Teknik PCB - Analisi rancangan PCB dan integriti isyarat

(1) Analisis integriti isyarat

Faktor yang berkaitan dengan SI: refleksi, saling bercakap, radiasi. Refleksi disebabkan oleh ketidaksepadan impedance sepanjang laluan penghantaran; Crosstalk disebabkan oleh jarak garis; Radiasi berkaitan dengan peranti kelajuan tinggi sendiri dan rancangan PCB.

Penghakiman garis penghantaran

Menurut formula terdahulu untuk menilai isyarat kelajuan tinggi, frekuensi isyarat dan panjang laluan penghantaran patut dianggap untuk membedakan isyarat kelajuan tinggi dan kelajuan rendah.

Langkah penghakiman:

1) Mendapatkan frekuensi efektif isyarat Fknee dan panjang baris L;

2) menggunakan Fknee untuk menghitung panjang gelombang efektif isyarat λknee, iaitu λknee=C/Fknee;

3) Hakim hubungan antara L dan 1/6xλknee, seperti L "1/6xλknee, kemudian isyarat adalah isyarat kelajuan tinggi, dan sebaliknya;

Lutut lambda = C/Fknee; Di mana C kelajuan sedikit lebih rendah daripada kelajuan cahaya, Fknee=0.5/Tr (10%~90%). Ia juga perlu dicatat bahawa, untuk isyarat frekuensi 100 MB, jika tiada papan siap-dibuat, frekuensi efektif Fknee boleh dihitung, Fknee adalah kira-kira 7 kali Fclock (siklus isyarat).

Jika L "1/6xλlutut, ia dianggap sebagai garis penghantaran. garis penghantaran mesti mempertimbangkan masalah refleksi isyarat disebabkan oleh ketidaksepadan impedance dalam proses penghantaran.

Formula refleksi

Refleksi isyarat Ï = (z2-z1)/(Z2+Z1);

Dimana Z2 adalah garis impedance di belakang titik refleksi; Z1 adalah impedance garis sebelum refleksi;

Nilai kemungkinan ϙ ialah ±1, 0, yang diserap sepenuhnya pada 0 dan terefleksikan pada ±1. Refleksi isyarat disebabkan oleh ketidaksepadan dalam impedance asal, laluan penghantaran, dan terminal.

Kaedah refleksi dikurangi

Untuk minimumkan refleksi isyarat, anda perlu Z2 dan Z1 untuk menjadi secepat mungkin. Terdapat beberapa kaedah untuk persamaan impedance: persamaan siri penghantar, persamaan selari penerima, persamaan tekanan sebahagian penerima, perlawanan penerima dan persamaan selari kapasitasi, persamaan selari dioda penerima.

3) Tekanan sebahagian yang sepadan pada akhir penerima

4) Perpadanan paralel terhadap perlawanan dan kapasitas pada hujung penerima

Keuntungan: Penggunaan tenaga rendah;

Kegagalan: terdapat ketidakpadanan antara aras tinggi dan rendah akhir penerimaan, kerana wujud kapasitasi, pinggir isyarat akan berubah perlahan-lahan.

(2) Gelung isyarat

Gelung isyarat mengandungi dua laluan, satu adalah laluan pemandu dan yang lain adalah laluan gelung. Aras isyarat diukur pada hujung penghantaran, laluan penghantaran dan hujung penerimaan adalah pada dasarnya nilai tegangan pada kedudukan yang sepadan pada laluan pemandu dan laluan kembali isyarat. Dua laluan ini sangat penting.

Untuk menyediakan laluan aliran belakang lengkap, catat berikut:

1. Apabila isyarat mengubah lapisan, jangan ubah lapisan rujukan. Jika isyarat mengubah lapisan dari lapisan isyarat 1 ke lapisan isyarat 2, lapisan rujukan adalah lapisan bawah 1.

2. Ciri-ciri rangkaian lapisan rujukan tidak diubah semasa tukar lapisan isyarat. Dengan kata lain, lapisan rujukan isyarat 1 adalah lapisan kuasa 1/ tanah 1, dan selepas perubahan lapisan rujukan isyarat 1 adalah lapisan kuasa 2/ tanah 2. Ciri-ciri rangkaian lapisan rujukan adalah GND atau kuasa, dan akses laluan kembali boleh diselesaikan oleh GND dekat atau lubang kuasa. Di sini, dalam kes kelajuan tinggi, kapasitasi dan reaksi induktif lubang melalui tidak boleh diabaikan. Dalam kes ini, lubang melalui seharusnya dikurangkan sejauh mungkin, pengaruh perubahan impedance disebabkan oleh lubang melalui diri sendiri dan pengaruh pada laluan aliran balik isyarat seharusnya dikurangkan.

3. Semasa bentangan isyarat, tambah lubang laluan dengan ciri-ciri yang sama dengan lapisan rujukan dekat lubang laluan isyarat.

4. Jika ciri-ciri rangkaian dua lapisan rujukan berbeza sebelum dan selepas penggantian lapisan, dua lapisan rujukan patut dekat satu sama lain untuk mengurangkan pengendalian antara lapisan dan jatuh tegangan pada laluan kembali.

5. Apabila isyarat perubahan lapisan adalah padat, jarak tertentu patut disimpan antara lubang bekalan kuasa atau tanah dekat. Apabila isyarat perubahan lapisan banyak, lebih banyak lubang perlu dibuat ke tanah atau bekalan kuasa.

(3) crosstalk

Solusi untuk saling bercakap adalah bahawa isyarat kelajuan tinggi, isyarat jam, isyarat data lain, dll., sepatutnya dibersihkan untuk memenuhi prinsip 3W.