Teknik PCB - Ujian kemampuan bentangan dan penghalaan PCB 1

Ujian kemampuan bentangan dan penghalaan PCB 1

Dalam rancangan produk elektronik, bentangan dan penghalaan PCB adalah langkah yang penting, dan kualiti bentangan dan penghalaan PCB akan mempengaruhi secara langsung prestasi sirkuit.

Sekarang, walaupun ada banyak perisian yang boleh menyadari pemasangan dan penghalaan automatik PCB. Namun, kerana frekuensi isyarat terus meningkat, dalam banyak kes, jurutera perlu memahami prinsip dan teknik as as pembentukan dan penghalaan PCB untuk membuat rancangan mereka sempurna.

Berikut meliputi prinsip asas yang relevan dan kemampuan desain bentangan PCB, dan menjawab soalan sulit mengenai bentangan PCB dalam bentuk soalan dan jawapan.

1. Pertanyaan: Masalah apa yang perlu diperhatikan apabila menyalurkan isyarat frekuensi tinggi?

Jawapan: Impedansi garis isyarat sepadan; ruang terpisah dari garis isyarat lain; bagi isyarat frekuensi tinggi digital, kesan garis perbezaan akan lebih baik.

2. Pertanyaan: Dalam bentangan papan, jika wayar adalah padat, mungkin ada lebih banyak vias, yang tentu akan mempengaruhi prestasi elektrik papan. Bagaimana saya boleh meningkatkan prestasi elektrik papan?

Jawapan: Untuk isyarat frekuensi rendah, vial tidak penting. Untuk isyarat frekuensi tinggi, minimumkan kunci. Jika ada banyak garis, pertimbangkan papan berbilang lapisan.

3. Pertanyaan: Adakah lebih baik menambah lebih banyak kondensator pemisahan di papan?

Jawapan: Kondensator penyahpautan perlu ditambah dengan nilai yang sesuai pada lokasi yang sesuai. Contohnya, tambahkan ia ke port bekalan kuasa peranti analog anda, dan anda perlu guna nilai kapasitasi berbeza untuk menapis isyarat spurious dari frekuensi berbeza.

4. Pertanyaan: Apakah piawai untuk papan yang baik?

Jawapan: Bentangan adalah masuk akal, kekuatan redundansi garis kuasa cukup, impedance frekuensi tinggi, dan kawat frekuensi rendah adalah mudah.

5. Pertanyaan: Berapa banyak pengaruh lubang melalui lubang dan lubang buta mempunyai perbezaan isyarat? Apa prinsip yang dilaksanakan?

Jawapan: Penggunaan lubang buta atau lubang terkubur adalah cara yang berkesan untuk meningkatkan ketepatan papan pelbagai lapisan, mengurangkan bilangan lapisan dan saiz papan, dan mengurangkan banyak bilangan yang dipotong melalui lubang. Bagaimanapun, dalam perbandingan, melalui lubang mudah dilaksanakan dalam proses dan biaya rendah, jadi melalui lubang biasanya digunakan dalam desain.

6. Pertanyaan: apabila ia berkaitan dengan sistem hibrid digital-analog, beberapa orang menyarankan bahawa lapisan elektrik patut dibahagi, dan pesawat tanah patut ditutup tembaga, dan beberapa orang menyarankan bahawa lapisan tanah elektrik patut dibahagi, dan dasar yang berbeza patut disambung di terminal sumber kuasa, tetapi ini akan mengembalikan isyarat laluan jauh, - bagaimana untuk memilih kaedah yang sesuai untuk aplikasi khusus?

Jawapan: Jika and a mempunyai garis isyarat frekuensi tinggi > 20MHz, dan panjang dan kuantiti relatif besar, maka anda perlukan sekurang-kurangnya dua lapisan untuk isyarat frekuensi tinggi analog ini. Lapisan garis isyarat, lapisan kawasan besar tanah, dan lapisan garis isyarat perlu menekan cukup butang ke tanah. Tujuan ini adalah:

Untuk isyarat analog, ini menyediakan keseluruhan pemindahan medium dan persamaan impedance;

Pesawat tanah mengisolasi isyarat analog dari isyarat digital lain;

Gelung tanah cukup kecil, kerana and a telah membuat banyak vias, dan tanah adalah pesawat besar.

7. Soalan: Dalam papan sirkuit, pemalam input isyarat berada di tepi kiri PCB, dan MCU berada di sebelah kanan. Kemudian cip bekalan kuasa yang stabil ditempatkan dekat dengan pemalam semasa bentangan (output IC kuasa 5V dicapai selepas laluan MCU relatif panjang), atau ditempatkan kuasa IC ke kanan tengah (garis output 5V IC kuasa lebih pendek apabila ia mencapai MCU, tetapi garis kuasa input melalui papan PCB yang lebih panjang)? Atau ada rancangan yang lebih baik?

