СВЧ технология - Несколько техник проводки, которые вам нужно знать о высокочастотном проектировании схем

Высокочастотные схемы часто имеют высокую степень интеграции и плотность проводов. Использование многослойных панелей не только необходимо для проводки, но и является эффективным средством уменьшения помех. На этапе компоновки PCB, разумный выбор размера печатной платы с определенным количеством слоев, можно в полной мере использовать средний слой, чтобы установить экран, лучше достичь ближайшего заземления и эффективно снизить паразитную индуктивность, сократить длину передачи сигнала, сохраняя при этом большую. Все эти методы способствуют надежности высокочастотных схем, таких как снижение амплитуды перекрестных помех сигнала.

В случае одного и того же материала шум четырехслойной пластины на 20 дБ ниже, чем шум двухсторонней пластины. Однако есть и проблема. Чем выше количество полуслоев PCB, тем сложнее процесс производства и тем выше удельная стоимость. Это требует, помимо выбора подходящего слоя PCB, разумной схемы компоновки компонентов и использования правильных правил проводки для завершения дизайна. Ниже приводится краткий обзор некоторых уроков, извлеченных из высокочастотной проводки:

1. Чем меньше слой провода чередуется между выводами высокочастотных схем, тем лучше так называемый « чем меньше слой провода чередуется, тем лучше » означает, что чем меньше перфорации (via) используется во время соединения компонентов, тем лучше. Перепористость может принести распределенную емкость около 0,5 pF, а уменьшение количества пробоин может значительно увеличить скорость и снизить вероятность ошибок данных.

2. 
   

   
   

2. Чем короче провод между выводами приборов ВЧ - схемы, тем лучше. интенсивность излучения сигнала пропорциональна длине следа сигнальной линии. 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.

3. Чем меньше изгибов проводов между выводами высокоскоростных электронных устройств, тем лучше. Выводы проводов высокочастотных схем лучше всего использовать по полной прямой, что требует 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.

4. Обратите внимание на то, что проводка высокочастотных схем « последовательного помеха», вводимая с близкого параллелизма сигнальной линии, должна обратить внимание на « переходный звук», вводимый близкой 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.

5. Разделение заземления высокочастотного цифрового сигнала от заземления аналогового сигнала. При подключении аналогового, цифрового и т.д. к публичному заземлению используйте высокочастотные дроссельные магнитные шарики для соединения или прямой изоляции и выберите подходящее место 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.

6. Добавление высокочастотных развязывающих конденсаторов к штуцерам питания блоков ИС и высокочастотных разъемных конденсаторов к штуцерам питания каждого близлежащего блока ИС. Увеличьте высокочастотные развязывающие конденсаторы на выводах питания, которые могут эффективно подавлять помехи высокочастотных гармоник на выводах питания.

7. Чтобы избежать образования кольцевой линии проводки, различные линии высокочастотного сигнала должны быть как можно менее замкнутыми. Если это неизбежно, то площадь кольца должна быть минимальной.

Необходимо обеспечить хорошее соответствие сопротивления сигнала в процессе передачи сигнала, когда сопротивление не совпадает, сигнал отражается в канале передачи, и 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 подключения LVDS

Требуется дифференциальная маршрутизация сигнала LVDS, ширина линии 7 миль и расстояние между линиями 6 миль, чтобы контролировать дифференциальное сопротивление сигнала HDMI на уровне 100 + - 15% Ом;

(2) Правила подключения USB

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.