Teknik PCB - Beberapa isu untuk memperhatikan papan PCB yang baik

Terdapat dua cara untuk membuat sirkuit PCB kelajuan tinggi berfungsi pada garis relatif panjang tanpa gangguan bentuk gelombang serius. TTL mengadopsi kaedah pegangan dioda Schottky untuk pinggir yang cepat jatuh, sehingga overshoot ditangkap pada tegangan dioda yang lebih rendah daripada potensi tanah. Pada tahap yang jatuh, ini mengurangkan ukuran tekanan belakang. Pinggir naik perlahan membolehkan melebihi, tetapi ia dipengaruhi oleh impedance output relatif tinggi (50～80Ω) sirkuit dalam keadaan tahap "H". pengurangan. Selain itu, kerana kekebalan tinggi keadaan "H", masalah kickback tidak terlalu terkenal. Untuk peranti seri HCT, jika kaedah penghentian tahan dioda Schottky dan kaedah penghentian tahan seri bergabung, ia akan meningkatkan kesan akan lebih jelas.

Apabila ada penggemar keluar sepanjang garis isyarat, kaedah bentuk TTL yang diperkenalkan di atas kelihatan tidak cukup pada kadar bit yang lebih tinggi dan kadar pinggir yang lebih cepat. Kerana terdapat gelombang refleksi di garis, mereka akan cenderung untuk disintesis pada kadar bit tinggi, menyebabkan gangguan isyarat yang serius dan kekurangan kemampuan anti-gangguan. Oleh itu, untuk menyelesaikan masalah refleksi, kaedah lain biasanya digunakan dalam sistem ECL: kaedah sepadan impedance garis. Dengan cara ini, refleksi boleh dikawal dan integriti isyarat boleh dijamin.

Secara ketat, bagi peranti TTL konvensional dan CMOS dengan kelajuan pinggir perlahan, garis penghantaran tidak sangat diperlukan. Untuk peranti ECL kelajuan tinggi dengan kelajuan pinggir yang lebih cepat, garis penghantaran tidak sentiasa diperlukan. Tetapi apabila menggunakan garis penghantaran, mereka mempunyai keuntungan meramalkan lambat sambungan dan mengawal refleksi dan oscilasi melalui persamaan impedance.

1. Ada lima faktor asas dalam memutuskan sama ada menggunakan garis penghantaran. Mereka adalah: (1) kadar pinggir isyarat sistem, (2) jarak sambungan, (3) muatan kapasitif (berapa banyak penggemar keluar), (4) muatan resisten (kaedah penghentian garis); (5) membenarkan peratus tekanan belakang dan overshoot (darjah pengurangan kekebalan AC).

2. Beberapa jenis garis penghantaran

(1) Kabel koaksial dan pasangan berputar: Mereka sering digunakan dalam sambungan antara sistem dan sistem. Impedansi karakteristik kabel koaksial biasanya 50Ω dan 75Ω, dan pasangan berputar biasanya 110Ω.

(2) Garis microstrip pada papan sirkuit cetak

Garis microstrip adalah konduktor strip (garis isyarat). Dilektrik digunakan untuk mengisolasinya dari pesawat tanah. Jika tebal, lebar, dan jarak diantara garis dan lapisan tanah boleh dikawal, pengendalian karakteristiknya juga boleh dikawal. Impedansi karakteristik Z0 bagi garis microstrip adalah:

Dalam formula: [Er adalah kebenaran relatif bagi bahan dielektrik papan cetak

6 ialah tebal lapisan dielektrik

W ialah lebar baris

t ialah tebal garis

Masa lambat penghantaran garis microstrip per unit hanya bergantung pada konstan dielektrik dan tiada kaitan dengan lebar atau jarak garis.

(3) Strip baris dalam papan cetak

Garis garis garis adalah garis garis tembaga ditempatkan di tengah-tengah dielektrik antara dua pesawat konduktif. Jika tebal dan lebar garis, konstan dielektrik medium, dan jarak antara dua pesawat konduktif boleh dikawal, maka kemudahan karakteristik garis juga boleh dikawal. Keterangan karakteristik B garis garis garis garis ialah:

Di mana: b adalah jarak antara dua papan tanah

W ialah lebar baris

t ialah tebal garis

Sama seperti, masa lambat penghantaran garis garis per unit tiada kaitan dengan lebar atau jarak garis; ia hanya bergantung pada kebenaran relatif medium yang digunakan.

