PCB Блог - проектирование панелей печатных плат и три специальные технологии монтажа проводов

качество печатных плат проектировать проводка будет непосредственно влиять на производительность всей системы, Большинство теории быстрого проектирования в конечном счете будут реализованы и проверены с помощью макета. Это видно, что разводка очень важна в конструкции высокоскоростных печатных плат ниже проанализирована вероятность возникновения некоторых ситуаций, которые могут возникнуть в реальной проводке, и приведены некоторые оптимизированные стратегии маршрутизации. в основном по трем направлениям: прямоугольная проводка, дифференциальная маршрутизация, и извилистая линия.

1. прямоугольная траектория траэтория

в печатных проводках, расположенных в прямом, как правило, тем применимом, который является обязательным, и они почти стали из охвата охвата высоким качеством проводов.

Итак, как прямая проводка датчика передачи сигнала? В принципе, прямоугольная линия меняет скорость передачи,

В результате возникают разрывы импеданса. На самом деле, это не только правильная дорожка Ангела, но и дорожка под острым углом может привести к изменению импеданса.

Влияние трассы под прямым углом на сигнал в основном отражается в трех аспектах:

（1）Угол может быть эквивалентен емкостной нагрузке на линии передачи для замедления времени нарастания；

（2）Разрыв импеданса вызовет отражение сигнала；

(3) Все поколения созданы с правильной точки зрения.

Паразитная емкость, вызванная прямым углом линии передачи, может быть рассчитана по следующей эмпирической формуле:

C = 61W (ER) 1 / 2 / Z0, в приведенной выше формуле C относится к эквивалентной способности угла (единица измерения: PF), w относится к ширине дорожки (единица измерения: дюйм), MCR отключен. , 2 * c * Z0 характерное влияние линии передачи

например, для линии передачи 4 мил 50 Ом (εr равно 4,3) емкость, вызванная прямым углом, составляет около 0,0101 пФ, и результирующее изменение времени нарастания можно оценить: T10-90%=2,2* C*Z0/2 = 2,2*0,0101*50/2 = 0,556 пс. из расчёта видно, что ёмкостный эффект прямоугольной траектории очень мал. По мере увеличения ширины линии прямоугольной трассы, где сопротивление падает, возникает какое-то отражение сигнала. Мы можем рассчитать эквивалентный импеданс после увеличения ширины линии в соответствии с формулой расчета импеданса, упомянутой в главе о линии передачи, а затем рассчитать коэффициент отражения в соответствии с эмпирической формулой: Ï=(Zs-Z0)/(Zs+Z0 ). В общем, изменение импеданса, вызванное проводкой под прямым углом, составляет от 7% до 20%, коэффициент отражения около 0,1. и, как видно из рисунка ниже, В период W сопротивление линии превращается на 100%/2 линии, После W возвращается к нормальному сопротивлению/2 раза. полное изменение импеданса происходит за короткий период времени, обычно за 10 секунд., такое быстрое и небольшое изменение почти незначительно для общей передачи сигнала. Многие люди понимают такую прямую проводку, считая, что легко излучать или принимать электромагнитные волны и генерировать электромагнитные помехи. Тем не менее, многие практические результаты исследований показывают, что прямоугольная траектория не будет более очевидной, чем линейная EMI. Возможно, нынешние характеристики и уровень тестирования ограничивают возможности тестирования, но, по крайней мере, это указывает на проблему, радиационная прямоугольная траектория уже меньше погрешности измерения самого прибора. В общем, прямая проводка не так страшна, как ты думаешь. По крайней мере, в приложениях ниже ГГц, ёмкостное влияние, отражение, электромагнитные помехи и т. д. Полученные результаты не отражения в тесте TDR. В центре внимания инженера высокоскоростной панели печатных плат - проектировщик должен оставаться в компоновке, проектировании власти/земли, проектировании траектории., переходных отверстиях и других аспектах. Конечно, хотя влияние проводки под прямым углом не очень серьезно, это не значит, что мы все организуем движение по прямой. Внимание к деталям — основное качество, которым должен обладать каждый инженер. и, с быстрым развитием цифровых схем, панель печатных плат с частотой обработки сигналов инженерами будет обеспечиваться поставками, а в области проектирования радиочастот выше 10 ГГц,

2. Дифференциальный след
Дифференциальные сигналы все шире используются в конструкции быстродействующих печатных плат. Основные сигналы в цепях обычно используются для проектирования разностной структуры. почему так популярен? Как обеспечить его хорошую производительность в дизайне панельной печатной платы? С этими двумя вопросами мы продолжаем обсуждение следующей части. Что такое дифференциальная сигнализация? говоря чужими словами, ведущий конец посылает два сигнала равного значения и противоположной фазы, принимающий конец определяет логическое состояние "0" или "1" сравнение двух входов. Пара трасс, несущих дифференциальный сигнал, называется дифференциальной трассой.

