Teknologi Microwave - Sepuluh trik untuk mendapatkan kabel sirkuit frekuensi tinggi PCB berkesan

Sepuluh trik untuk mendapatkan kabel sirkuit frekuensi tinggi PCB berkesan

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 sirkuit frekuensi tinggi adalah proses rancangan yang sangat rumit, dan kabelnya sangat penting untuk seluruh rancangan!

Kabel papan berbilang lapisan trik pertama

Sirkuit frekuensi tinggi cenderung mempunyai integrasi tinggi dan ketepatan kawat 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.

Beberapa data menunjukkan bahawa apabila bahan yang sama digunakan, bunyi papan empat lapisan adalah 20dB 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 papan PCB dengan bilangan lapisan yang sesuai bila melaksanakan Bentangan PCB. Perrancangan bentangan komponen yang masuk akal, dan gunakan peraturan kabel yang betul untuk menyelesaikan rancangan.

Trik kedua ialah menggunakan pin peranti elektronik kelajuan tinggi 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.

Trik ketiga ialah yang memimpin antara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi adalah sebaik mungkin pendek

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.

Trik keempat ialah bilangan lapisan utama diantara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi adalah sebanyak mungkin.

Yang dipanggil "semakin kurang alternatif antar-lapisan pemimpin, semakin baik" bermakna semakin kurang vias (Via) digunakan dalam proses sambungan komponen, semakin baik. Menurut sisi, satu melalui boleh membawa sekitar 0.5pF kapasitas yang disebarkan, dan mengurangi bilangan vias boleh meningkatkan kelajuan yang signifikan dan mengurangi kemungkinan ralat data.

Trik kelima adalah untuk memperhatikan "crosstalk" yang diperkenalkan oleh garis isyarat dalam laluan selari yang dekat

Kabel sirkuit frekuensi tinggi patut memperhatikan "crosstalk" yang diperkenalkan oleh laluan selari dekat garis isyarat. 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:

Jika ruang kawat membenarkan, penyisipan kawat tanah atau pesawat tanah diantara dua kawat dengan percakapan salib yang lebih serius boleh bermain peran dalam pengasingan dan mengurangkan percakapan salib.

Apabila terdapat medan elektromagnetik berbeza-masa dalam ruang 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.

Di bawah perkiraan bahawa ruang kawat membenarkan, meningkatkan jarak antara garis isyarat sebelah, mengurangkan panjang selari garis isyarat, dan cuba membuat garis jam tegak pada garis isyarat kunci selain dari selari.

Jika kabel selari dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dihindari, dalam dua lapisan bersebelahan, arah kabel mesti bertentangan satu sama lain.

Dalam sirkuit digital, isyarat jam biasa adalah isyarat dengan perubahan tepi pantas dan salib luaran tinggi. Oleh itu, dalam rancangan, garis jam sepatutnya dikelilingi oleh garis tanah dan ditembak lebih banyak lubang garis tanah untuk mengurangi kapasitas yang disebarkan, dengan itu mengurangi perbualan 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 emisi. Latihan telah membuktikan bahawa menggunakan kaedah ini untuk menghapuskan percakapan salib kadang-kadang boleh memberikan keputusan segera.

Trik keenam ialah menambah kondensator penghapusan frekuensi tinggi ke pins kuasa blok sirkuit terintegrasi

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

Trik ketujuh adalah untuk mengisolasi wayar tanah isyarat digital frekuensi tinggi dari wayar tanah isyarat analog

Apabila wayar tanah analog, wayar tanah digital, dll. disambungkan dengan wayar tanah awam, gunakan kaos magnetik yang tercekik frekuensi tinggi untuk menyambung atau secara langsung mengisolasi dan pilih tempat yang sesuai untuk 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 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.

Trik ke-8 untuk menghindari gelung yang terbentuk dengan penghalaan

Semua jenis jejak isyarat frekuensi tinggi tidak patut membentuk loop sebanyak mungkin. Jika ia tidak dapat dihindari, kawasan loop seharusnya sebanyak mungkin.

Trik ke-sembilan mesti memastikan padanan impedance isyarat yang baik

Dalam proses penghantaran isyarat, apabila impedance tidak sepadan, isyarat akan dicampur 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:

Peraturan kawat USB. Jalan perbezaan isyarat USB diperlukan, lebar baris ialah 10 mil, jarak baris ialah 6 mil, dan jarak baris 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 berbeza isyarat LVDS, lebar baris 7mil, ruang baris 6mil, tujuan adalah mengawal halangan isyarat berbeza HDMI ke 100+-15% ohm

Peraturan kawat 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.

Trik ke-10 untuk menjaga integriti penghantaran isyarat

Kekalkan integriti penghantaran isyarat dan halang "fenomena lompatan tanah" disebabkan oleh pemisahan tanah.