Teknik PCB - Design Kepercayaan PCB Sistem DSP Kelajuan Tinggi

Beberapa isu yang patut diperhatikan dalam rancangan kepercayaan papan PCB dalam sistem DSP kelajuan tinggi.

1, desain bekalan kuasa

Perkara pertama yang perlu dianggap dalam rancangan PCB sistem DSP kelajuan tinggi adalah rancangan bekalan kuasa. Dalam rancangan bekalan kuasa, kaedah berikut biasanya digunakan untuk menyelesaikan masalah integriti isyarat.

2, pertimbangkan pemisahan kuasa dan tanah

Dengan meningkat frekuensi operasi DSP, komponen DSP dan komponen IC lain cenderung untuk dipakai dan dipakai dengan padat. Biasanya, papan berbilang lapisan dianggap dalam rancangan sirkuit. I a dicadangkan bahawa kuasa dan tanah boleh menggunakan lapisan dedikasi, dan untuk sumber kuasa berbilang, Contohnya, tenaga bekalan kuasa DSP I/O berbeza dari tenaga bekalan kuasa inti, dan dua lapisan bekalan kuasa yang berbeza boleh digunakan. Jika kos pemprosesan papan pelbagai lapisan dianggap, lapisan dedikasi boleh digunakan untuk lebih lanjut kawat atau bekalan kuasa relatif kritik. Sumber kuasa boleh dijalankan sama seperti garis isyarat, tetapi lebar garis mesti cukup.

Walaupun papan sirkuit mempunyai lapisan tanah dan lapisan kuasa yang ditugaskan, kapasitor tertentu dan secara rasional perlu ditambah antara bekalan kuasa dan tanah. Untuk menyimpan ruang dan mengurangkan bilangan lubang melalui, ia disarankan untuk menggunakan lebih banyak kondensator cip. Kapdensator cip boleh ditempatkan di belakang papan PCB, iaitu, permukaan tentera. Kapdensator cip disambung ke lubang melalui dengan wayar lebar dan disambung ke bekalan kuasa dan tanah melalui lubang melalui.

3. Peraturan kabel mempertimbangkan distribusi kuasa

lapisan kuasa analog dan digital terpisah

Komponen analog kelajuan tinggi dan ketepatan tinggi sangat sensitif kepada isyarat digital. Contohnya, penyembah akan amplifikasikan bunyi tukar untuk membuatnya dekat dengan isyarat denyut, jadi bahagian analog dan digital papan, lapisan kuasa biasanya diperlukan untuk dipisahkan.

Isolasi isyarat sensitif

Beberapa isyarat sensitif (seperti jam frekuensi tinggi) adalah khususnya sensitif kepada gangguan bunyi, dan tindakan izolasi tahap tinggi mesti diambil untuk mereka. Jam frekuensi tinggi (jam di atas 20MHz, atau jam dengan masa penukaran kurang dari 5ns) mesti mempunyai pengawal wayar tanah, lebar baris jam sepatutnya sekurang-kurangnya 10 mils, dan lebar wayar tanah pengawal sepatutnya sekurang-kurangnya 20 mils. Lubang itu berada dalam kenalan yang baik dengan tanah, dan setiap 5cm ditembak untuk menyambung dengan tanah; sisi penghantaran jam mesti disambungkan dalam siri dengan penentang yang mengurangi 22Ω～220Ω. Pergangguan disebabkan oleh bunyi isyarat yang dibawa oleh garis-garis ini boleh dihindari.

Ralat perisian dan perangkat keras rancangan anti-jamming

Secara umum, papan PCB sistem aplikasi DSP kelajuan tinggi dirancang oleh pengguna mengikut keperluan khusus sistem. Kerana kemampuan desain terbatas dan keadaan makmal, jika tindakan anti-gangguan yang sempurna dan boleh dipercayai tidak diambil, selepas persekitaran kerja tidak ideal, terdapat gangguan elektromagnetik akan menyebabkan aliran program DSP mengacaukan. Apabila kod kerja biasa DSP tidak dapat dipulihkan, program akan lari atau terhempas, dan beberapa komponen mungkin rosak. Perhatian patut diberikan untuk mengambil tindakan anti-gangguan yang sepadan.

Ralat anti-jamming perkakasan

Efisiensi anti-jamming perkakasan tinggi. Apabila kompleksiti sistem, kos, dan volum boleh diterima, desain anti-jamming perkakasan lebih suka. Teknologi anti-jamming perkakasan biasa digunakan boleh dikongsi ke kategori berikut:

(1) Penapis perkakasan: Penapis RC boleh mengurangkan semua jenis isyarat gangguan frekuensi tinggi. Contohnya, gangguan "burr" boleh ditahan.