по сравнению с обычным однополюсным сигналом дифференциальные сигналы имеют очевидные преимущества в следующих трех аспектах:
а. сила помехоустойчивости, потому что связь между двумя дифференциальными трассами очень хорошая. когда шум снаружи, они почти соединены с двумя проводами одновременно, принимающий конец заботится только о разнице между двумя сигналами. поэтому внешний синфазный шум может быть полностью подавлен.
б. Он может эффективно подавлять электромагнитные помехи. так же, потому что полярности этих двух сигналов противоположны. Чем теснее связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается во внешнем мире.
в. Временное позиционирование, потому что переключение разностных сигналов находится на перекрестке двух сигналов, в отличие от обычных несимметричных сигналов, которые опираются на два пороговых напряжения, высота, поэтому оно меньше зависит от процесса и температуры, и уменьшить погрешность в часах. Он также больше подходит для цепей с малоамплитудными сигналами. В настоящее время наблюдения являются такими маломасштабными дифференциальными сигналами. Для инженера по печатным платам проблема состоит в том, как гарантировать, что эти преимущества дифференциальной трассировки могут быть полностью использованы в фактической трассировке. Возможно, любой контактный со стопкой будет представлять разницу между общей записью и требованием, которое представляет собой «одинаковую длину, эквидистантный интервал». убедитесь, что дифференциальный импеданс этих двух систем является постоянным и уменьшает отражение. Передача дифференциальной скорости передачи сигналов.

Заблуждение 1: Думать, что дифференциальному сигналу не нужна плоскость заземления в качестве обратного пути, или думать, что дифференциальная траектория дает другой обратный путь. Это непонимание вызвано путаницей поверхностных явлений, недостаточно глубокого понимания механизма высокоскоростной передачи. Из структуры приемного конца видно, что эмиттерные токи транзисторов Q3 и Q4 равны и противоположны, а их токи на землю просто компенсируют друг друга (I1=0), поэтому дифференциальная схема подходит для подобных отскоки и другие возможные существования. Он не чувствителен к шумовым сигналам на уровне питания и земли. частичное гашение возврата в плоскость Земли не означает, что разностная схема не использует базовую плоскость в качестве пути возврата сигнала. На самом деле, при анализе обратного потока, дифференциальной маршрутизации и обычной односторонней маршрутизации, то есть, всегда есть высокочастотные сигналы. связывающий. Какая бы связь ни была сильной, она станет основным обратным путем.
При проектировании схем печатных плат связь между дифференциальными трассами, как правило, невелика, обычно приходится только на 10-20% степени связи, а связь с землей больше. плоский. местный разрыв, связь между дифференциальными трассами в области без опорной плоскости обеспечит основной обратный путь. Несмотря на то, что нарушение непрерывности базиса не столь серьезно заметно на дифференциальной траектории, как обычная односторонняя траектория, оно все равно снизит качество дифференциального сигнала и повысит электромагнитные помехи, это нужно как можно. Некоторые разработчики также считают, что эталонная плоскость под дифференциальной трассой может быть удалена для подавления некоторых синфазных сигналов при дифференциальной передаче. Как контролировать импеданс? контур обнаружения без выделения сопутствующего излучения к облучению ЭМП, которое приносит больше вреда, чем пользы.

недоразумение 2: считается, что использование равного использования, чем длина линии подбора. В реальной схеме печатной платы часто невозможно одновременно выполнить требования дифференциального дизайна. из-за дистрибутивности, переходных отверстий и маршрутного пространства цель согласования длины линии должна быть достигнута за счет соответствующей маршрутизации. Что нам делать в это время? сукно? Прежде чем делать выводы, посмотрим результаты моделирования. Из приведенных выше результатов моделирования следует, что формы колебаний программ 1 и 2 почти, травмы, то есть наименьшее проявление неравномерности расстояний. Для сравнения, влияние несоответствия длины строки на синхронизацию гораздо больше (вариант 3). Из теоретического анализа следует, что хотя неравномерность расстояний может проявляться в виде дифференциального импеданса, поскольку связь между дифференциальными парами сама по себе незначительна, предельные изменения импеданса также очень малы, обычно в пределах 10%. отражения, вызванные дырами, передача сигналов без существенного анализа. Если длина линии не совпадает, из-за редкого временного отклонения в дифференциальный сигнал вводится синфазная составляющая. Можно сказать, что важным правилом проектирования дифференциальных дорожек на печатной плате является соответствие длины линий.

