Teknik PCB - Masalah dalam desain PCB kelajuan tinggi

Semasa frekuensi operasi peranti menjadi semakin tinggi, masalah integriti isyarat yang dihadapi oleh reka PCB kelajuan tinggi telah menjadi sebuah tekanan dalam reka-reka tradisional, dan jurutera menghadapi tantangan semakin meningkat dalam reka-reka penyelesaian lengkap. Walaupun alat simulasi kelajuan tinggi yang relevan dan alat sambungan boleh membantu desainer menyelesaikan beberapa masalah, desain PCB kelajuan tinggi juga memerlukan akumulasi terus menerus pengalaman dan pertukaran dalam diantara industri.

Disenaraikan di bawah adalah beberapa isu yang telah menerima perhatian yang luas.

Kesan topologi kawat pada integriti isyarat

Masalah integriti isyarat mungkin muncul bila isyarat dihantar sepanjang garis penghantaran pada papan PCB kelajuan tinggi. Bahasa jaringan STMicroelectronics bertanya: Untuk set bas (alamat, data, arahan) memandu hingga 4 atau 5 peranti (FLASH, SDRAM, dll.), apabila kabel PCB, bas tiba pada setiap peranti berturut-turut, sebagai pertama Sambung ke SDRAM, kemudian ke FLASH... Bus masih disebarkan dalam bentuk bintang, iaitu, ia dipisahkan dari tempat tertentu dan disambung ke setiap peranti. Yang mana dari dua kaedah yang lebih baik dalam terma integriti isyarat?

Dalam hal ini, Li Baolong menunjukkan bahawa pengaruh topologi wayar pada integriti isyarat terutamanya tergambar dalam masa tiba isyarat yang tidak konsisten pada setiap nod, dan isyarat yang tergambar juga tiba pada nod tertentu pada masa yang tidak konsisten, yang menyebabkan kualiti isyarat berkembang. Secara umum, struktur topologi bintang boleh mencapai kualiti isyarat yang lebih baik dengan mengawal beberapa cabang panjang yang sama untuk membuat transmisi isyarat dan lambat refleksi konsisten. Sebelum menggunakan topologi, perlu mempertimbangkan situasi nod topologi isyarat, prinsip kerja sebenar dan kesulitan kabel. Penimbal berbeza mempunyai kesan berbeza pada refleksi isyarat, jadi topologi bintang tidak boleh selesaikan lambat bas alamat data yang disambung dengan FLASH dan SDRAM, dan oleh itu tidak dapat memastikan kualiti isyarat; pada sisi lain, isyarat kelajuan tinggi secara umum Untuk komunikasi antara DSP dan SDRAM, kadar muatan FLASH tidak tinggi, jadi dalam simulasi kelajuan tinggi, hanya bentuk gelombang pada nod di mana isyarat kelajuan tinggi sebenar berfungsi secara efektif dijamin, dan tidak perlu memperhatikan bentuk gelombang pada FLASH; topologi bintang dibandingkan dengan rantai daisy dan topologi lain. Dengan kata lain, kawat lebih sukar, terutama apabila nombor besar isyarat alamat data menggunakan topologi bintang.

Kesan pads pada isyarat kelajuan tinggi

Dalam PCB, dari sudut pandang rancangan, laluan terbuat dari dua bahagian: lubang tengah dan pads sekitar lubang. Seorang jurutera bernama fulonm bertanya kepada tetamu tentang kesan pads pada isyarat kelajuan tinggi. Dalam hal ini, Li Baolong berkata: pads mempunyai kesan pada isyarat kelajuan tinggi, dan ia mempengaruhi kesan pakej peranti yang sama pada peranti. Analisis terperinci menunjukkan selepas isyarat keluar dari IC, ia melewati kawat ikatan, pin, shell pakej, pad, dan solder ke garis transmisi. Semua gabungan dalam proses ini akan mempengaruhi kualiti isyarat. Tetapi dalam analisis sebenar, ia sukar untuk memberikan parameter khusus pad, askar dan pin. Oleh itu, parameter pakej dalam model IBIS biasanya digunakan untuk ringkasannya. Sudah tentu, analisis seperti ini boleh diterima pada frekuensi lebih rendah, tetapi untuk isyarat frekuensi lebih tinggi, simulasi ketepatan-lebih tinggi tidak cukup akurat. Tenderasi semasa ialah menggunakan lengkung V-I dan V-T IBIS untuk menggambarkan ciri-ciri penimbal, dan menggunakan model SPICE untuk menggambarkan parameter pakej.

