Rancangan Elektronik - Analisis Design Kepercayaan Papan PCB dalam Sistem DSP

Dengan penggunaan peranti kelajuan tinggi, akan ada semakin banyak reka sistem DSP kelajuan tinggi (pemprosesan isyarat digital), dan proses masalah isyarat dalam sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi telah menjadi isu reka penting. Dalam rancangan ini, karakteristiknya ialah kadar data sistem, kadar jam dan ketepatan sirkuit terus meningkat, dan rancangan papan PCB menunjukkan karakteristik perilaku yang sama sekali berbeza dari rancangan kelajuan rendah, iaitu, masalah integriti isyarat dan masalah gangguan yang teruk berlaku. Masalah kompatibilitas elektromagnetik, dll.

Masalah ini boleh menyebabkan atau secara langsung menyebabkan kerosakan isyarat, ralat masa, data yang salah, alamat dan garis kawalan, ralat sistem, dan bahkan kerosakan sistem. Kegagalan memecahkan mereka akan mempengaruhi prestasi sistem dan membawa kerugian yang luar biasa. Kaedah untuk menyelesaikan masalah ini bergantung pada rancangan sirkuit. Oleh itu, kualiti desain papan PCB sangat penting. Ia adalah satu-satunya cara untuk mengubah konsep desain optimal menjadi realiti. Berikut membahas beberapa isu yang patut diperhatikan dalam rancangan kepercayaan papan PCB dalam sistem DSP kelajuan tinggi.

1. Ralat bekalan kuasa

Rancangan papan PCB sistem DSP kelajuan tinggi perlu mempertimbangkan masalah rancangan bekalan kuasa. Dalam rancangan bekalan kuasa, kaedah berikut biasanya digunakan untuk menyelesaikan masalah integriti isyarat.

1. Pertimbangkan pemisahan kuasa dan tanah

Walaupun papan sirkuit mempunyai lapisan tanah dan lapisan kuasa yang ditugaskan, kapasitor tertentu dan secara rasional perlu ditambah antara bekalan kuasa dan tanah. Untuk menyimpan ruang dan mengurangkan bilangan lubang melalui, ia disarankan untuk menggunakan lebih banyak kondensator cip. Kapdensator cip boleh ditempatkan di belakang papan PCB, iaitu, permukaan tentera.

Kapdensator cip disambung ke lubang melalui dengan wayar lebar dan disambung ke bekalan kuasa dan tanah melalui lubang melalui.

2. Peraturan kabel mempertimbangkan distribusi kuasa

lapisan kuasa analog dan digital terpisah

Komponen analog kelajuan tinggi dan ketepatan tinggi sangat sensitif kepada isyarat digital. Contohnya, penyembah akan amplifikasikan bunyi tukar untuk membuatnya dekat dengan isyarat denyut, jadi bahagian analog dan digital papan, lapisan kuasa biasanya diperlukan untuk dipisahkan.

3. Isolate sensitive signals

Beberapa isyarat sensitif (seperti jam frekuensi tinggi) adalah khususnya sensitif kepada gangguan bunyi, dan tindakan izolasi tahap tinggi mesti diambil untuk mereka. Jam frekuensi tinggi (jam di atas 20MHz, atau jam dengan masa penukaran kurang dari 5ns) mesti mempunyai pengawal wayar tanah, lebar baris jam sepatutnya sekurang-kurangnya 10 juta, dan lebar wayar tanah pengawal sepatutnya sekurang-kurangnya 20 juta. Lubang itu berada dalam kenalan yang baik dengan tanah, dan setiap 5cm ditembak untuk menyambung dengan tanah; penentang pembumik 22Ω～220Ω mesti disambung dalam siri pada sisi penghantaran jam. Pergangguan disebabkan oleh bunyi isyarat yang dibawa oleh garis-garis ini boleh dihindari.

2. Ralat perisian dan perangkat keras desain anti-jamming

Secara umum, papan PCB sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi dirancang oleh pengguna mengikut keperluan khusus sistem. Kerana kemampuan desain terbatas dan keadaan makmal, jika tindakan anti-gangguan yang sempurna dan boleh dipercayai tidak diambil, selepas persekitaran kerja tidak ideal, terdapat gangguan elektromagnetik akan menyebabkan aliran program DSP mengacaukan. Apabila kod kerja biasa DSP tidak dapat dipulihkan, program akan lari atau terhempas, dan beberapa komponen mungkin rosak. Perhatian patut diberikan untuk mengambil tindakan anti-gangguan yang sepadan.

1. Cipta anti-gangguan perkakasan

Efisiensi anti-jamming perkakasan tinggi. Apabila kompleksiti sistem, kos, dan volum boleh diterima, desain anti-jamming perkakasan lebih suka. Teknologi anti-jamming perkakasan biasa digunakan boleh dikira sebagai berikut:

(1) Penapis perkakasan: Penapis RC boleh mengurangkan semua jenis isyarat gangguan frekuensi tinggi. Contohnya, gangguan "burr" boleh ditahan.