Заблуждение 3: Думать, что дифференциальные трассы должны быть очень близкими. возникновение разностной траектории близко не только для возникновения их связи, которая может не только улучшить иммунитет к шуму, но и в полной мере использовать противоположные полярности магнитного поля для нейтрализации внешних электромагнитных помех. Хотя такой подход в большинстве случаев очень выгоден, дело обстоит иначе.. Если мы сможем обеспечить их полную защиту от внешних помех, для этого не требуется сильная связь. Цель подавления электромагнитных помех. Как мы можем гарантировать, что дифференциальные дорожки имеют хорошую изоляцию и экранирование? увеличение расстояний с другими сигналами является одним из основных методов. Энергия электромагнитного поля уменьшается пропорционально квадрату расстояния. В общем, когда расстояние между линиями превышает ширину линии в 4 раза, между ними очень шумят помехи, что в принципе нормально. игнорировать. Кроме того, изоляция поверхности Земли также может служить защитой. Эта структура часто используется при проектировании высокочастотных (свыше 10G) корпусов ИС панельных печатных плат. Это называется структурой CPW, которая может обеспечить строгий дифференциальный контроль импеданса (2Z0). Дифференциальные трассы также можно запускать в разных сигнальных слоях, но обычно не рекомендуется использовать такой метод, потому что различия в импедансе и переходных отверстиях, генерируемые разными слоями, разрушат эффект передачи в дифференциальном режиме и внесут синфазный шум. Кроме того, если два соседних слоя не сильно связаны, то это помехоустойчивость дифференциальной траектории, но если может поддерживаться правильное расстояние от окружающих дорожек, звук не проблема. На обычных частотах (ниже ГГц) электромагнитные помехи - несерьезная проблема. Эксперименты показывают, что затухание излучаемой энергии на расстоянии 3 метра достигает 60 дБ для дифференциальных трасс, разделенных расстоянием 500 мил. из-за недостаточной дифференциальной связи линии.

3.

извилистый

змеевиковая линия - обычный способ проводки.

его главная цель состоит в том, чтобы скорректировать обеспечение защиты безопасности системы во времени. прежде всего конструкторы должны понимать, что змеевик определяет качество сигнала, изменение задержки передачи, наблюдение присоединения. Однако в настоящее время, чтобы обеспечить достаточное время удержания сигнала, или временное смещение проекта между несколькими и теми же сигналами, часто необходимо преднамеренно выполнить проводку. Итак, какое влияние оказывает змеевидный провод на передачу сигнала? маршрут, на что я должен обратить внимание? Двумя ключевыми параметрами являются параллельная длина соединения и расстояние соединения. Очевидно, что при передаче сигнала по змеевидной трассе связь между параллельными отрезками, в виде дифференциального режима, Чем меньше S, тем больше Lp, Чем больше связи. Это может привести к уменьшению задержки передачи и значительному снижению качества сигнала из-за перекрестных помех. механизма, см. анализ перекрестных помех в синфазном и дифференциальном режимах в главе 3.

Несколько советов по работе с змеевидными линиями:
(1) Постарайтесь увеличить расстояние параллельных отрезков прямой, по крайней мере больше 3H, Н - расстояние от траектории сигнала до опорной кости. С точки зрения непрофессионала, Это линия на изгиб. Пока S достаточно велико, такой эффект взаимодействия можно почти полностью исключить.
(2) Уменьшите длину муфты Lp. при приближении или превышении времени нарастания сигнала, постепенное последовательное насыщение.
(3) Задержка передачи сигнала, вызванная змеевиком полосковой линии или скрытой микрополосковой линией, меньше, чем у микрополосковой линии. В принципе, полосковая линия не повлияет на скорость передачи из-за перекрестных помех в дифференциальном режиме.
(4) Для высокоскоростных и сигнальных линий со строгими временными требованиями старайтесь не брать серпантины, тем более не пользующиеся малыми масштабами.
(5) Часто можно использовать змеевидные трассы под любым углом, можно быстро уменьшить взаимозаменяемую связь.
(6) В конструкции высокоскоростной панели печатных плат зигзагообразная линия не имеет названных таковых фильтров или помехоустойчивости, которые могут только снизить качество сигнала, Так что он используется только для совпадений во времени, а не для других целей.
(7) Иногда для намотки можно использовать метод спиральной маршрутизации. Моделирование показывает, что эффект лучше, чем обычно печатных плат проектирование серпантинной маршрутизации.