Teknik PCB - Dapatkan integriti isyarat PCB, hanya 9 langkah

Integriti isyarat (Integriti isyarat, SI) merujuk kepada kualiti isyarat pada garis isyarat, iaitu kemampuan isyarat untuk menjawab dengan masa dan tegangan yang betul dalam sirkuit. Jika isyarat dalam sirkuit boleh mencapai penerima dengan masa, durasi, dan amplitud tekanan yang diperlukan, ia boleh ditentukan bahawa sirkuit mempunyai integriti isyarat yang baik. Sebaliknya, bila isyarat tidak dapat menjawab secara biasa, masalah integriti isyarat berlaku.

Masalah integriti isyarat boleh menyebabkan atau secara langsung menyebabkan kerosakan isyarat, ralat masa, data yang salah, alamat, baris kawalan, dan ralat sistem, dan bahkan kerosakan sistem. Ini telah menjadi masalah yang sangat berharga dalam desain produk kelajuan tinggi. Artikel ini pertama-tama memperkenalkan masalah integriti isyarat PCB, kemudian menjelaskan langkah integriti isyarat PCB, dan akhirnya memperkenalkan bagaimana untuk memastikan integriti isyarat desain PCB.

Masalah integriti isyarat PCB termasuk

Masalah integriti isyarat PCB terutamanya termasuk refleksi isyarat, perbualan salib, lambat isyarat, dan ralat masa.

1. Refleksi: Apabila isyarat dihantar pada garis penghantaran, apabila impedance karakteristik garis penghantaran pada PCB kelajuan tinggi tidak sepadan dengan impedance sumber atau impedance muatan isyarat, isyarat akan refleksi, menyebabkan bentuk gelombang isyarat melebihi dan melebihi bawah. Fenomen berdering. Overshot (Overs hoot) merujuk kepada puncak pertama (atau lembah) penggantian isyarat, yang merupakan kesan tenaga tambahan di atas aras kuasa atau di bawah aras tanah rujukan;

Tembakan bawah (Hut bawah) merujuk lembah berikutnya (atau puncak) penggantian isyarat. Tengah ketinggalan berlebihan sering mempengaruhi untuk masa yang lama untuk menyebabkan kerosakan peranti, ketinggalan mengurangkan margin bunyi, dan cincin meningkatkan masa yang diperlukan untuk stabilisasi isyarat, dengan itu mempengaruhi masa sistem.

2. Crosstalk: Dalam PCB, crosstalk merujuk kepada gangguan bunyi yang tidak diinginkan disebabkan oleh tenaga elektromagnetik kepada garis trasmis bersebelahan melalui kapasitasi dan penyambungan induksi bersebelahan apabila isyarat menyebar pada garis trasmis. Ia adalah medan elektromagnetik disebabkan oleh struktur yang berbeza. Dihasilkan oleh interaksi di kawasan yang sama. Kapensiensi saling mengakibatkan semasa sambungan, yang dipanggil saling bercakap kapasitif; dan induktif saling mengakibatkan tekanan sambungan, yang dipanggil percakapan saling induktif. Pada PCB, perbualan salib berkaitan dengan panjang jejak, jarak garis isyarat, dan keadaan pesawat tanah rujukan.

3. Lambat isyarat dan ralat masa: isyarat dihantar pada wayar PCB pada kelajuan terbatas, dan isyarat dihantar dari hujung pemandu ke hujung penerima, semasa ada lambat penghantaran. Lambat isyarat yang berlebihan atau lambat isyarat tidak sepadan mungkin menyebabkan ralat masa dan kekeliruan fungsi peranti logik.

Analisis desain sistem digital kelajuan tinggi analisis integriti isyarat tidak hanya dapat meningkatkan prestasi produk secara efektif, tetapi juga pendek cikel pembangunan produk dan mengurangkan kos pembangunan. Dengan pembangunan sistem digital dalam arah kelajuan tinggi dan densiti tinggi, ia sangat penting dan diperlukan untuk menguasai alat desain ini.

