СВЧ технология - Как настроить высокочастотные и высокоскоростные PCB - платы? Какие навыки и правила?

Высокочастотная плата PCB - это плата с частотой более 1 ГГц, требующая очень высоких физических характеристик, точности и технических параметров. Часто используется в системах предотвращения столкновений автомобилей, спутниковых системах, радиосистемах и других областях. Высокочастотная плата PCB является важной частью проводки, которая напрямую влияет на высокочастотную и высокоскоростную работу. Сегодня я расскажу о том, как проводить высокочастотные и высокоскоростные PCB - платы.

Как должна быть устроена высокочастотная плата? Особое внимание следует уделить проводам высокочастотных плат. Основываясь на базовых знаниях микроволновой технологии, когда длина волны сигнала настолько мала, что она пропорциональна длине линии передачи, мы не можем анализировать схему на основе традиционного метода генеральной схемы, но вместо этого используем анализ теории поля, которая является теорией линии передачи. Конечно, в нормальных условиях частота сигнала в схемах, которые мы проектируем, не будет слишком высокой. Длина волны = скорость передачи сигнала / частота сигнала. Как правило, скорость передачи сигнала связана с диэлектрической константой передающей среды. Мы можем установить скорость передачи сигнала как скорость света. 3 * 10 ^ 8 м / с (фактически меньше) Для сигнала 300 МГц длина волны составляет 1 м, обычно длина линии на панели PCB не достигает 1 м. Из этого следует, что нам не нужно слишком беспокоиться о низкочастотных сигналах.

Каковы требования к высокочастотной проводке PCB? Когда частота сигнала высокочастотной PCB - платы высока, чтобы уменьшить отражение сигнала, необходимо сопоставить сопротивление на линии передачи. Как правило, однополюсные линии могут использоваться для удаленного согласования или согласования зажимов, а дифференциальные сигналы обычно соединяются между дифференциальными линиями вблизи зажимов. Сопротивление совпадает. Что касается моей недавней темы, передача сигнала LVDS по дифференциальной линии требует 100 - Омового резистора на приемном конце для согласования сопротивлений. Согласно знаниям линии передачи, для полного соответствия характерное сопротивление дифференциальной линии должно составлять 100 Ом. Поэтому существуют строгие требования к ширине линии и расстоянию между дифференциальными линиями. Характерное сопротивление дифференциальной линии связано с диэлектрической константой подложки, толщиной подложки, толщиной меди провода, шириной линии дифференциальной линии, расстоянием дифференциальной линии, толщиной сырого масла подложки и т.д.

Технология подключения высокочастотных плат 1. Чем меньше переходов между выводами высокочастотных устройств, тем лучше.

Так называемая « Чем меньше слои провода чередуются, тем лучше» означает, что чем меньше перфорации (via) используется во время соединения элементов, тем лучше. Перепористость может принести распределенную емкость около 0,5 pF, а уменьшение количества пробоин может значительно увеличить скорость и снизить вероятность ошибок данных.

Выводы между выводами высокоскоростных электронных устройств должны быть как можно менее изогнуты

Вывод для проводки высокочастотных схем лучше всего использовать полную прямую, требующую поворота. Он может вращаться через пунктирную линию 45 градусов или дугу. Это требование используется только для повышения прочности медной фольги в низкочастотных схемах, и в высокочастотных схемах это требование выполняется. Одно требование может уменьшить внешнюю эмиссию и связь высокочастотных сигналов.

Чем короче провод между выводами устройств ВЧ - схемы, тем лучше

Интенсивность излучения сигнала пропорциональна длине линии сигнала. Чем длиннее провод высокочастотного сигнала, тем легче подключиться к ближайшему к нему компоненту. Поэтому для часов, кристаллических генераторов, данных DDR, линий LVDS, линий USB, линий HDMI и других сигналов требуется, чтобы линия высокочастотного сигнала была как можно короче.

Правила проводки высокочастотных PCB - панелей Во - первых, проводка высокочастотных PCB - панелей требует внимания к плотной параллельной проводке сигнальной линии, вводимой « последовательной помехой» высокочастотной схемой, проводка должна обратить внимание на « переходный звук», вводимый плотной параллельной проводкой сигнальной линии. Последовательные помехи - это явления связи между линиями сигнала, которые не подключены напрямую. Поскольку высокочастотные сигналы передаются вдоль линии передачи в виде электромагнитных волн, сигнальные линии будут действовать как антенны, а энергия электромагнитного поля будет излучаться вокруг линии передачи. Из - за связи электромагнитных полей между сигналами возникают нежелательные шумовые сигналы. Называйте это перекрестным звуком. Параметры слоя PCB, расстояние между сигнальными линиями, электрические характеристики приводного и приемного концов, а также метод соединения сигнальных линий оказывают определенное влияние на последовательные помехи. Поэтому, чтобы уменьшить помехи высокочастотных сигналов, проводка должна быть проведена, насколько это возможно, следующим образом:

(1) Вставка заземления или плоскости заземления между двумя проводами с более серьезными последовательными помехами, если это допускается пространством проводки, может служить изолирующим эффектом и уменьшать последовательные помехи;

