Новости PCB - проектно - конструкторский соображение

Я недавно написал письмо, написал статью о характеристиках сопротивления PCB. This article explains how changes in the process cause the actual impedance to change, И как предсказать это явление с помощью точного полевого решения. I pointed out in the letter that even if there is no process change, другие факторы могут привести к очень различным фактическим сопротивлениям. When designing быстродействующая плата, автоматизированные средства проектирования иногда не могут обнаружить этот менее очевидный, но очень важный вопрос. However, только на ранней стадии проектирования, this problem can be avoided. Я называю эту технологию "оборонительный дизайн".

PCB proofing stacking number problem
A good laminated structure is the best preventive measure for most signal integrity problems and EMC problems, это тоже самое простое недоразумение. There are several factors at play here, хорошее решение одной проблемы может ухудшить другие. Many system design vendors will suggest that there should be at least one continuous plane in the плата цепи импеданс и масса сигнала. As long as the cost can be affordable, Это хороший совет.. EMC consultants often recommend placing a ground fill or ground layer on the outer layer to control electromagnetic radiation and sensitivity to electromagnetic interference. В некоторых случаях это тоже хорошее предложение..
However, из - за неустановившегося тока, this method may be troublesome in some common designs. фёрст, let's look at the simple case of a pair of power plane/уровень земли: его можно рассматривать как конденсатор .It can be considered that the power layer and the ground layer are the two plates of the capacitor. для получения больших емкостей, it is necessary to move the two plates closer (distance D) and increase the dielectric constant (εr). Чем больше емкость, the lower the impedance, Это то, чего мы хотим, потому что это может остановить шум.. независимо от того, как расположены другие слои, the main power layer and the ground layer should be adjacent and in the middle of the stack. если расстояние между слоем питания и наземным слоем больше, it will cause a large current loop and bring a lot of noise. для 8 слоев, placing the power layer on one side and the ground layer on the other side will cause the following problems:
1. лучшая фаза. Due to the increase in the mutual capacitance, перемешивание между слоями сигналов больше, чем сами слои сигнала.
2. максимальный эмиссионный. Current flows around the power planes and parallel to the signal, массовый ток поступает в главный уровень питания и возвращается через плоскость Земли. The EMC characteristics will deteriorate due to the increase of the circulating current.
3. Loss of control over impedance. Чем дальше сигнал от контрольного слоя, the lower the accuracy of impedance control due to other conductors around it.
4. Because it is easy to cause solder short circuit, Это может увеличить стоимость продукции.
We must make a compromise choice between performance and cost. поэтому, I am here to talk about how to arrange the digital плата цепи чтобы получить лучшие характеристики SI и EMC.
The distribution of each layer of the PCB is generally symmetrical. по - моему, more than two signal layers should not be placed next to each other; otherwise, контроль над SI будет в значительной степени утрачен. It is best to place the internal signal layers symmetrically in pairs. если не требуется подключение к устройству SMT, we should minimize the signal wiring on the outer layer.
потому плата цепи with more layers, Мы можем повторить этот способ размещения .It is also possible to add additional power layers and ground layers; as long as it is ensured that there is no pair of signal layers between the two power layers.
проводка высокоскоростных сигналов должна быть устроена в одном и том же сигнальном слое; за исключением случаев, когда из - за подключения к SMT устройству необходимо нарушить этот принцип. All traces of a signal should have a common return path (that is, the ground plane). There are two ideas and methods to judge what two layers can be regarded as a pair:
1. обеспечивать равноудаленность обратного сигнала. This means that the signals should be routed symmetrically on both sides of the internal ground plane. его преимущество заключается в том, что легко управлять сопротивлением и циркуляционный ток; недостаток в том, что на полу много дыр., and there are some useless layers.
2. Two signal layers of adjacent wiring. The advantage is that the vias in the ground layer can be controlled to a minimum (using buried vias); the disadvantage is that the effectiveness of this method is reduced for some key signals.
Я предпочитаю второй способ. It is preferable that the ground connection for element driving and receiving signals can be directly connected to the layer adjacent to the signal wiring layer. как простой принцип проводки, the surface wiring width in inches should be less than one-third of the drive rise time in nanoseconds (for example, the wiring width of high-speed TTL is 1 inch).
If it is powered by multiple power supplies, Необходимо проложить пласт между линиями электропитания, чтобы отделить его. Do not form a capacitor, во избежание создания переменной связи между источниками.
Все эти меры направлены на сокращение потока и соучастия, and strengthen the impedance control ability. после подключения пласта образуется эффективная "защитная коробка" EMC. При рассмотрении влияния на характеристическое сопротивление, the unused surface area can be made into a ground layer.