Teknologi Microwave - Bagaimana untuk kabel papan pcb frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi? Apa keahlian dan peraturannya?

Papan PCB frekuensi tinggi ditakrif sebagai papan sirkuit dengan frekuensi di atas 1GHz, dengan keperluan yang sangat tinggi untuk beberapa ciri fizikal, ketepatan, dan parameter teknik. Ia sering digunakan dalam sistem anti-kekacauan kenderaan, sistem satelit, sistem radio dan medan lain. Papan PCB frekuensi tinggi adalah pautan penting dalam kawat, yang secara langsung mempengaruhi operasi frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi. Hari ini saya akan bercakap tentang bagaimana mengawal papan PCB frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi.

Bagaimana papan sirkuit frekuensi tinggi boleh dikaitkan? Berikan perhatian khusus kepada kabel papan sirkuit frekuensi tinggi. Berdasarkan pengetahuan asas teknologi gelombang mikro, apabila panjang gelombang isyarat cukup kecil untuk proporsional dengan panjang garis trasmis, kita tidak boleh menganalisis sirkuit mengikut kaedah sirkuit lumped tradisional, tetapi guna medan Analisis teori, ini adalah teori garis trasmis. Sudah tentu, dalam keadaan normal, frekuensi isyarat sirkuit yang kita reka tidak akan terlalu tinggi. Panjang gelombang = kelajuan penghantaran isyarat/frekuensi isyarat. Secara umum, kelajuan penghantaran isyarat berkaitan dengan konstan dielektrik medium penghantaran. Kita boleh tetapkan kelajuan penghantaran isyarat seperti kelajuan cahaya. 3*10^8m/s (sebenarnya kurang daripada) Untuk isyarat 300Mhz, panjang gelombang adalah 1m, dan biasanya panjang baris pada papan PCB tidak akan mencapai 1m. Ia boleh dilihat bahawa kita tidak perlu bimbang terlalu banyak tentang isyarat dengan frekuensi rendah.

Apa keperluan kabel PCB frekuensi tinggi? Apabila frekuensi isyarat papan PCB frekuensi tinggi adalah tinggi, untuk mengurangkan refleksi isyarat, persamaan impedance diperlukan pada garis penghantaran. Secara umum, garis satu-akhir boleh digunakan untuk persamaan jauh atau persamaan terminal, dan isyarat perbezaan biasanya digantung antara garis perbezaan dekat terminal. Perpadanan perlawanan. Secara topik baru-baru ini, penghantaran isyarat LVDS pada garis perbezaan memerlukan penangkap 100 ohm untuk ditempatkan di ujung penerima untuk sepadan impedance. Menurut pengetahuan garis penghantaran, pengendalian karakteristik garis perbezaan mesti 100 ohms untuk sepadan sepenuhnya. Sebab ini, lebar garis dan jarak garis garis bagi garis perbezaan mempunyai keperluan yang ketat. Keterangan karakteristik garis perbezaan berkaitan dengan konstan dielektrik substrat, tebal substrat, tebal tembaga wayar, lebar garis garis perbezaan, jarak garis garis garis perbezaan, tebal minyak hijau substrat, dll. Formula pengiraan juga agak rumit.

Kekuatan kabel papan sirkuit frekuensi tinggi1. Semakin kurang lapisan utama alternatif diantara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik

Yang dipanggil "semakin kurang alternatif antar-lapisan pemimpin, semakin baik" bermakna semakin kurang vias (Via) digunakan dalam proses sambungan komponen, semakin baik. Sebuah melalui boleh membawa sekitar 0.5pF kapasitasi yang disebarkan, mengurangkan bilangan vial boleh meningkatkan kelajuan secara signifikan dan mengurangkan kemungkinan ralat data.

2. Pemimpin diantara pins peranti elektronik kelajuan tinggi sepatutnya dibelakang sebanyak mungkin

Kabel utama kabel sirkuit frekuensi tinggi adalah terbaik untuk mengadopsi garis lurus penuh, yang perlu ditukar. Ia boleh ditukar dengan garis patah 45 darjah atau lengkung bulatan. Keperluan ini hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan penyesuaian foil tembaga dalam sirkuit frekuensi rendah, sementara dalam sirkuit frekuensi tinggi, keperluan ini dipenuhi. Satu rekwiżit boleh mengurangi emisi luaran dan pasangan antara satu sama lain isyarat frekuensi tinggi.

3. Semakin pendek petunjuk antara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik

Intensiti radiasi isyarat adalah proporsional dengan panjang jejak garis isyarat. Semakin lama isyarat frekuensi tinggi memimpin, semakin mudah ia untuk pasang dengan komponen yang dekat dengannya. Oleh itu, untuk isyarat seperti jam, oscilator kristal, data DDR, baris LVDS, baris USB, baris HDMI dan baris isyarat frekuensi tinggi lain diperlukan untuk menjadi secepat mungkin.

