Teknik PCB - Analisis integriti isyarat PCB (SI)

Analisis integriti isyarat PCB (SI), integriti isyarat (Integriti isyarat) dikurangkan sebagai SI, yang merujuk kepada kualiti isyarat pada garis isyarat, dan adalah kemampuan isyarat untuk menjawab dengan masa dan tegangan yang betul dalam sirkuit.

Kelajuan penukaran tinggi cip sirkuit terintegrasi (IC) atau peranti logik, bentangan tidak betul bagi komponen penghentian atau kabel tidak betul bagi isyarat kelajuan tinggi boleh menyebabkan seperti refleksi, saling bercakap, overshoot, dan undershoot. Masalah integriti isyarat seperti undershoot) dan bunyi (bunyi) boleh menyebabkan sistem mengeluarkan data yang salah, dan sirkuit mungkin tidak berfungsi dengan betul atau bahkan tidak berfungsi sama sekali.

Integriti isyarat PCB dan rancangan

Dalam rancangan PCB, perancang PCB perlu mengintegrasikan bentangan dan kabel komponen dan mana kaedah penyelesaian masalah SI patut digunakan dalam setiap kes untuk menyelesaikan lebih baik masalah integriti isyarat papan PCB. Dalam beberapa kes, pilihan IC boleh menentukan nombor dan kesukaran masalah SI. Tukar kadar masa atau pinggir merujuk kadar perubahan keadaan IC. Semakin cepat kadar pinggir IC, semakin tinggi kemungkinan masalah SI. Sangat penting untuk mematikan peranti dengan betul.

Kaedah biasa digunakan untuk mengurangi masalah integriti isyarat dalam reka PCB adalah untuk menambah komponen penghentian pada garis penghantaran. Dalam proses penghentian, perlu menimbang keperluan bilangan komponen, kelajuan penggantian isyarat dan konsumsi kuasa sirkuit. Contohnya, tambahan komponen penghentian bermakna perancang PCB mempunyai lebih sedikit ruang untuk kabel, dan akan lebih sukar untuk tambah komponen penghentian dalam tahap kemudian proses bentangan, kerana ruang yang sesuai mesti disimpan untuk komponen baru dan kabel. Oleh itu, pada permulaan bentangan PCB, perlu mencari tahu sama ada komponen penghentian perlu ditempatkan.

1. Arahan umum untuk desain integriti isyarat

Bagaimana menentukan bilangan lapisan PCB? Berapa lapisan termasuk? Bagaimana untuk mengatur kandungan setiap lapisan yang paling masuk akal? Contohnya, patut ada beberapa lapisan lapisan isyarat, lapisan kuasa dan lapisan tanah, dan bagaimana untuk mengatur lapisan isyarat dan lapisan tanah secara alternatif.

Bagaimana untuk merancang pelbagai sistem blok bekalan kuasa? Seperti 3.3V, 2.5V, 3V, 1.8V, 5V, 12V dan sebagainya. Pembahagian yang masuk akal lapisan kuasa dan masalah tanah umum adalah faktor yang sangat penting untuk kestabilan PCB.

Bagaimana untuk konfigur kapasitor penyahpautan? Penggunaan kondensator pemisahan untuk menghapuskan bunyi adalah kaedah biasa, tetapi bagaimana untuk menentukan kapasitasinya? Di mana kondensator ditempatkan? Kondensator jenis apa yang digunakan?

Bagaimana untuk menghapuskan bunyi melompat tanah? Bagaimana bunyi melompat tanah mempengaruhi dan mengganggu isyarat berguna?

Bagaimana untuk menghapuskan bunyi laluan kembali? Dalam banyak kes, rancangan sirkuit tidak masuk akal adalah kunci untuk kegagalan sirkuit, dan rancangan sirkuit sering adalah kerja yang paling tidak berguna bagi jurutera.

Bagaimana untuk merancang distribusi semasa secara rasional? Terutama rancangan distribusi semasa dalam lapisan elektrik/tanah adalah sangat sukar, dan jika total arus tidak disebarkan secara serentak dalam papan PCB, ia akan secara langsung dan jelas mempengaruhi operasi tidak stabil papan PCB.

Selain itu, terdapat beberapa masalah gangguan isyarat umum seperti overshoot, undershoot, ringing, perlahan garis penghantaran, persamaan impedance, crosstalk, kesalahan, dll., tetapi masalah ini tidak boleh dipisahkan dari masalah di atas, dan ada hubungan penyebab antara mereka.

2. Arahan reka PCB untuk memastikan integriti isyarat

Semakin awal masalah integriti isyarat (SI) diselesaikan, semakin tinggi efisiensi rancangan, yang boleh menghindari menambah komponen penghentian selepas rancangan papan sirkuit selesai.

Dengan meningkat kelajuan pengtukaran output IC, hampir semua rancangan telah menghadapi masalah integriti isyarat walaupun masa isyarat. Walaupun tidak ada masalah SI di masa lalu, kerana frekuensi operasi sirkuit meningkat, masalah integriti isyarat pasti akan ditemui.

Ahli SI dan EMC perlu melakukan simulasi dan pengiraan sebelum penghalaan PCB. Kemudian, rancangan papan PCB boleh mengikut siri peraturan rancangan yang sangat ketat. Di mana terdapat keraguan, anda boleh tambah komponen penghentian untuk mendapatkan sebanyak mungkin SI. Margin keselamatan.

Integriti kuasa (PI) dan integriti isyarat (SI) berkaitan rapat, dan integriti kuasa mempengaruhi secara langsung integriti isyarat papan PCB akhir. Dan dalam banyak kes, penyebab utama penyelesaian isyarat adalah sistem bekalan kuasa.