3. Matikan garis penghantaran

Pada hujung penerimaan baris, resistensi sama dengan impedance karakteristik baris digunakan untuk dihentikan, kemudian garis penghantaran dipanggil sambungan terminal selari. Ia terutama digunakan untuk mendapatkan prestasi elektrik terbaik, termasuk pemandu muatan yang disebarkan.

Kadang-kadang untuk menyimpan penggunaan kuasa, kondensator 104 disambung dalam siri ke resistor penghentian untuk membentuk sirkuit penghentian AC, yang boleh mengurangi kehilangan DC secara efektif.

4. Garis penghantaran tidak terhenti

Jika masa lambat baris jauh lebih pendek daripada masa naik isyarat, garis transmisi boleh digunakan tanpa penghentian siri atau penghentian selari. Jika wayar yang tidak ditamatkan mempunyai lambat perjalanan bulat (masa yang diperlukan untuk isyarat untuk perjalanan pada garis transmisi sekali) daripada denyutan Masa naik isyarat adalah pendek, jadi kickback disebabkan oleh non-termination adalah kira-kira 15% daripada swing logik.

Teknologi kabel PCB

Sama ada hendak memilih papan dua sisi atau papan berbilang lapisan apabila membuat PCB bergantung pada frekuensi operasi tertinggi, kompleksiti sistem sirkuit, dan keperluan untuk ketepatan pemasangan. Lebih baik untuk memilih papan berbilang lapisan apabila frekuensi jam melebihi 200MHZ. Jika frekuensi operasi melebihi 350MHz, lebih baik untuk memilih papan sirkuit cetak dengan PTFE sebagai lapisan dielektrik, kerana penindasan frekuensi tinggi lebih kecil, kapasitas parasit lebih kecil, dan kelajuan pemindahan lebih cepat. Konsum kuasa besar dan rendah, prinsip berikut diperlukan untuk kabel papan sirkuit cetak

(1) Simpan sebanyak mungkin ruang diantara semua garis isyarat selari untuk mengurangi salib bercakap. Jika terdapat dua garis isyarat yang dekat satu sama lain, lebih baik untuk (2) mengelakkan pusingan tajam apabila merancang garis penghantaran isyarat untuk mencegah refleksi disebabkan oleh perubahan tiba-tiba dalam pengendalian karakteristik garis penghantaran, dan cuba merancang garis lengkung seragam dengan saiz tertentu.

(3) Lebar garis cetak boleh dikira mengikut formula pengiraan impedance karakteristik yang disebut atas bagi garis microstrip dan garis strip. Keterangan karakteristik garis microstrip pada papan sirkuit cetak adalah umumnya antara 50 dan 120Ω. Untuk mendapatkan impedance karakteristik besar, lebar garis mesti sangat sempit. Tetapi garis yang sangat tipis tidak mudah untuk dibuat. Mengingat pelbagai faktor, ia secara umum sesuai untuk memilih nilai impedance sekitar 68Ω, kerana impedance karakteristik 68Ω boleh mencapai keseimbangan terbaik antara masa lambat dan penggunaan kuasa.

(4) Untuk papan dua sisi (atau garis empat lapisan dalam papan enam lapisan). Garis di kedua-dua sisi papan sirkuit seharusnya bertentangan satu sama lain untuk mencegah salib bercakap disebabkan oleh induksi bersama.

(5) Jika ada peranti semasa tinggi di papan sirkuit cetak, seperti relai, lampu indikator, speaker, dll., wayar tanah mereka perlu dipisahkan untuk mengurangi bunyi pada wayar tanah. Kawalan tanah peranti-semasa tinggi ini patut Sambung ke bas tanah independen pada papan pemalam dan pesawat belakang, dan wayar tanah independen ini juga patut disambung ke titik tanah seluruh sistem.

(6) Jika ada penyembah isyarat kecil di papan, garis isyarat lemah sebelum penyembahan seharusnya jauh dari garis isyarat yang kuat, dan jejak seharusnya sebagai pendek yang mungkin, dan jika boleh, melindunginya dengan wayar tanah.