Time-domain crosstalk measurement method for quality verification of printed circuit boards
Paying attention to the trend of environmental protection informatization and the development of various environmental protection technologies, печатная плата factories can start with big data to monitor the company's pollution discharge and governance results, and find and solve environmental pollution problems in a timely manner. следовать за философией производства новой эпохи, continuously improve resource utilization, реализация зеленого производства. Strive to make the печатная плата производственная эффективность завода, economical and environmentally friendly production model, активно реагировать на национальную политику охраны окружающей среды.
As the execution speed of digital systems in the fields of communication, видео, network and computer technology is accelerating, the quality requirements for printed circuit boards (printed circuit boards) in such systems are also getting higher and higher. The early printed circuit board designs were unable to guarantee the system performance and working requirements in the face of increasing signal frequency and decreasing pulse rise time. в текущем проектировании печатной платы, we must use the transmission line theory to model the printed circuit board and its components (edge connectors, microstrip lines and component sockets). только полностью понять форму, mechanisms and consequences of crosstalk on printed circuit boards and using corresponding technologies to suppress them to the greatest extent can we help us improve the reliability of systems including printed circuit boards. Проект печатной платы, but I believe that the content discussed in the article will also help other applications such as the characterization of cables and connectors.
Конструкторы печатных плат обеспокоены последовательностью, потому что последовательное возмущение может вызвать проблемы производительности, например, повышение уровня шума; вредные шпоры; смешивание края данных; и отражение неожиданных сигналов.
Вопрос о том, какое из этих вопросов повлияет на проектирование печатных плат, зависит от многих факторов, such as the characteristics of the logic circuit used on the board, проектирование платы, the mode of crosstalk (reverse or forward), терминал по обе стороны линии помех. Информация, предоставляемая в данной статье, может помочь читателю углубить понимание и изучение соучастия, уменьшить влияние соучастия на дизайн.
In order to reduce the crosstalk in the printed circuit board design as much as possible, Мы должны найти баланс между ёмкостным и индуктивным сопротивлением, and strive to achieve the rated impedance value, возможность изготовления печатных плат требует хорошего управления сопротивлением линии передачи. After the circuit board design is completed, компонент, connectors, конечный метод на платы определяет, какой тип помех сильно влияет на свойства схемы. метод измерения по часовому полю, by calculating the inflection point frequency and understanding the printed circuit board crosstalk (Crosstalk-on-printed circuit board) model, it can help designers to set the boundary range of crosstalk analysis.
печатная плата patch processing time domain measurement method
In order to measure and analyze crosstalk, частотная техника может использоваться для наблюдения связи между гармонической составляющей спектра частот и максимальной EMI на этих частотах. However, the time domain measurement of the digital signal edge (the time it takes to rise from 10% of the signal level to 90%) is also a method of measuring and analyzing crosstalk, измерение часовой области имеет следующие преимущества: изменение скорости края цифрового сигнала, or rise time, Какая высокая составляющая каждой частоты в прямом сигнале. Therefore, the signal speed (ie rise time) defined by the signal edge can also help reveal the mechanism of crosstalk. The rise time can be directly used to calculate the inflection point frequency. здесь будет использоваться метод измерения времени подъема для интерпретации и измерения последовательных помех.
In order to ensure that a digital system can work reliably, конструктор должен изучить и проверить характеристики схемы, спроектированной на частоте ниже точки перегиба. Frequency domain analysis of digital signals shows that signals higher than the inflection point frequency will be attenuated and will not have a substantial effect on crosstalk, и сигналы с частотой ниже точки перегиба содержат энергию, достаточную для того, чтобы влиять на ход цепи. The inflection point frequency is calculated by the following formula:
печатная платаA patch processing printed circuit board crosstalk model
The model provided in this section provides a platform for the study of different forms of crosstalk and clarifies how the mutual impedance between two microstrip lines causes crosstalk on the printed circuit board. Рисунок 1 - Концептуальная интерцепторная модель. The mutual impedance is uniformly distributed along the two traces. при отправке цепей цифровых дверей к линиям последовательных помех вдоль взлета возникает последовательное возмущение, and it spreads along the trace:
The mutual impedance between two traces on a printed circuit board.
1. Mutual capacitance Cm and mutual inductance Lm will couple to the adjacent interfered line or âcrosstalkâ a voltage.
2. The crosstalk voltage appears on the interfered line in the form of a narrow pulse whose width is equal to the rise time of the interference line pulse.
3. на нарушенных линиях, the crosstalk pulse splits into two, затем началось распространение в двух противоположных направлениях. This divides the crosstalk into two parts: the forward crosstalk that propagates in the direction of the original interference pulse and the reverse crosstalk that propagates in the opposite direction to the signal source.
печатная платаA patch processing crosstalk type and coupling mechanism
According to the model discussed above, the coupling mechanism of crosstalk will be introduced below, есть еще два типа помех, forward and reverse, Обсуждение.
capacitive coupling mechanism. Это механизм помех, создаваемый емкостью в цепи, including: when the pulse of the interference line reaches the capacitor, Он будет связывать узкие импульсы через конденсатор с линией помех; амплитуда связанных импульсов определяется размерами емкости; потом, the coupled pulse One divides into two, и начал распространяться по интерференционной линии в двух противоположных направлениях.
Inductance or transformer coupling mechanism. Это помехи, вызванные индуктивностью в цепи, including: the pulse propagating on the interference line will charge the next position of the current spike; this current spike generates a magnetic field, and then induces a current spike on the interfered line; transformers Two voltage spikes of opposite polarity will be generated on the interfered line (negative spikes propagate in the forward direction, and positive spikes propagate in the reverse direction).
обратное переходное возмущение. напряжение перемешивания конденсаторов и индуктивной связи, вызванное вышеуказанной моделью. возникающее в результате обратное последовательное возмущение включает следующие характеристики: совокупность двух импульсов одинаковой полярности; распространение по краю импульса помех, индикация помех на низком уровне, wide pulse signal at the source of the interfered line And there is a corresponding relationship between its width and the length of the trace; the reflected crosstalk amplitude is independent of the pulse rise time of the interference line, Но зависит от числа сопротивлений.
Forward crosstalk. необходимо еще раз подчеркнуть, что напряжение переходного процесса при конденсаторной и индуктивной связи накапливается в месте помех в линии. прямое последовательное возмущение включает следующие характеристики: прямое последовательное возмущение представляет собой совокупность двух противоположных полярных импульсов. Потому что полярность противоположна, the result depends on the relative value of capacitance and inductance; forward crosstalk appears at the end of the interfered line as a narrow spike with a width equal to the rise time of the interference pulse; forward crosstalk depends on the rise time of the interference pulse. скорость нарастания, the higher the amplitude, ширина более узкая; амплитуда последовательных помех вперед также зависит от длины пары последовательных помех: место, в котором происходит последовательное возмущение, распространяется вдоль края импульса помех, импульс последовательного следования вперед по линии помех даст больше энергии .
признак помех в сетипечатная платаA patch processing
In this section, мы будем использовать несколько примеров измерений на однослойной печатной плате для изучения механизмов создания помех и описанных выше параметров нескольких типов последовательных помех. In order to effectively measure crosstalk in the laboratory, широкополосный осциллограф с шириной полосы 20 ггц, and a high-quality pulse generator should output a pulse with a rise time equal to the rise time of the oscilloscope to drive the circuit under test. одновременно, high-quality cables, оконечный резистор и адаптер.