Дизайн PCB - анализ надежности печатных плат- панелей в системе OSP

С использованием высокоскоростных устройств, будет все больше и больше высокоскоростных DSP (цифровой обработки сигналов) систем конструкций, проблемы обработки сигналов в DSP приложений системы стали важной проблемой проектирования.В этом дизайне,его особенностью является скорость передачи данных системы, тактовая частота и плотность схемы постоянно увеличивается, и дизайн его печатных плат показывает совершенно разные характеристики поведения по сравнению с низкоскоростным дизайном, то есть проблемы целостности сигнала и усугубленные проблемы помех происходят.Электромагнитная совместимость проблемы и т.д.

Эти проблемы могут приводить к искажению сигналов, ошибкам в таймере, неточным данным, адресам и линиям управления, системным ошибкам или даже развалу системы. Если эти проблемы не будут решены, то это будет иметь серьезные последствия для функционирования системы и повлечет за собой неисчислимые потери. Решение этих проблем в основном зависит от схемы. поэтому качество конструкции панелей печатных плат очень важно. Это единственный путь к воплощению идеала оптимизации в реальность. Ниже рассматриваются некоторые из вопросов, которые необходимо учитывать при проектировании надёжности панели PCB в высокоскоростной системе OSP.

проектирование питания

При проектировании печатных плат высокоскоростной DSP-системы в первую очередь необходимо рассмотреть проблему проектирования источника питания. При проектировании питания для решения проблем целостности сигнала обычно используются следующие методы.

1.рассмотреть развязку питания и заземления

независимо от того,есть ли у платы специальный соединительный пласт и слой питания,между источником питания и землей должен быть установлен определенный и разумно распределенный конденсатор.чтобы сохранить пространство и уменьшить количество проходных отверстий, рекомендуется использовать больше листовых конденсаторов.конденсатор на чипе может быть установлен на обратной стороне панели PCB, То есть, сварная поверхность.

конденсатор пластинчатого типа соединяется с проходным отверстием через широкий провод и соединяется с питанием и заземлением через отверстие.

2.Правила прокладки проводов с учетом распределения электроэнергии

отдельный слой аналогового и цифрового питания

быстродействующий аналоговый элемент высокой точности очень чувствительный к цифровым сигналам.Например,усилитель усилит шум выключателя и приблизит его к импульсному сигналу,Поэтому аналоговые и цифровые части платы, как правило, необходимо разделять по уровню питания.

изоляция чувствительных сигналов

Некоторые чувствительные сигналы (например, высокочастотные часы) особенно чувствительны к шумовым помехам,их необходимо изолировать на высоком уровне. Высокочастотные часы (часы с частотой выше 20 МГц или часы с временем переключения менее 5 нс) должны иметь провод заземления, ширина линии сопровождения должна составлять не менее 10 мил, а ширина линии сопровождения должна составлять не менее 20 мм. Эта дыра хорошо соприкасается с землей,и каждые 5 см пробиваются для соединения с землей; демпфирующий резистор 22Ωï½220Ω должен быть подключен последовательно со стороны посыла часов. Можно избежать помех, вызываемых шумом сигнала в этих линиях.

конструкция для защиты от помех с помощью программного обеспечения

Как правило, панель приложения DSP на высокой скорости PCB разрабатывается пользователем в соответствии с конкретными требованиями системы. из-за ограниченных возможностей проектирования и лабораторных условий, если не приняты совершенные и надежные меры по борьбе с помехами,когда условия работы не идеальны,электромагнитные помехи приведут к нарушению потока программ DSP. когда нормальный рабочий код DSP не может быть восстановлен, программа будет сбита или уничтожена,некоторые детали могут быть даже повреждены.Следует обратить внимание на принятие соответствующих мер по защите от помех.

конструкция аппаратного противодействия помехам

эффективность аппаратных средств защиты от помех.Если сложность,стоимость и объем системы приемлемы,отдайте предпочтение разработке аппаратных средств защиты от помех. Обычно используемые аппаратные технологии защиты от помех можно свести к следующим:

1) аппаратные фильтры: РК - фильтры могут значительно ослабить различные высокочастотные помехи. например, помехи от "заусенцев" могут быть подавлены.

