Teknik PCB - Jaga-jaga untuk merancang papan sirkuit PCB kelajuan tinggi

Jaga-jaga untuk merancang papan sirkuit PCB kelajuan tinggaThe number of stacks:A good laminated structure is the best preventive measure for most signal integrity problems and emc problems, and it is also the most misunderstood by people. Ada beberapa faktor di sini, dan cara yang baik untuk menyelesaikan satu masalah mungkin memperburuk masalah lain. Banyak penyedia rancangan sistem akan menyarankan bahawa sepatutnya ada sekurang-kurangnya satu pesawat terus menerus di papan sirkuit untuk mengawal keterangan dan kualiti isyarat. Selama harganya boleh diterima, ini adalah cadangan yang baik. Para konsultan EMC sering menyarankan meletakkan penuh tanah atau lapisan tanah pada lapisan luar untuk mengawal radiasi elektromagnetik dan sensitiviti kepada gangguan elektromagnetik. Ini juga cadangan yang baik dalam keadaan tertentu. Menganalisis masalah isyarat dalam struktur laminasi dengan model kapasitasi Namun, disebabkan arus sementara, kaedah ini mungkin bermasalah dalam beberapa rancangan umum. Pertama, mari kita lihat kes sederhana pasangan pesawat kuasa/pesawat tanah: ia boleh dilihat sebagai kondensator. Ia boleh dianggap bahawa lapisan kuasa dan lapisan tanah adalah dua plat kondensator. Untuk mendapatkan nilai kapasitasi yang lebih besar, and a perlu memindahkan kedua-dua plat lebih dekat bersama-sama (jarak D) dan meningkatkan konstan dielektrik (ε▼r ▼). Semakin besar kapasitasi, semakin rendah impedance, yang mana yang kita mahu kerana ia boleh menekan bunyi. Tidak peduli bagaimana lapisan lain diatur, lapisan kuasa utama dan lapisan tanah seharusnya bersebelahan dan di tengah tumpukan. Jika jarak antara lapisan kuasa dan lapisan tanah adalah besar, ia akan menyebabkan gelung semasa besar dan membawa banyak bunyi. Untuk papan 8 lapisan, meletakkan lapisan kuasa di satu sisi dan lapisan tanah di sisi lain akan menyebabkan masalah berikut

1. Sembunyi salib maksimum. Sebab peningkatan kapasitas bersama, perbualan salib antara lapisan isyarat lebih besar daripada perbualan salib lapisan mereka sendiri.2. Sirkulasi terbesar. Semasa mengalir di sekitar setiap pesawat kuasa dan selari dengan isyarat, jumlah besar semasa memasuki pesawat kuasa utama dan kembali melalui pesawat tanah. Karakteristik EMC akan berkurang kerana peningkatan semasa berkeliaran.3. Kehilangan kawalan atas impedance. Semakin jauh isyarat dari lapisan kawalan, semakin rendah akurat kawalan impedance disebabkan konduktor lain di sekelilingnya.4. Kerana ia mudah menyebabkan sirkuit pendek askar, ia mungkin meningkatkan biaya produk. Keterangan karakteristik:Kita mesti membuat pilihan kompromi antara prestasi dan kos. Sebab itu, saya di sini untuk bercakap tentang bagaimana mengatur papan sirkuit digital untuk mendapatkan ciri-ciri SI dan EMC terbaik. Pendarahan setiap lapisan PCB secara umum simetrik. Menurut pendapat rendah hati saya, lebih dari dua lapisan isyarat tidak perlu ditempatkan di sebelah satu sama lain; Jika tidak, kawalan atas SI akan hilang. Lebih baik meletakkan lapisan isyarat dalaman secara simetrik dalam pasangan. Kecuali beberapa isyarat perlu dihantar ke peranti smt, kita perlu minimumkan kawat isyarat luar. Langkah pertama skema reka yang baik adalah untuk reka struktur laminasi dengan betul untuk papan sirkuit dengan bilangan besar lapisan. Kita boleh ulangi kaedah tempatan ini banyak kali. Anda juga boleh tambah lapisan kuasa tambahan dan lapisan