Bagaimana untuk menekan gangguan elektromagnetik

PCB adalah sumber gangguan elektromagnetik (EMI), jadi rancangan PCB berkaitan secara langsung dengan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) produk elektronik. Jika menekankan EMC/EMI dalam rekaan PCB kelajuan tinggi, ia akan membantu pendek siklus pembangunan produk dan mempercepat masa ke pasar. Oleh itu, banyak jurutera sangat bimbang tentang masalah menekan gangguan elektromagnetik di forum ini. Contohnya, Shu Jian dari Wuxi Xiangsheng Medical Imaging Co., Ltd. berkata bahawa harmonik isyarat jam ditemui sangat serius dalam ujian EMC. Adakah perlu melakukan rawatan istimewa pada pin bekalan kuasa IC yang menggunakan isyarat jam? Sambungkan kondensator penyahpautan ke pin bekalan kuasa. Aspekt apa yang perlu diperhatikan dalam rekaan PCB untuk menekan radiasi elektromagnetik? Dalam hal ini, Li Baolong menunjukkan bahawa tiga elemen EMC adalah sumber radiasi, laluan transmisi dan mangsa. Laluan penyebaran dibahagikan menjadi penyebaran radiasi angkasa dan kondukti kabel. Jadi untuk menekan harmonik, terlebih dahulu melihat cara ia menyebar. Penghapusan bekalan kuasa adalah untuk menyelesaikan penyebaran mod kondukti. Selain itu, persamaan dan perisai yang diperlukan juga diperlukan.

Bila menjawab soalan dari netizen WHITE, Li Baolong menunjukkan bahawa penapisan adalah cara yang baik untuk menyelesaikan radiasi EMC melalui kondukti. Selain itu, ia juga boleh dianggap dari aspek sumber gangguan dan mangsa. Dalam terma sumber gangguan, cuba guna oscilloscope untuk periksa sama ada pinggir yang meningkat isyarat terlalu cepat, terdapat refleksi atau overshoot, undershoot atau berdering. Jika demikian, anda boleh mempertimbangkan persamaan; tambahan, cuba untuk menghindari membuat isyarat 50% siklus tugas, kerana jenis isyarat ini tidak mempunyai walaupun terdapat lebih subharmonik dan komponen frekuensi tinggi. Untuk mangsa, tindakan seperti perlindungan tanah boleh dianggap.

Kawalan RF adalah untuk memilih melalui atau bengkok kawat

Di forum ini, tidak ada beberapa netizen yang bertanya soalan tentang rancangan sirkuit analog kelajuan tinggi. Contohnya, seorang ahli internet Jingheng Electronics bertanya: Dalam PCB kelajuan tinggi, melepasi juga boleh mengurangi laluan kembali yang besar, tetapi beberapa orang mengatakan bahawa mereka bersedia untuk membengkuk dan tidak melepasi, maka bagaimana say a harus memilih?

Dalam hal ini, Li Baolong menunjukkan bahawa menganalisis laluan kembali sirkuit RF tidak sama dengan kembali isyarat dalam sirkuit digital kelajuan tinggi. Kedua-dua mempunyai sesuatu yang sama, kedua-dua sirkuit parameter yang disebarkan, dan kedua-dua menggunakan persamaan Maxwell untuk menghitung ciri-ciri sirkuit. Namun, sirkuit frekuensi radio adalah sirkuit analog, di mana tekanan V=V(t) dan semasa I=I(t) keduanya perlu dikawal, sementara sirkuit digital hanya memberi perhatian kepada perubahan tekanan isyarat V=V(t). Oleh itu, dalam kawat RF, selain mempertimbangkan kembali isyarat, ia juga perlu mempertimbangkan pengaruh kawat pada semasa. Ianya, sama ada pengendalian kawat dan melalui mempunyai sebarang kesan pada arus isyarat. Selain itu, kebanyakan papan RF adalah PCB satu-sisi atau dua-sisi, dan tiada lapisan pesawat lengkap. Laluan kembalinya disebarkan pada berbagai dasar dan bekalan kuasa di sekitar isyarat. Alat ekstraksi medan 3D diperlukan untuk analisis semasa simulasi. Penumpang semula vias memerlukan analisis khusus; Analisis sirkuit digital kelajuan tinggi biasanya hanya berurusan dengan PCB berbilang lapisan dengan lapisan lapisan lengkap, menggunakan analisis ekstraksi medan 2D, hanya mempertimbangkan semula isyarat dalam lapisan sebelah, vias hanya digunakan sebagai parameter lengkap RLC berurusan dengan.