Teknik PCB - Beberapa masalah sukar berkaitan dengan PCB kelajuan tinggi

1. Bagaimana untuk mempertimbangkan sepadan impedance bila merancang skema reka PCB kelajuan tinggi?

Apabila merancang sirkuit PCB kelajuan tinggi, persamaan impedance adalah salah satu unsur desain. Nilai kemudahan mempunyai hubungan mutlak dengan kaedah kabel, seperti berjalan di lapisan permukaan (microstrip) atau lapisan dalaman (garis garis/garis garis ganda), jarak dari lapisan rujukan (lapisan kuasa atau lapisan tanah), lebar kabel, bahan PCB, dll. Kedua-dua akan mempengaruhi nilai kemudahan karakteristik jejak. Maksud saya, nilai impedance hanya boleh ditentukan selepas kabel. Secara umum, perisian simulasi tidak boleh mempertimbangkan beberapa keadaan kabel dengan impedance berhenti disebabkan keterangan model sirkuit atau algoritma matematik yang digunakan. Pada masa ini, hanya beberapa penghenti (penghentian), seperti perlawanan siri, boleh disimpan pada diagram skematik. Melemahkan kesan penghentian dalam pengendalian jejak. Cara sebenar untuk menyelesaikan masalah adalah untuk mencuba untuk menghindari penghentian impedance apabila kabel.

2. Apabila terdapat blok fungsi digital/analog berbilang dalam papan PCB, kaedah konvensional adalah untuk memisahkan tanah digital/analog. Apa sebabnya?

Alasan untuk memisahkan tanah digital/analog adalah kerana litar digital akan menghasilkan bunyi pada bekalan kuasa dan tanah apabila menukar antara potensi tinggi dan rendah. Ukuran bunyi berkaitan dengan kelajuan isyarat dan ukuran semasa. Jika pesawat tanah tidak dibahagi dan bunyi yang dijana oleh sirkuit kawasan digital adalah relatif besar dan sirkuit kawasan analog sangat dekat, isyarat analog masih akan diganggu oleh bunyi tanah walaupun isyarat digital ke analog tidak menyeberangi. Maksud saya, kaedah tanah digital-ke-analog tidak terpisah hanya boleh digunakan apabila kawasan sirkuit analog jauh dari kawasan sirkuit digital yang menghasilkan bunyi besar.

3. Dalam rancangan PCB kelajuan tinggi, aspek mana yang perancang patut pertimbangkan peraturan EMC dan EMI?

Secara umum, rancangan EMI/EMC perlu mempertimbangkan kedua-dua aspek radiasi dan dilakukan pada masa yang sama. Yang pertama adalah bahagian frekuensi yang lebih tinggi (>30MHz) dan yang terakhir adalah bahagian frekuensi yang lebih rendah (<30MHz). Jadi anda tidak boleh hanya memberi perhatian kepada frekuensi tinggi dan abaikan bahagian frekuensi rendah. Rancangan EMI/EMC yang baik mesti mempertimbangkan lokasi peranti, persediaan tumpukan PCB, kaedah sambungan penting, pemilihan peranti, dll. pada permulaan bentangan. Jika tidak ada rancangan yang lebih baik dari dahulu, maka ia akan ditetapkan sesudah itu. Ia akan melakukan dua kali hasil dengan setengah usaha dan meningkatkan biaya. Contohnya, lokasi generator jam tidak sepatutnya hampir dengan sambungan luaran yang mungkin. Isyarat kelajuan tinggi patut pergi ke lapisan dalaman sebanyak mungkin. Perhatikan padanan impedance karakteristik dan keterusan lapisan rujukan untuk mengurangi refleksi. Kadar slew isyarat yang ditekan oleh peranti seharusnya sebanyak mungkin untuk mengurangi tinggi. Komponen frekuensi, bila memilih kondensator penyahpautan/bypass, perhatikan sama ada balas frekuensi memenuhi keperluan untuk mengurangi bunyi pada pesawat kuasa. Selain itu, perhatikan laluan kembali isyarat frekuensi tinggi semasa untuk membuat kawasan loop sebanyak mungkin (iaitu, impedance loop sebanyak mungkin) untuk mengurangi radiasi. Tanah juga boleh dibahagi untuk mengawal julat bunyi frekuensi tinggi. Akhirnya, pilih dengan betul tanah chassis antara PCB dan kes.

4. Apabila membuat papan PCB, untuk mengurangkan gangguan, patutkah wayar tanah membentuk bentuk jumlah tertutup?

Apabila membuat papan PCB, kawasan loop biasanya dikurangkan untuk mengurangi gangguan. Apabila meletakkan garis tanah, ia tidak perlu diletakkan dalam bentuk tertutup, tetapi ia lebih baik untuk mengatur dalam bentuk cabang, dan kawasan tanah perlu ditambah sebanyak yang mungkin.

5. Bagaimana untuk menyesuaikan topologi laluan untuk meningkatkan integriti isyarat?

Arah isyarat rangkaian ini lebih rumit, kerana bagi isyarat satu arah, dua arah, dan isyarat aras yang berbeza, pengaruh topologi berbeza, dan sukar untuk mengatakan yang topologi berguna untuk kualiti isyarat. Selain itu, semasa prasimulasi, topologi yang perlu diadopsi sangat memerlukan pada jurutera, ia diperlukan untuk memahami prinsip sirkuit, jenis isyarat, dan bahkan kesulitan kabel.

6. Bagaimana untuk menangani layou t PCB dan kawat untuk memastikan kestabilan isyarat di atas 100M?

Kekunci untuk kawalan isyarat digital kelajuan tinggi adalah untuk mengurangkan kesan garis penghantaran pada kualiti isyarat. Oleh itu, bentangan isyarat kelajuan tinggi di atas 100M memerlukan jejak isyarat untuk menjadi secepat mungkin. Dalam litar digital, isyarat kelajuan tinggi ditakrif oleh masa lambat naik isyarat. Lagipun, jenis isyarat berbeza (seperti TTL, GTL, LVTTL) mempunyai kaedah berbeza untuk memastikan kualiti isyarat.