Jawapan: Pertama-tama, adakah pemalam input isyarat anda sebagai peranti analog? Jika ia adalah peranti analog, disarankan bentangan bekalan kuasa anda tidak sepatutnya mempengaruhi integriti isyarat bahagian analog sebanyak mungkin. Oleh itu, terdapat beberapa pertimbangan:

Pertama-tama, sama ada cip bekalan kuasa anda adalah bekalan kuasa yang relatif bersih dengan garisan rendah. Untuk bekalan kuasa bahagian analog, keperluan bekalan kuasa relatif tinggi;

Sama ada bahagian analog dan MCU anda adalah bekalan kuasa yang sama, dalam rancangan sirkuit tinggi, disarankan untuk memisahkan bekalan kuasa bahagian analog dan bahagian digital;

Sumber kuasa ke bahagian digital perlu dianggap untuk mengurangkan kesan pada bahagian litar analog.

8. Soalan: Dalam aplikasi rantai isyarat kelajuan tinggi, terdapat tanah analog dan tanah digital untuk berbilang ASICs. Adakah bumi terpecah atau tidak terpecah? Apakah garisan yang wujud? Kesan mana yang lebih baik?

Jawaban: Sejauh ini, tiada kesimpulan. Dalam keadaan biasa, anda boleh rujuk ke manual cip. Manual semua cip hibrid ADI mencadangkan and a skema pendaratan, beberapa dicadangkan untuk tanah biasa, dan beberapa dicadangkan untuk pengasingan. Tergantung pada rancangan cip.

9. Soalan: Bila sepatutnya panjang sama garis dianggap? Jika anda ingin mempertimbangkan menggunakan wayar panjang sama, berapa banyak perbezaan antara panjang dua wayar isyarat tidak melebihi? Bagaimana untuk mengira?

Jawapan: Idea pengiraan baris berbeza: Jika and a hantar isyarat sinusoidal, perbezaan panjang anda sama dengan separuh panjang gelombang pengiriman, dan perbezaan fasa adalah 180 darjah. Pada masa ini, dua isyarat dibatalkan sepenuhnya. Jadi perbezaan dalam panjang pada masa ini adalah nilai. Dengan analogi, perbezaan garis isyarat mesti kurang dari nilai ini.

10. Q: Situasi apa yang sesuai untuk laluan ular dalam kelajuan tinggi? Adakah terdapat kelemahan, misalnya, untuk wayar berbeza, dua set isyarat diperlukan untuk ortogonal?

Jawapan: Jalan ular mempunyai fungsi berbeza disebabkan aplikasi berbeza:

Jika jejak serpentine muncul di papan komputer, ia terutama memainkan peran indutan penapis dan impedance yang sepadan untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan sirkuit. Jejak ular di papan ibu komputer terutama digunakan dalam beberapa isyarat jam, seperti PCI-Clk, AGPCIK, IDE, DIMM dan garis isyarat lain.

Jika ia digunakan dalam papan PCB umum, selain induktan penapis, ia juga boleh digunakan sebagai ikol induktan antena radio dan sebagainya. Contohnya, ia digunakan sebagai induktor dalam walkie-talkies 2.4G.

Keperluan panjang kawat untuk beberapa isyarat mesti sama. Panjang baris sama bagi papan PCB digital kelajuan tinggi adalah untuk menyimpan perbezaan lambat setiap isyarat dalam julat untuk memastikan kehendak data dibaca oleh sistem dalam siklus yang sama (perbezaan lambat melebihi Dalam satu siklus jam, data siklus berikutnya akan dibaca dengan salah).

Contohnya, terdapat 13 HUBLinks dalam arkitektur INTELHUB, yang menggunakan frekuensi 233MHz. Mereka mesti sama panjang untuk menghapuskan bahaya yang tersembunyi disebabkan masa tertunda. Angin adalah satu-satunya solusi. Secara umum, diperlukan bahawa perbezaan lambat tidak melebihi siklus jam 1/4, dan perbezaan lambat baris per unit panjang juga ditetapkan. Lembatan berkaitan dengan lebar baris, panjang baris, tebal tembaga, dan struktur lapisan, tetapi baris yang terlalu panjang akan meningkatkan kapasitas yang disebarkan dan induktan yang disebarkan. Kualiti isyarat telah berkurang.

Oleh itu, pins IC jam secara umum disambung; Sebaliknya, induktan akan menyebabkan perubahan fasa harmonik yang lebih tinggi di pinggir naik isyarat, menyebabkan kualiti isyarat berkurang, jadi ruang garis ular diperlukan untuk kurang dari dua kali lebar garis.

Semakin kecil masa naik isyarat, semakin susah terhadap pengaruh kapasitas yang disebarkan dan induktan yang disebarkan.

Jejak serpentine bertindak sebagai penapis LC parameter yang disebarkan dalam beberapa litar istimewa.