Технология PCB - высокоскоростная печатных плат проектная и передаточная линия

В процессе проектирования высокоскоростных печатных плат эффект линии передачи вызовет некоторые проблемы с целостностью сигнала, как с этим бороться? Вот четыре вещи, которыми стоит поделиться со всеми:

строгое регулирование длины кабелей в ключевых сетях

Если конструкция имеет высокоскоростной скачкообразный фронт импульса, необходимо учитывать влияние линии передачи на печатную плату. Быстродействующие интегральные микросхемы с высокой тактовой частотой, широко используемые сегодня, представляют еще большую проблему.

для решения этой проблемы существует ряд основополагающих принципов:если при проектировании схемы CMOS или TTL используется рабочая частота менее 10 МГц, длина монтажа не должна превышать 7 дюймов.если рабочая частота составляет 50 МГц,длина кабеля не должна превышать 1.5 дюйма. если рабочая частота достигает или превышает 75 МГц, длина соединения должна составлять 1 дюйм.длина монтажа чипа на арсениде галлия должна составлять 0.3 дюйма. Если значение превышает это, то указывает на наличие проблемы в линии передачи.

топология плановой проводки

другой способ решить эффект линии передачи - выбрать правильный путь и терминальную топологию. топология электропроводки означает последовательность и структуру проводки сетевого кабеля.при использовании высокоскоростных логических устройств сигнал быстрого изменения края искажается ветвью сигнальной магистрали, если только длина ветви не остается короткой.

обычно проводки PCB используются в двух основных топологиях, а именно в виде проводов из цепи хризантемы и распределения звезд.

Если вы используете последовательный резистор для изменения характеристик сигнала, положение последовательного резистора должно быть близко к ведущему концу. гармонических помех в линии управления, Daisy цепь проводки эффект. Однако такой вид проводки нелегко пройти на 100%. В этом проекте мы хотим сделать длину ветви в цепочке Daisy как можно короче, и безопасное значение длины должно быть: Stub Delay <=Trt * 0.1

Примечание: время реакции TRT

Например, концы ответвлений в высокоскоростных TTL-цепях должны быть меньше 1,длины 5 дюймов. Такая топология занимает меньше места для разводки и может быть завершена одним согласующим резистором. Однако такая структура разводки делает прием сигнала на разных приемниках сигнала не синхронным.

звездная топология позволяет эффективно избегать синхронизации сигналов времени, однако ручная проводка на высокой плотности PCB очень трудна. использование автоматической проводки это способ завершения звездной проводки. в каждой ветке нужен оконечный резистор.величина сопротивления зажима должна соответствовать характеристическому сопротивлению провода.Это может быть сделано вручную или с помощью инструмента CAD для расчета значений сопротивлений и зажимов, соответствующих значениям сопротивления.

Хотя в обоих примерах используются простые зажимные резисторы, на практике более сложные согласующие зажимы необязательны. этот параметр соответствует терминалу RC. РК согласующий терминал может уменьшить энергопотребление, но может использоваться только в тех случаях,когда сигнал работает относительно стабильно.Этот метод подходит для синхронизации сигналов по часовой линии. недостаток в том, что емкость в согласующем терминале РК может повлиять на форму и скорость распространения сигнала.

Последовательное подключение резистора не приводит к дополнительному потреблению энергии, но снижает скорость передачи сигнала. Этот метод используется в шинных приводах, где временная задержка невелика. Преимущество последовательного подключения резистора заключается также в уменьшении количества устройств на плате и плотности соединений.

один из способов состоит в том,чтобы отделить согласующий терминал, в котором согласующий элемент должен располагаться вблизи принимающего конца. его преимущество заключается в том,что сигнал не будет выключен и можно хорошо избежать шума. обычно используется для ввода TTL (ACT, HCT, FAST).

Кроме того, необходимо рассмотреть вопрос о том,чтобы терминал соответствовал типу упаковки резистора и типу монтажа. обычно резистор, установленный на поверхности SMD, имеет низкий удельный пропускающий элемент,поэтому герметизированные элементы SMD становятся более доступными.обычный прямой резистор также имеет два вида монтажа: вертикальный и горизонтальный.

в вертикальном режиме установки резистора имеет короткий монтажный штырь, который снижает тепловое сопротивление между сопротивлением и платы и облегчает его распространение в воздух. но более длинная вертикальная установка увеличит резистор.из за низкого уровня монтажа горизонтальный монтаж имеет низкую индуктивность. Но тепловое сопротивление будет дрейфовать, и в случае отрицательного сопротивления сопротивление может стать разомкнутым,что приведет к провалу согласования зажимов PCB и может стать потенциальным фактором неисправности.

методы подавления электромагнитных помех

Хорошее решение проблемы целостности сигнала улучшит электромагнитную совместимость (ЭМС) печатной платы. Самое главное - обеспечить хороший слой заземления, причем слой заземления является очень эффективным методом для комплексного проектирования. Кроме того, плотность внешнего сигнала печатной платы также является хорошим способом уменьшить электромагнитное излучение, Это может быть реализовано с помощью техники "внешнего слоя" для PCB "дизайн". Внешний слой достигается путем добавления комбинации тонких слоев изоляции и микропор, используемых для проникновения в эти слои на печатной плате общего процесса. сопротивление и емкость могут быть похоронены под поверхностью, а линейная плотность на единицу площади увеличивается почти в два раза, Таким образом, объем печатной платы уменьшается. уменьшение площади печатной платы сильно влияет на топологическую структуру линий, что означает уменьшение токовой петли, сокращение длины разветвленной маршрутизации, электромагнитное излучение примерно пропорционально площади токового кольца; одновременно малые габаритные характеристики означают, что могут быть использованы пакеты выводов высокой плотности, что, в свою очередь, уменьшает длину проводов, тем самым уменьшая токовые петли и улучшая характеристики ЭМС.

Другие применимые технологии

для уменьшения нестационарного напряжения питания интегральных схем,развязывающий конденсатор должен быть добавлен к микросхеме IC. это эффективно устраняет влияние заусенцев на питание и снижает радиацию в цепи электропитания на печатной доске.

развязывающий конденсатор непосредственно связан с ветвью питания интегральной схемы,а не с слоем питания,когда эффект плавных шипов. Именно поэтому в одних розетках имеются конденсаторы развязки,а в других достаточно короткие расстояния между развязывающими конденсаторами и оборудованием. Любое высокоскоростное и энергозатратное оборудование должно быть, насколько это возможно, вместе, чтобы снизить напряжение питания в переходный период перерегулирования.В отсутствие слоя питания длинные линии электропитания образуют кольцевую цепь между сигналом и кольцевой цепью, которая служит источником излучения и индуктивной цепи.

кабели, образующие контуры, а не через один и тот же сетевой или другой кабель,называются кольцами.Если контур проходит через тот же сетевой кабель, то другие маршруты образуют замкнутую петлю.В обоих случаях могут возникать антенные эффекты (прямолинейная и кольцевая).антенна излучает эмиссию EMI извне и сама по себе является чувствительной схемой.замкнутое кольцо это вопрос, который необходимо рассмотреть, поскольку его излучение в значительной степени совпадает с площадью замкнутого цикла.