(2) Pemasangan yang masuk akal: Rakennan yang masuk akal sistem pendaratan, untuk sistem sirkuit digital dan analog kelajuan tinggi, sangat penting untuk mempunyai lapisan pendaratan kawasan besar yang rendah. Lapisan tanah tidak hanya boleh menyediakan laluan kembali impedance rendah untuk arus frekuensi tinggi, tetapi juga membuat EMI dan RFI lebih kecil, dan ia juga mempunyai kesan perisai pada gangguan luaran. Sepisahkan tanah analog dari tanah digital semasa rancangan PCB.

(3) Ukuran perisai: kuasa AC, kuasa frekuensi tinggi, peralatan semasa kuat, percikan elektrik yang dijana oleh lengkung akan menghasilkan gelombang elektromagnetik dan menjadi sumber bunyi gangguan elektromagnetik. Shell logam boleh digunakan untuk mengelilingi peranti di atas dan tanahnya. Pasangan perisai ini gangguan disebabkan oleh induksi elektromagnetik sangat efektif.

(4) Isolator fotoelektrik: Isolator fotoelektrik boleh secara efektif mengelakkan gangguan antara papan sirkuit yang berbeza. Isolator fotoelektrik kelajuan tinggi sering digunakan dalam antaramuka DSP dan peranti lain (seperti sensor, switch, dll.).

Ralat perisian anti-jamming

Perisian anti-jamming mempunyai keuntungan yang perkakasan anti-jamming tidak boleh diganti. Dalam sistem aplikasi DSP, kemampuan anti-jamming perisian juga patut dipotong sepenuhnya untuk minimumkan pengaruh gangguan. Beberapa kaedah anti-jamming perisian yang berkesan diberi di bawah.

(1) Penapisan digital: Bunyi isyarat input analog boleh dihapuskan dengan penapisan digital. Teknik penapisan digital yang biasa digunakan termasuk: penapisan median, penapisan aritmetik mean dan sebagainya.

(2) Tetapkan perangkap: tetapkan seksyen program but di kawasan program yang tidak digunakan. Apabila program diganggu dan melompat ke kawasan ini, program but akan memandu program yang ditangkap ke alamat yang dinyatakan, dan guna program istimewa untuk betulkan program ralat di sana. Untuk proses.

(3) Pembatasan arahan: Sisip dua atau tiga bait arahan tiada operasi NOP selepas arahan dobil-bait dan arahan tiga bait, yang boleh menghalang program daripada dibawa secara automatik ke trek yang betul apabila sistem DSP diganggu oleh program yang melarikan diri.

(4) Tetapkan masa anjing pengawasan: Jika program diluar kawalan memasuki gelung "tanpa akhir", teknologi "anjing pengawasan" biasanya digunakan untuk membuat program keluar dari gelung "tanpa akhir". Prinsip adalah untuk menggunakan pemasa, yang menghasilkan denyut mengikut tempoh ditetapkan. Jika anda tidak mahu menghasilkan denyut ini, DSP patut membersihkan pemasa dalam masa yang kurang daripada tempoh ditetapkan; tetapi apabila program DSP melarikan diri, ia tidak Pemasa akan dibersihkan sesuai dengan yang diperlukan, dan denyut yang dijana oleh pemasa akan digunakan sebagai isyarat reset DSP untuk reset dan awalkan DSP lagi.

4, rekaan kompatibilitas elektromagnetik

Kompatibiliti elektromagnetik merujuk kepada kemampuan peralatan elektronik untuk bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik kompleks. Tujuan rekaan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk memungkinkan peralatan elektronik untuk menekan semua jenis gangguan luaran, tetapi juga untuk mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik kepada peralatan elektronik lain. Dalam papan PCB sebenar, terdapat lebih atau kurang fenomena gangguan elektromagnetik, iaitu, percakapan salib antara isyarat sebelah. Saiz perbualan salib berkaitan dengan kapasitasi yang disebarkan dan induktansi yang disebarkan diantara loops. Langkah-langkah berikut boleh diambil untuk menyelesaikan gangguan elektromagnetik antara isyarat ini:

5. Pilih lebar wayar yang masuk akal

Kesan semasa sementara pada garis dicetak terutamanya disebabkan oleh induktan wayar dicetak, dan induktannya adalah proporsional dengan panjang wayar dicetak dan secara terbaliknya proporsional dengan lebar. Oleh itu, penggunaan wayar pendek dan lebar adalah berguna untuk menekan gangguan. Kawalan isyarat pemimpin jam dan pemacu bas sering mempunyai aliran sementara besar, dan wayar cetak mereka sepatutnya pendek yang mungkin. Untuk sirkuit komponen diskret, lebar wayar dicetak adalah kira-kira 1.5 mm untuk memenuhi keperluan; bagi sirkuit terpasang, lebar wayar dicetak dipilih antara 0.2mm hingga 1.0mm.

Menggunakan struktur kawat rangkaian tic-tac-toe.

Kaedah khusus adalah untuk melalui kawat mengufuk pada lapisan pertama papan cetak PCB, dan kawat menegak pada lapisan berikutnya.