2)Разумное заземление: Разумный дизайн системы заземления.Для высокоскоростных цифровых и аналоговых систем низкое сопротивление очень важно,заземляющий слой большой площади. заглубленные слои не только обеспечивают низкое сопротивление току высокой частоты,но и делают EMI и RFI меньше,он также экранирует внешние помехи.В период проектирования печатных плат,аналоговое заземление от цифрового заземления.

3) защитные меры: электрические искры, возникающие в результате электропитания переменного тока,высокочастотного электропитания,высоковольтного оборудования и дуги, могут генерировать электромагнитные волны и служить источником шумов для электромагнитных помех.металлическая оболочка может использоваться для осаждения и заземления вышеуказанного оборудования.Это очень эффективно для защиты от электромагнитной индукции.разработка программного обеспечения против помех

Программная защита от помех имеет преимущество, которое не может заменить аппаратная защита от помех.Приложение DSP также должно в полной мере использовать возможности программного обеспечения по борьбе с помехами, чтобы минимизировать влияние помех. Ниже дается несколько эффективных способов защиты от помех.

1) цифровая фильтрация: шум аналогового входного сигнала может быть устранен с помощью цифровой фильтрации.часто используемые методы цифровой фильтрации: среднеарифметический, средний и т.д.

2) Установка ловушки: установка секции загрузочной программы в неиспользуемой области программы.Перейти на эту область, загрузочная программа будет принудительно направлять захваченную программу по указанному адресу, использовать специальную программу для исправления ошибок. Для обработки.

3) избыточность команд: после двух и трех байтовых команд Вставить две или три байта неактивных команд NOP,которые предотвращают автоматический ввод программы на правильную орбиту в случае сбоев в работе системы DSP.

4) электромагнитная совместимость

Под электромагнитной совместимостью понимается способность электронного оборудования нормально работать в сложной электромагнитной обстановке. Цель проектирования электромагнитной совместимости заключается в том, чтобы позволить электронному оборудованию подавлять все виды внешних помех,также возможно уменьшить электромагнитные помехи электронного оборудования для других электронных устройств. В реальной печатной плате, наличие более или менее электромагнитных помех, то есть перекрестных помех между соседними сигналами. размер помех зависит от распределения емкости и распределенной индуктивности между цепями.

Для устранения взаимных электромагнитных помех между сигналами можно принять следующие меры:

1.Выбор разумной ширины провода

Влияние переходного тока на печатные линии в основном обусловлено индуктивностью печатных проводов, а ее индуктивность пропорциональна длине печатных проводов и обратно пропорциональна ширине. поэтому использование коротких и широких проводов благоприятно для подавления помех. сигнальная линия тактовых выходов и шинных приводов обычно имеет больший переходной ток, поэтому их печатные линии должны быть как можно короче.

2.схема для дискретных элементов, ширина печатной линии около 1.5 мм, чтобы удовлетворить требования; для интегральных схем, ширина печатной линии между 0 и 0.2 мм до 1.0 мм использовать структуру проволочной сетки в tic tac toe.

3.в частности, на одном из этажей панели PCB устанавливается горизонтальная проводка, перпендикулярная проводка на следующем этаже.

4.проектирование теплоотвода

для того чтобы облегчить охлаждение, лучше установить печатные пластины самостоятельно, а расстояние между ними должно быть больше 2cm. также обратите внимание на Правила расстановки элементов на печатной доске. в горизонтальном направлении мощная деталь расположена как можно ближе к краю печатной пластины, чтобы сократить путь теплопередачи;в вертикальном направлении оборудование большой мощности находится как можно ближе к верхней части печатной платы, что снижает его воздействие на температуру других компонентов.компоненты,более чувствительные к температуре, должны, насколько это возможно, располагаться в районах с относительно низкой температурой и не должны размещаться непосредственно над оборудованием, производящим большое количество тепла.

В различных проектах высокоскоростных систем DSP приложений,как превратить идеальный дизайн из теории в реальность зависит от высокого качества печатных плат.Рабочая частота DSP схем становится все выше и выше, игла становится толще, и помехи увеличиваются.как улучшить качество сигнала очень важно.Поэтому качество печатной платы PCB разработчиков.