(2) При изменении электромагнитного поля при наличии пространства вокруг сигнальной линии, если невозможно избежать параллельного распределения, можно разместить большую площадь « земле» напротив параллельной сигнальной линии, чтобы значительно уменьшить помехи;

(3) Увеличить расстояние между соседними сигнальными линиями, если это позволяет пространство проводки, уменьшить параллельную длину сигнальных линий и попытаться сделать часовые линии перпендикулярными, а не параллельными ключевым сигнальным линиям;

(4) Если параллельная проводка в одном и том же слое практически неизбежна, то в двух соседних слоях проводка должна быть перпендикулярна друг другу;

(5) В цифровых схемах обычный часовой сигнал - это сигнал с быстрым изменением края, который имеет высокие внешние помехи. Таким образом, при проектировании часовые линии должны быть окружены земной линией, и для уменьшения распределенной емкости следует использовать больше отверстий от земной линии, тем самым уменьшая помехи;

(6) Для высокочастотных сигнальных часов, насколько это возможно, используйте низковольтные дифференциальные тактовые сигналы и периферийный режим, а также обратите внимание на целостность перфорации заземления;

(7) Вместо того, чтобы повесить неиспользованный входной зажим, он заземлен или подключен к источнику питания (источник питания также заземлен в высокочастотном сигнальном контуре), поскольку подвешенный провод может быть эквивалентен передающей антенне, заземление может подавлять передачу. Практика показывает, что устранение помех с помощью этого метода иногда может быть быстрым.

2. Изоляция заземления высокочастотного цифрового сигнала от наземной линии аналогового сигнала. При подключении аналоговой наземной линии, цифровой наземной линии и т. Д. к общей наземной линии используется высокочастотный дроссель для соединения или прямой изоляции и выбора подходящего места для одноточечного соединения. Потенциал заземления высокочастотных цифровых сигналов обычно не совпадает. Зачастую между ними существует разность напряжения. Кроме того, заземление высокочастотных цифровых сигналов часто содержит очень богатый гармонический компонент высокочастотных сигналов. Когда заземление цифрового сигнала и заземление аналогового сигнала соединяются напрямую, гармоника высокочастотного сигнала мешает аналоговому сигналу через наземную связь. Таким образом, при нормальных условиях заземление высокочастотного цифрового сигнала и заземление аналогового сигнала должны быть изолированы, и метод одноточечного соединения может быть использован в нужном месте, а также метод межсоединения магнитных шариков высокочастотного дросселя.

3. Добавьте высокочастотные развязывающие конденсаторы к источнику питания блока ИС и высокочастотные разъединяющие конденсаторы к источнику питания каждого блока ИС поблизости. Увеличьте высокочастотные развязывающие конденсаторы на выводах питания, которые могут эффективно подавлять помехи высокочастотных гармоник на выводах питания.

В - четвертых, чтобы обеспечить хорошее соответствие сопротивления сигнала во время передачи сигнала, когда сопротивление не совпадает, сигнал отражается в канале передачи, отражение может привести к образованию избыточного импульса синтетического сигнала, что приводит к колебаниям сигнала вблизи логического порога.

Основной способ устранения отражения - хорошо согласовать сопротивление передающего сигнала. Поскольку чем больше разница между сопротивлением нагрузки и характеристическим сопротивлением линии передачи, тем больше отражение, поэтому характерное сопротивление линии передачи сигнала должно быть как можно больше равно сопротивлению нагрузки. В то же время, обратите внимание, что линия передачи на PCB не может иметь резких изменений или углов и старайтесь поддерживать непрерывность сопротивления в каждой точке линии передачи, иначе будет отражение между различными частями линии передачи. Это требует, чтобы в процессе высокоскоростной проводки PCB соблюдались следующие правила проводки:

(1) Правила проводки LVDS. Требуется дифференциальный след сигнала LVDS, ширина линии 7 миль, расстояние линии 6 миль, чтобы контролировать дифференциальное сопротивление сигнала HDMI на 100 + - 15% Ом;

(2) Правила USB - соединения. Требуется линия распределения разности сигнала USB, ширина линии 10 миль, расстояние между линиями 6 миль, расстояние между линиями и линиями сигнала 6 мл;

(3) Правила проводки HDMI. Требуется дифференциальная маршрутизация сигнала HDMI, ширина линии 10 миль, расстояние между линиями 6 миль, расстояние между двумя наборами дифференциальных сигналов HDMI более 20 миль;

(4) Правила проводки DDR. Следовая линия DDR1 требует, чтобы сигнал, насколько это возможно, не проходил через отверстие, сигнальная линия имеет равную ширину и имеет равный интервал. Следовые линии должны соответствовать принципу 2W, чтобы уменьшить последовательные помехи между сигналами. Для высокоскоростных устройств DDR2 и выше также требуются высокочастотные данные. Длина этих линий равна, чтобы обеспечить соответствие сопротивления сигнала.

Это подробное описание правил проводки, методов проводки и того, как проводить высокочастотные высокоскоростные PCB - платы. Только обратите внимание и избегайте, чтобы сохранить целостность передачи сигнала и предотвратить « явление отскока заземления», вызванное делением земной линии. "