Teknik PCB - Masalah yang memerlukan perhatian dalam rancangan PCB kelajuan tinggi

Rancangan PCB kelajuan tinggi perlu memperhatikan isu-isu berikut:

1. 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. Dua kaedah ini adalah dalam terma integriti isyarat.

Kesan topologi wayar PCB pada integriti isyarat terutamanya dicerminkan pada masa tiba isyarat yang tidak konsisten pada setiap nod, dan isyarat yang dicerminkan juga tiba pada nod tertentu pada masa yang tidak konsisten, yang menyebabkan kualiti isyarat berkembang. Secara umum, struktur topologi bintang boleh membuat transmisi isyarat dan refleksi lambat konsisten dengan mengawal beberapa cabang panjang yang sama untuk mencapai kualiti isyarat yang lebih baik. Sebelum menggunakan topologi, situasi nod topologi isyarat, prinsip kerja sebenar dan kesulitan kabel patut dianggap.

Penimbal berbeza mempunyai kesan berbeza pada refleksi isyarat, jadi topologi bintang tidak dapat menyelesaikan lambat bas alamat data yang disambung dengan FLASH dan SDRAM, dan oleh itu tidak dapat memastikan kualiti isyarat; di 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, daripada 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.

2. 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, pins, 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.

3. 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.

Penapis 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.

Empat, kawat RF adalah untuk memilih melalui atau bengkok kawat

Menganalisis laluan kembalian sirkuit RF tidak sama dengan laluan kembalian 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 pesawat lengkap, menggunakan analisis ekstraksi medan 2D, dan hanya mempertimbangkan semula isyarat dalam pesawat bersebelahan. Via hanya digunakan sebagai parameter lumped RLC perjanjian.