi

Refleksi adalah eko pada garis penghantaran. Beberapa kuasa isyarat (tegangan dan semasa) dihantar ke garis dan mencapai muatan, tetapi sebahagian tersembunyi.

Jika sumber dan muatan mempunyai impedance yang sama, refleksi tidak akan berlaku. Tidak sepadan dalam pengendalian antara sumber dan muatan membawa kepada refleksi talian, dengan muatan refleksi sebahagian tekanan kembali ke sumber.

Jika kekuatan muatan kurang daripada kekuatan sumber, tekanan terrefleks negatif, dan sebaliknya, jika kekuatan muatan lebih besar daripada kekuatan sumber, tekanan terrefleks positif.

Variasi dalam geometri wayar, penghentian wayar yang salah, penghantaran melalui konektor, dan keterlaluan dalam pesawat kuasa boleh menyebabkan refleksi seperti itu.

crosstalk

Crosstalk adalah sambungan antara dua garis isyarat. Induktan dan toleransi antara garis isyarat menyebabkan bunyi di garis.

Penyambungan kapasitif mengarah ke arus bersambung, sementara penyelambungan induktif mengarah ke tensi bersambung. Parameter lapisan papan PCB, jarak diantara garis isyarat, ciri-ciri elektrik penghujung pemandu dan penghujung menerima dan mod sambungan garis semua mempunyai pengaruh tertentu pada perbualan salib.

Impedan karakteristik

Untuk menjelaskan beberapa konsep, kita sering melihat impedance, impedance karakteristik, impedance seketika, secara ketat, mereka berbeza, tetapi semua sama, mereka masih definisi asas impedance:

Impedansi input permulaan garis penghantaran disebut sebagai impedance;

Impedansi segera yang isyarat bertemu pada bila-bila masa dipanggil Impedansi segera.

Jika garis transmisi mempunyai impedance instantaneous konstan, ia dipanggil impedance karakteristik garis transmisi.

Impedansi karakteristik menggambarkan impedance sementara bagi isyarat semasa ia berjalan sepanjang garis transmisi, yang merupakan faktor utama yang mempengaruhi integriti isyarat dalam litar garis transmisi.

Kecuali dinyatakan sebaliknya, pengendalian karakteristik biasanya disebut sebagai pengendalian garis penghantaran.

PS: Untuk rancangan PCB kelajuan tinggi, tujuan kita adalah untuk menjaga impedance sebagai stabil semasa penghantaran isyarat, yang mesti menjaga ch

arakteristik impedance garis transmisi stabil.

Integriti kuasa

Integriti Kuasa (PI) digunakan untuk memeriksa sama ada tekanan dan semasa pada sumber dan destinasi bekalan Kuasa memenuhi keperluan.

Integriti kuasa sangat penting dalam produk elektronik hari ini. Terdapat beberapa aras integriti kuasa: aras cip, aras pakej cip, aras papan, dan aras sistem.

Di antara mereka, integriti bekalan kuasa pada aras papan patut memenuhi tiga keperluan berikut:

Jadikan garis tekanan pin cip lebih kecil daripada spesifikasi (cth. ralat antara tekanan dan 1V kurang dari +/-50 mV)

Kawalan pemasangan semula (juga dikenali sebagai bunyi tukar SSN sinkronik, SSO output tukar sinkronik)

Kurangkan gangguan elektromagnetik (EMI) dan kekal kompatibilitas elektromagnetik (EMC): Rangkaian distribusi kuasa (PDN) adalah konduktor jenis papan sirkuit dan oleh itu antena yang mudah dihantar dan menerima bunyi.

Bunyi bekalan kuasa

Suara kuasa adalah jenis gangguan elektromagnetik, dan spektrum bunyi yang dihantar adalah kira-kira 10kHz~30MHz, sehingga 150MHz.

Bunyi bekalan kuasa, terutama gangguan bunyi sementara, kelajuan meningkatnya, jangka pendek, amplitud getaran tegangan tinggi, berjalan

Domness kuat, mikrokomputer dan elektrik digital louie menghasilkan gangguan serius.

Dalam sirkuit frekuensi tinggi, bunyi bekalan kuasa mempunyai kesan yang jelas pada isyarat frekuensi tinggi. Oleh itu, keperluan pertama bekalan kuasa adalah bunyi rendah. Lantai bersih sama penting di sini seperti elektrik bersih.

Penapis

Penapis gelombang adalah operasi untuk penapis frekuensi band spesifik isyarat, dan ia adalah tindakan penting untuk menekan dan mencegah gangguan.

bas paralel

Name Ia adalah koleksi kabel isyarat dan sambungan umum antara komponen berbilang. Ia digunakan untuk menghantar maklumat antara komponen.

Bus boleh dibahagi kepada dua jenis: satu ialah bas selari, yang lain ialah bas berantai.

Bus paralel: data berbilang boleh dihantar pada masa yang sama, seperti jalan luas yang membolehkan kereta berbilang memandu sebelah sebelah sebelah, dan ia mempunyai bahagian dua arah satu arah.

bas seri

Bus seri: hanya satu data boleh dihantar pada satu masa, seperti jalan yang sempit yang membolehkan hanya satu kereta untuk bepergian. Data mesti dihantar satu demi satu, yang kelihatan seperti rentetan data panjang, jadi ia dipanggil siri.

Topologi

Topologi merujuk kepada bentuk dimana setiap laman disambung satu sama lain dalam rangkaian. Topologi dalam rancangan PCB merujuk kepada hubungan sambungan antara cip.

Topologi umum termasuk titik ke titik, rantai Daisy, kumpulan jauh, bintang, dll.