Teknik PCB - Masalah ditemui dalam frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi PCB

Pada masa ini, rekaan PCB frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi telah menjadi aliran utama, dan setiap jurutera Bentangan PCB sepatutnya berkuasa. Seterusnya, Banermei akan berkongsi dengan anda beberapa pengalaman desain ahli perkakasan dalam sirkuit PCB frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi, dan saya harap ia akan membantu semua orang.

1. Bagaimana untuk menghindari gangguan frekuensi tinggi?

Idea asas untuk menghindari gangguan frekuensi tinggi adalah untuk minimumkan gangguan medan elektromagnetik bagi isyarat frekuensi tinggi, iaitu yang disebut sambungan salib (Crosstalk). Anda boleh meningkatkan jarak antara isyarat kelajuan tinggi dan isyarat analog, atau tambah jejak pengawal tanah/shunt di sebelah isyarat analog. Juga perhatikan gangguan bunyi dari tanah digital ke tanah analog.

2. Bagaimana untuk mempertimbangkan persamaan 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. Solusi sebenar untuk masalah adalah untuk mencuba untuk menghindari penghentian impedance apabila kabel.

3. Dalam rancangan PCB kelajuan tinggi, aspek mana yang perancang patut mempertimbangkan 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 tindak balas frekuensinya 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 rumah.

4. Bagaimana untuk memilih papan PCB?

Pilihan papan PCB mesti mendapat keseimbangan antara memenuhi keperluan desain dan produksi dan kos mass a. Keperlukan desain termasuk bahagian elektrik dan mekanik. Biasanya masalah bahan ini lebih penting bila merancang papan PCB kelajuan tinggi (frekuensi lebih besar daripada GHz). Contohnya, bahan FR-4 yang biasanya digunakan, kehilangan dielektrik pada frekuensi beberapa GHz akan mempunyai pengaruh besar pada penyesalan isyarat, dan mungkin tidak sesuai. Adapun elektrik, perhatikan sama ada konstan dielektrik dan kehilangan dielektrik sesuai untuk frekuensi yang direka.

5. Bagaimana untuk memenuhi keperluan EMC sebanyak mungkin tanpa menyebabkan terlalu banyak tekanan biaya?

Kost bertambah papan sirkuit PCB disebabkan EMC biasanya disebabkan peningkatan bilangan lapisan tanah untuk meningkatkan kesan perisai dan menambah perlindungan ferrit bead, choke dan peranti pemahaman harmonik frekuensi tinggi lainnya. Selain itu, biasanya diperlukan untuk sepadan struktur perisai pada institusi lain untuk membuat seluruh sistem melepasi keperluan EMC.