Peraturan kabel papan PCB frekuensi tinggiFirst, high-frequency PCB board wiring needs to pay attention to the "crosstalk" introduced by the close parallel routing of the signal line High-frequency circuit wireing should pay attention to the "crosstalk" introduced by the close parallel routing of signal lines. Crosstalk merujuk kepada fenomena sambungan antara garis isyarat yang tidak tersambung secara langsung. 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 kerana sambungan antara medan elektromagnetik antara isyarat. Dipanggil percakapan salib (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:

(1) Apabila ruang kabel membenarkan, masukkan wayar tanah atau pesawat tanah antara dua wayar dengan perbualan salib yang lebih serius, yang boleh bermain peran pengasingan dan mengurangkan perbualan salib;

(2) Apabila terdapat medan elektromagnetik berbeza-masa dalam ruang yang mengelilingi garis isyarat, jika distribusi selari tidak dapat dihindari, kawasan besar "tanah" boleh diatur di sisi bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangi gangguan yang besar;

(3) Jika ruang kawat membenarkan, meningkatkan ruang antara garis isyarat sebelah, mengurangkan panjang selari garis isyarat, dan cuba membuat garis jam tegak pada garis isyarat kunci selain dari selari;

(4) Jika kabel selari dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dihindari, dalam dua lapisan bersebelahan, arah kabel mesti bertentangan satu sama lain;

(5) Dalam litar digital, isyarat jam biasa adalah isyarat dengan perubahan tepi cepat, yang mempunyai salib luaran tinggi. Oleh itu, dalam rancangan, garis jam sepatutnya dikelilingi oleh wayar tanah dan lebih banyak lubang wayar tanah sepatutnya digunakan untuk mengurangi kapasitas yang disebarkan, dengan itu mengurangi percakapan salib;

(6) Untuk jam isyarat frekuensi tinggi, cuba guna isyarat jam berbeza tenaga rendah dan balik mod tanah, dan perhatikan integriti punching tanah;

(7) Jangan tangguh terminal input yang tidak digunakan, tetapi tanah ia atau sambungkan kepada bekalan kuasa (bekalan kuasa juga ditanda dalam loop isyarat frekuensi tinggi), kerana wayar menggantung mungkin sama dengan antena penghantaran, dan pendaratan dapat menghalang penghantaran. Latihan telah membuktikan bahawa menggunakan kaedah ini untuk menghapuskan percakapan salib kadang-kadang boleh memberikan keputusan segera.

2. Isolasikan wayar tanah isyarat digital frekuensi tinggi dari wayar tanah isyarat analogWhen the analog ground wire, digital ground wire, etc. are connected to the public ground wire, use high-frequency choke magnetic beads to connect or directly isolate and select a suitable place for single-point interconnection. 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 disambung 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 akan diizoli, dan kaedah sambungan titik tunggal boleh digunakan pada kedudukan yang sesuai, atau kaedah sambungan magnetik penyekik frekuensi tinggi boleh digunakan.

3. Tambah kondensator penyahpautan frekuensi tinggi ke pin bekalan kuasa bagi blok sirkuit terintegrasi kondensator penyahpautan frekuensi tinggi ditambah ke pin bekalan kuasa bagi setiap blok sirkuit terintegrasi dekat. Meningkatkan kondensator pemisahan frekuensi tinggi pin bekalan kuasa boleh secara efektif menekan gangguan disebabkan oleh harmonik frekuensi tinggi pada pin bekalan kuasa.

Keempat, diperlukan untuk memastikan persamaan penghalang isyarat yang baik Dalam proses penghantaran isyarat, apabila penghalang tidak sepadan, isyarat akan rifleksi dalam saluran penghantaran, dan refleksi akan menyebabkan isyarat sintesis membentuk overshoot, menyebabkan isyarat bergerak berhampiran 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, sila perhatikan bahawa garis penghantaran pada PCB tidak boleh mempunyai perubahan tiba-tiba atau sudut, dan cuba untuk menjaga halangan setiap titik garis penghantaran terus menerus, jika tidak akan ada refleksi antara berbagai seksyen garis penghantaran. Ini memerlukan bahawa semasa kabel PCB kelajuan tinggi, peraturan kabel berikut mesti diaktifkan:

(1) Peraturan kabel LVDS. Memerlukan jejak perbezaan isyarat LVDS, lebar baris 7mil, barisThe distance is 6mil, the purpose is to control the differential signal impedance of HDMI to 100+-15% ohm;

(2) Peraturan kabel USB. Memerlukan laluan perbezaan isyarat USB, lebar baris 10mil, jarak baris 6mil, garis bawah dan jarak garis isyarat 6mil;

(3) 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;

(4) Peraturan kabel DDR. Jejak DDR1 memerlukan isyarat untuk tidak melalui lubang sebanyak yang mungkin, garis isyarat mempunyai lebar yang sama, dan garis-garis mempunyai ruang yang sama. Jejak 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.

Yang di atas adalah penjelasan terperinci tentang peraturan kabel, kemampuan kabel dan bagaimana untuk kabel papan PCB frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi. Hanya dengan memperhatikan dan menghindari boleh menyimpan integriti penghantaran isyarat dan mencegah "fenomena lompatan tanah" disebabkan oleh pembahagian wayar tanah. "