Teknik PCB - Paparan ringkasan masalah PCB digital kelajuan tinggi integriti isyarat

Artikel ini memperkenalkan kaedah reka papan isyarat digital kelajuan tinggi berdasarkan analisis komputer integriti isyarat. Dalam kaedah rancangan ini, model penghantaran isyarat aras papan PCB pertama-tama ditetapkan untuk semua isyarat digital kelajuan tinggi, dan kemudian ruang penyelesaian rancangan ditemui melalui pengiraan dan analisis integriti isyarat, dan akhirnya PCB selesai berdasarkan ruang penyelesaian. Rancangan dan pengesahan papan.

Bila kelajuan pemilihan output sirkuit terintegrasi meningkat dan densiti papan PCB meningkat, integriti isyarat telah menjadi salah satu isu yang mesti bimbang dalam desain PCN digital kelajuan tinggi. Faktor seperti parameter komponen dan papan PCB, bentangan komponen pada papan PCB, dan kabel isyarat kelajuan tinggi akan menyebabkan masalah integriti isyarat, yang menyebabkan operasi sistem tidak stabil atau bahkan tiada operasi sama sekali.

Bagaimana untuk mempertimbangkan sepenuhnya faktor integriti isyarat dalam proses reka PCB dan mengambil tindakan kawalan yang efektif telah menjadi topik panas dalam industri reka PCB hari ini. Kaedah reka papan PCB digital kelajuan tinggi berdasarkan analisis komputer integriti isyarat boleh secara efektif menyadari integriti isyarat reka PCB.

1. Paparan ringkasan isu integriti isyarat

Integriti isyarat (SI) merujuk kepada kemampuan isyarat untuk menjawab dengan masa dan tekanan yang betul dalam sirkuit. Jika isyarat dalam sirkuit boleh mencapai IC dengan masa, durasi dan amplitud tekanan yang diperlukan, sirkuit mempunyai integriti isyarat yang lebih baik. Sebaliknya, bila isyarat tidak dapat menjawab secara biasa, masalah integriti isyarat berlaku. Secara lebar, masalah integriti isyarat terutama muncul dalam lima aspek: lambat, refleksi, bercakap salib, bunyi penyesuaian sinkronik (SSN) dan kompatibilitas elektromagnetik (EMI).

Lambat bermakna isyarat dihantar dengan kelajuan terbatas pada wayar papan PCB, dan isyarat dihantar dari hujung penghantaran ke hujung penerima, semasa ada lambat penghantaran. Lembatan isyarat akan mempengaruhi masa sistem. Dalam sistem digital kelajuan tinggi, lambat penghantaran terutamanya bergantung pada panjang wayar dan konstan dielektrik medium disekitar wayar.

Selain itu, apabila pengendalian karakteristik wayar pada papan sirkuit PCB (dipanggil garis penghantaran dalam sistem digital kelajuan tinggi) tidak sepadan dengan pengendalian muatan, sebahagian daripada tenaga akan direfleksikan kembali sepanjang garis penghantaran selepas isyarat mencapai hujung penerima, menyebabkan bentuk gelombang isyarat distorsi atau bahkan muncul Overhoot dan underhoot isyarat. Jika isyarat tersembunyi balik dan balik pada garis transmisi, ia akan menghasilkan suara dan oscilasi cincin.

Oleh kerana terdapat kapasitas bersama-sama dan induksi bersama-sama antara mana-mana dua peranti atau wayar pada PCB, apabila peranti atau isyarat pada wayar berubah, perubahannya akan mempengaruhi peranti lain atau induksi melalui kapasitas bersama-sama dan induksi bersama-sama. Kabel, itu, saling bercakap. Kekuatan percakapan salib bergantung pada saiz geometri dan jarak bersama peranti dan wayar.

Apabila banyak isyarat digital di papan PCB ditukar secara serentak (seperti bas data CPU, bas alamat, dll.), disebabkan pengendalian garis kuasa dan garis tanah, bunyi penyukaran serentak akan dijana, dan lompatan pesawat tanah akan berlaku pada garis tanah. Bunyi (disebut sebagai bom tanah). Kekuatan SSN dan lompatan tanah juga bergantung pada ciri-ciri IO sirkuit terintegrasi, pengendalian lapisan bekalan kuasa dan lapisan pesawat tanah papan PCB, dan bentangan dan kabel peranti kelajuan tinggi pada papan PCB.

Selain itu, seperti peranti elektronik lain, PCB juga mempunyai masalah kesesuaian elektromagnetik, yang terutama berkaitan dengan bentangan PCB dan kaedah kabel.