Dalam peningkatan terus menerus dan peningkatan model analisis integriti isyarat dan algoritma analisis kalkulasi, kaedah desain sistem digital menggunakan integriti isyarat untuk desain komputer dan analisis akan dilaksanakan secara luas dan secara keseluruhan.

Langkah integriti isyarat PCB

1. Persiapan sebelum desain

Sebelum rancangan bermula, kita mesti pertama-tama berfikir dan menentukan strategi rancangan, untuk membimbing kerja seperti pemilihan komponen, pemilihan proses dan kawalan biaya produksi papan sirkuit. Apabila SI berkaitan, perlu melakukan kajian secara lanjut untuk membentuk petunjuk merancang atau merancang untuk memastikan keputusan rancangan tidak mempunyai masalah SI yang jelas, masalah saling bercakap atau masa.

2. Stacking papan sirkuit

Beberapa pasukan projek mempunyai autonomi besar dalam menentukan bilangan lapisan PCB, sementara yang lain tidak. Oleh itu, penting untuk memahami di mana anda berada.

Soalan penting lain termasuk: Apa toleransi penghasilan yang dijangka? Apakah konstan pengisihan yang dijangka pada papan sirkuit? Apakah ralat yang dibenarkan bagi lebar dan jarak baris? Apakah ralat yang boleh dibenarkan bagi tebal dan ruang lapisan tanah dan lapisan isyarat? Semua huruf ini

Maklumat boleh digunakan dalam fasa prakawalan.

Berdasarkan data di atas, anda boleh memilih untuk kaskad. Perhatikan bahawa hampir setiap PCB yang disisipkan ke papan sirkuit atau pesawat belakang lain mempunyai keperluan ketinggian, dan kebanyakan penghasil papan sirkuit mempunyai keperluan ketinggian tetap untuk jenis lain lapisan yang mereka boleh hasilkan, yang akan mengatasi banyak jumlah tumpukan akhir. Anda mungkin ingin bekerja dekat dengan pembuat untuk menentukan bilangan kaskad. Alat kawalan kemudahan patut digunakan untuk menghasilkan julat kemudahan sasaran untuk lapisan yang berbeza, dan toleransi penghasilan yang diberikan oleh penghasil dan pengaruh kabel bersebelahan mesti dianggap.

3. Kawalan Crosstalk dan impedance

Berpasang dari garis isyarat sebelah akan menyebabkan saling bercakap dan mengubah impedance garis isyarat. Analisis sambungan garis isyarat selari sebelah boleh menentukan ruang "selamat" atau dijangka (atau panjang kabel selari) antara garis isyarat atau antara berbeza jenis garis isyarat.

Contohnya, jika anda mahu hadapi salib nod isyarat jam-ke-data kepada kurang dari 100mV, tetapi simpan jejak isyarat selari, anda boleh guna pengiraan atau simulasi untuk mencari jarak minimum yang boleh dibenarkan diantara isyarat pada mana-mana lapisan kawat yang diberi. Pada masa yang sama, jika rancangan mengandungi nod impedance yang penting (atau jam atau arkitektur memori kelajuan tinggi yang didedikasikan), anda mesti letakkan kawat pada satu lapisan (atau beberapa lapisan) untuk mendapatkan impedance yang diinginkan.

4. Nod kelajuan tinggi penting

Lengahan dan peluncuran masa adalah faktor kunci yang mesti dianggap dalam laluan jam. Kerana keperluan masa yang ketat, nod tersebut biasanya mesti guna peranti penghentian untuk mencapai kualiti SI terbaik. Nod ini sepatutnya ditentukan secara lanjut, dan masa yang diperlukan untuk menyesuaikan tempatan komponen dan kabel sepatutnya dirancang untuk menyesuaikan indikator reka integriti isyarat.