(2) Pendaratan yang masuk akal: Design yang masuk akal sistem pendaratan. Untuk sistem sirkuit digital dan analog kelajuan tinggi, penting untuk mempunyai lapisan bawah-impedance, kawasan besar. Lapisan tanah tidak hanya boleh menyediakan laluan kembali impedance rendah untuk arus frekuensi tinggi, tetapi juga membuat EMI dan RFI lebih kecil, dan ia juga mempunyai kesan perisai pada gangguan luaran. Sepisahkan tanah analog dari tanah digital semasa rancangan PCB.

(3) Ukuran perisai: kuasa AC, kuasa frekuensi tinggi, peralatan tenaga tinggi, dan percikan elektrik yang dijana oleh lengkung akan menghasilkan gelombang elektromagnetik dan menjadi sumber bunyi gangguan elektromagnetik. Shell logam boleh digunakan untuk mengelilingi peranti yang disebut atas dan tanah mereka. Pasangan perisai ini gangguan disebabkan oleh induksi elektromagnetik sangat efektif.

2. Ralat lunak anti-jamming

Perisian anti-jamming mempunyai keuntungan yang perkakasan anti-jamming tidak boleh diganti. Dalam sistem aplikasi DSP, kemampuan anti-jamming perisian juga patut dipotong sepenuhnya untuk minimumkan pengaruh gangguan. Beberapa kaedah anti-jamming perisian yang berkesan diberi di bawah.

(1) Penapisan digital: Bunyi isyarat input analog boleh dihapuskan dengan penapisan digital. Teknik penapisan digital yang biasa digunakan adalah: penapisan median, penapisan aritmetik bermata dan sebagainya.

(2) Tetapkan perangkap: tetapkan seksyen program but di kawasan program yang tidak digunakan. Apabila program diganggu dan melompat ke kawasan ini, program but akan memandu program yang ditangkap ke alamat yang dinyatakan, dan guna program istimewa untuk betulkan program ralat di sana. Untuk proses.

(3) Pembatasan arahan: Sisip dua atau tiga bait arahan tiada operasi NOP selepas arahan dua bait dan arahan tiga bait, yang boleh menghalang program daripada dibawa secara automatik ke trek yang betul apabila sistem DSP diganggu oleh program yang melarikan diri.

Tiga, rekaan kompatibilitas elektromagnetik

Kompatibiliti elektromagnetik merujuk kepada kemampuan peralatan elektronik untuk bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik kompleks. Tujuan rekaan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk memungkinkan peralatan elektronik untuk menekan semua jenis gangguan luaran, tetapi juga untuk mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik kepada peralatan elektronik lain. Dalam papan PCB sebenar, terdapat lebih atau kurang fenomena gangguan elektromagnetik, iaitu, percakapan salib antara isyarat sebelah. Saiz perbualan salib berkaitan dengan kapasitasi yang disebarkan dan induktansi yang disebarkan diantara loops. Untuk menyelesaikan gangguan elektromagnetik antara isyarat ini, tindakan berikut boleh diambil:

1. Pilih lebar wayar yang masuk akal

Kesan semasa sementara pada garis dicetak terutamanya disebabkan oleh induktan wayar dicetak, dan induktannya adalah proporsional dengan panjang wayar dicetak dan secara terbaliknya proporsional dengan lebar. Oleh itu, penggunaan wayar pendek dan lebar adalah berguna untuk menekan gangguan. Kawalan isyarat pemimpin jam dan pemacu bas sering mempunyai aliran sementara besar, dan wayar cetak mereka sepatutnya pendek yang mungkin. Untuk sirkuit komponen diskret, lebar wayar dicetak adalah kira-kira 1.5 mm untuk memenuhi keperluan; bagi sirkuit terpasang, lebar wayar dicetak dipilih antara 0.2mm hingga 1.0mm.

2. Mengadopsi struktur kawat bentuk grid dalam tic-tac-toe.

Kaedah khusus adalah untuk mengarahkan secara mengufuk pada satu lapisan papan PCB dan mengarahkan secara menegak pada lapisan berikutnya.

Keempat, rancangan penyebaran panas

Untuk memudahkan penyebaran panas, papan cetak terbaik dipasang sendiri, dan ruang papan sepatutnya lebih besar dari 2cm. Pada masa yang sama, perhatikan peraturan bentangan komponen pada papan cetak. Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak mungkin dengan pinggir papan cetak untuk pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi diatur sebanyak yang mungkin ke atas papan cetak, dengan itu mengurangkan kesannya pada suhu komponen lain. Komponen yang lebih sensitif kepada suhu patut ditempatkan di kawasan dengan suhu relatif rendah sebanyak mungkin, dan tidak patut ditempatkan langsung di atas peranti yang menghasilkan jumlah besar panas.

Dalam pelbagai rancangan sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi, bagaimana untuk mengubah rancangan sempurna dari teori ke realiti bergantung pada papan PCB berkualiti tinggi. Frekuensi operasi sirkuit DSP semakin meningkat, pins semakin padat, dan gangguan semakin meningkat. Bagaimana untuk meningkatkan kualiti isyarat adalah sangat penting. Oleh itu, sama ada prestasi sistem adalah baik atau tidak tidak boleh dipisahkan dari kualiti papan PCB desainer PCB.