Data PCB - Analisi reka papan PCB dan integriti isyarat

1. Signal integrity analysis
Factors related to SI: reflections, crosstalk, radiasi. Refleksi disebabkan oleh ketidaksepadan impedance pada laluan penghantaran; crosstalk is caused by line spacing; radiasi berkaitan dengan peranti kelajuan tinggi sendiri dan Papan PCB desain.

Transmission line judgment
Using the previous formula for judging high-speed signals, frekuensi isyarat dan panjang laluan penghantaran perlu dianggap untuk perbezaan antara kelajuan tinggi dan kelajuan rendah.

Judgment steps:
1) Obtain the effective frequency Fknee of the signal and the trace length L;
2) Use Fknee to calculate the effective wavelength λknee of the signal, yang, λknee=C/Fknee;
3) Judging the relationship between L and 1/6xλknee, if L>1/6xλknee, isyarat adalah isyarat kelajuan tinggi, jika tidak ia adalah isyarat kelajuan rendah; di mana λknee=C/Fknee; di mana C adalah kelajuan sedikit lebih rendah daripada kelajuan cahaya, Fknee= 0.5/Tr (10%~90%), ia juga perlu dicatat bahawa jika tiada papan siap-dibuat untuk isyarat frekuensi 100M, frekuensi efektif Fknee boleh diharapkan, and Fknee is about 7 times the Fclock (signal period) ). If L>1/6xλknee, ia dianggap sebagai garis penghantaran, dan garis transmisi mesti mempertimbangkan refleksi isyarat yang mungkin disebabkan oleh ketidaksepadan impedance semasa proses transmisi. Reflection formula: signal reflection ρ=(Z2-Z1)/(Z2+Z1); where Z2 is the line impedance after the reflection point; Z1 is the line impedance before the reflection; the possible nilai of ρ is ±1, 0, apabila ia adalah apabila ia adalah 0, ia benar-benar diserap, dan apabila ia adalah ±1, ia dirampas. Refleksi isyarat disebabkan oleh ketidaksepadan impedance asal, laluan transmisi, dan penghentian. Pengurangan kaedah refleksi: Untuk mengurangkan refleksi isyarat sebanyak mungkin, Z2 dan Z1 perlu dekat dengan mungkin. Terdapat beberapa kaedah untuk sepadan impedance: serangkaian sepadan pada akhir penghantaran, parallel matching at the receiving end, bahagian tegangan yang sepadan pada hujung penerima, perlawanan selari perlawanan dan kapasitasi pada hujung penerima, dan persamaan selari dioda pada hujung penerima.
4) Receiver voltage divider matching
5) Parallel matching of resistance and capacitance at the receiving end
Advantages: less power consumption;
Disadvantage: There is a mismatch between the high and low levels of the receiving end. Kerana wujud kondensator, perubahan pinggir isyarat akan memperlambat.

2. Signal circuit
The signal loop mainly includes two paths, satu ialah laluan memandu dan yang lain ialah laluan loop. Aras isyarat diukur pada hujung penghantaran, laluan pemindahan dan akhir penerimaan adalah pada dasarnya tekanan isyarat pada kedudukan yang sepadan pada laluan pemandu dan laluan kembali. value, kedua-dua laluan sangat penting. Untuk menyediakan laluan kembalian lengkap, the following points need to be noted:
1) When the signal layer is changed, jangan ubah lapisan rujukan. Jika isyarat diubah dari lapisan isyarat 1 ke lapisan isyarat 2, lapisan rujukan adalah lapisan bawah 1. Dalam kes ini, laluan kembalian tidak perlu mengubah lapisan, yang, isyarat mengubah lapisan tidak mempunyai kesan pada laluan kembalinya.
2) When the signal changes layers, ciri rangkaian lapisan rujukan tidak diubah. Itulah, lapisan rujukan pada permulaan isyarat 1 adalah lapisan kuasa 1/lapisan tanah 1. Selepas menukar lapisan, lapisan rujukan isyarat 1 adalah lapisan kuasa 2/lapisan tanah 2. Ciri-ciri rangkaian lapisan rujukan tetap tidak berubah, semuanya adalah ciri-ciri GND atau kuasa. Laluan kembalian boleh dijalankan menggunakan laluan GND atau kuasa dekat. Di sini, dalam kes kelajuan tinggi, the capacitive and inductive reactance of the vias cannot be ignored. Dalam kes ini, botol-botol perlu dikurangkan untuk mengurangi pengaruh perubahan impedance disebabkan oleh botol-botol sendiri, dan mengurangkan pengaruh pada laluan kembali isyarat.
3) When the signal layer is changed, a melalui lubang dengan atribut yang sama dengan lapisan rujukan ditambah berhampiran isyarat melalui lubang.
4) If the network properties of the two reference layers are different before and after the layer change, dua lapisan rujukan diperlukan untuk berada dekat satu sama lain untuk mengurangi impedance antara lapisan dan jatuh tegangan pada laluan kembali.
5) When the signals of changing layers are dense, jarak tertentu patut dikekalkan antara saluran tanah atau kuasa terdekat. Apabila terdapat banyak isyarat untuk mengubah lapisan, perlu membuat lebih banyak botol ke tanah atau bekalan kuasa.

3. Crosstalk
The solution to crosstalk is that high-speed signals Papan PCB, isyarat jam, isyarat data lain, dll., jarak memenuhi prinsip 3W.