tanah; pastikan tiada pasangan lapisan isyarat antara dua lapisan kuasa. Kawalan isyarat kelajuan tinggi patut diatur dalam pasangan lapisan isyarat yang sama; kecuali ia ditemui kerana sambungan peranti SMT, prinsip ini tidak boleh dilanggar. Semua jejak isyarat sepatutnya mempunyai laluan kembalian umum (iaitu, pesawat tanah). Ada dua idea dan kaedah untuk menilai apa dua lapisan boleh dianggap sebagai pasangan:1. Pastikan isyarat kembalinya sama pada jarak yang sama. Ini bermakna isyarat perlu dijalankan secara simetrik pada kedua-dua sisi pesawat tanah dalaman. Keuntungannya ialah ia mudah untuk mengawal kekuatan dan arus yang berkeliaran; kelemahan adalah bahawa terdapat banyak botol di lapisan tanah, dan terdapat beberapa lapisan yang tidak berguna.2. Dua lapisan isyarat kabel sebelah. Keuntungan adalah bahawa kunci dalam lapisan tanah boleh dikawal ke minimum (menggunakan kunci terkubur); kelemahan ialah keefektivitas kaedah ini dikurangkan untuk beberapa isyarat kunci. Saya suka menggunakan kaedah kedua. Lebih baik sambungan tanah untuk pemandu unsur dan menerima isyarat boleh disambung secara langsung ke lapisan disebelah lapisan kawat isyarat. Sebagai prinsip kawat sederhana, lebar kawat permukaan dalam inci sepatutnya kurang dari satu pertiga masa naik pemacu dalam nanosekund (contohnya: lebar kawat TTL kelajuan tinggi ialah 1 inci). Jika ia diaktifkan oleh bekalan kuasa berbilang, lapisan tanah mesti diletakkan antara wayar bekalan kuasa untuk memisahkan mereka. Jangan bentuk kondensator, supaya tidak menyebabkan sambungan AC antara bekalan kuasa. Langkah-langkah yang disebut di atas adalah semua untuk mengurangi sirkulasi dan cross talk, dan menguatkan kemampuan kawalan impedance. Pesawat tanah juga akan membentuk "kotak perisai" EMC yang berkesan. Di bawah premis untuk mempertimbangkan pengaruh pada impedance karakteristik, kawasan permukaan yang tidak digunakan boleh dibuat menjadi lapisan tanah. Impedansi karakteristik Struktur laminasi yang baik boleh mengawal impedance secara efektif, dan jejaknya boleh membentuk struktur garis penghantaran yang mudah untuk dipahami dan boleh dijangka. Alat penyelesaian di lokasi boleh menangani masalah tersebut dengan baik, selama bilangan pembolehubah dikawal ke minimum, hasil yang cukup tepat boleh dicapai. Namun, apabila tiga atau lebih isyarat dikumpulkan bersama-sama, ini tidak perlu menjadi kes, dan sebabnya halus. Nilai penghalang sasaran bergantung pada teknologi proses peranti. Teknologi CMOS kelajuan tinggi boleh mencapai sekitar 70 Ω; Peranti TTL kelajuan tinggi biasanya boleh mencapai kira-kira 80 Ω hingga 100 Ω. Kerana nilai impedance biasanya mempunyai pengaruh besar pada toleransi bunyi dan penukaran isyarat, perlu berhati-hati bila memilih impedance; manual produk patut memberikan petunjuk mengenai hal ini. Hasil awal alat resolusi di lokasi mungkin menghadapi dua jenis masalah. Pertama adalah masalah pemandangan terbatas. Alat penyelesaian medan hanya menganalisis pengaruh jejak dekat, dan tidak mempertimbangkan jejak bukan selari pada lapisan lain yang mempengaruhi impedance. Alat penyelesaian di lokasi tidak dapat mengetahui perincian sebelum kabel, iaitu, apabila menandakan lebar jejak, tetapi kaedah pengaturan pasangan yang disebut atas boleh minimumkan masalah ini. Ia layak disebut pengaruh pesawat kuasa sebahagian. Papan sirkuit luar sering penuh dengan wayar tembaga di tanah selepas kawat, yang berguna untuk menekan EMI dan keseimbangan plating.