PCB Blogu - Yüksek hızlı PCB tahtasında sinyal yenileme ve karışık bölümleme

Regarding the signal return and cross-segmentation in high-speed PCB tahtası, "senaryo" sadece burada inşa ediliyor., ve yere dönüş, güç geri dönüşü ve bazı karşılaştırma sorunları aşağıdaki figürle birlikte. Çizim için uygun, katman boşluğu genişletildir.

IC1 sinyal çıkış terminal, IC2 is the signal input terminal (to simplify the PCB tahtası model, it is assumed that the receiving terminal contains a lower connection resistance). Üçüncü katı toprak katıdır.. IC1 ve IC2 grubun ikisi de üçüncü toprak uçağından geliyor.. Üst katının üst sağ köşesi güç uça ğıdır., elektrik teslimatının pozitif köşesine bağlanmıştır.. C1 ve C2 IC1 ve IC2 kapasiteleridir., saygı olarak. Görüntüde gösterilen çipinin enerji temsili ve toprak parçaları gönderilen ve alınan sinyal terminallerin enerji temsilidir.. Düşük frekans, Eğer S1 terminal yüksek seviye çıkarsa, Tüm şu anki dönüşü, elektrik teslimatı, kablo üzerinden VCC elektrik uçağı ile bağlantılı olduğu, ve sonra IC1'i turuncu yoldan girer, Sonra S1 terminal'dan çıkıyor., IC2'yi R1 terminal üzerinden, kablo ikinci katı boyunca girer.. Sonra GND katına girin ve kırmızı yoldan güç teslimatının negatif katına dönün..

Ama..., yüksek frekanslarda, PCB tarafından sunulan dağıtım özellikleri sinyale büyük bir etki yaratacak.. Genelde söylediğimiz yere dönüş, sık sık sık frekans sinyallerinde bulunan bir problemdir.. S1'den R1'e kadar sinyal çizgisinde arttığı zaman, dışarıdaki manyetik alan hızlı değişir, yakın yöneticide dönüş akışını sağlayacaktır.. Eğer üçüncü katın toprak uça ğı tamamen toprak uçağı olursa, there will be a current marked by a blue dotted line on the ground plane; Eğer TOP katmanın tamamen güç uça ğı varsa, Yüksek katta Mavi Dot Reflow boyunca bir akışı olacak.. Şu an, sinyal döngüsü şu anda, dışarıya yayılan enerji, ve dışarıdaki sinyalleri. (The skin effect at high frequencies also radiates energy outward, and the principle is the same.)

Since the high-frequency signal level and current change rapidly, ama değişim dönemi kısa, gerekli enerji çok büyük değil, Bu yüzden çip, çip yakınlarındaki kapasitör tarafından güçlendiriliyor.. When C1 is large enough and the response is fast enough (with very low ESR value, keramik kapasiteleri genelde kullanılır. Keramik kapasitörlerin ESR, tantalum kapasitörlerinden daha az..), the orange path on the top layer and the red path on the GND layer can be It is regarded as non-existent (there is a current corresponding to the power supply of the whole board, but not the current corresponding to the signal shown in the figure).

Bu yüzden..., çizimde in şa edilen çevreye göre, the entire path of the current is: from the positive pole of C1 -> VCC of IC1 -> S1 -> L2 signal line -> R1 -> GND of IC2 -> via hole -> $ of the GND layer Path -> Via -> Capacitor Negative. Ağızın dikey yönünde kahverengi eşittir bir akışın var., ve bir manyetik alan ortada. Aynı zamanda, Bu torus da dış araştırmalarına kolay bağlanabilir. Görüntüdeki sinyal saat sinyali olursa, paralel olarak 8 bitlik veri hatlarının bir grupu var,, aynı çipçinin aynı güç tasarımıyla güçlendirilmiş, ve şu anda dönüş yolu aynı. Eğer veri çizgileri aynı yönde dönerse, Büyük dönüş akışı saat boyunca. Saat hatları iyi eşleşmiyorsa, Bu çarpışma saat sinyaline ölümcül etkisi olması için yeterli.. Bu karışık konuşmanın gücü, araştırma kaynağının seviyesine uygun değildir., ama araştırma kaynağının şu anda değiştirme oranına. Sadece dirençli bir yük için, karışık konuşma akışı dI ile proporcional./dt=dV /( T10%-90%*R). Formülde, dI/dt (current rate of change), dV (swing of the interference source) and R (interference source load) all refer to the parameters of the interference source (if it is a capacitive load, dI/dt% T10 ile bağlı. Yüzde 90 kare tersi proporsyonal..). Formülden görülebilir ki, düşük hızlı sinyallerin karşılaştırması hızlı sinyallerin olduğundan daha küçük değil.. Söylediklerimiz bu: 1kHZ sinyali kesinlikle düşük hızlı sinyal değil., ve sınır durumu büyük bir şekilde. Çok sert bir kenara sahip bir sinyal için, Her frekans çarpma noktasında bir çok harmonik komponenti var ve. Bu yüzden..., aygıtları seçtiğinde. Hızlı değiştirme hızları ile çip seçme, bu sadece yüksek maliyeti, Ayrıca karşılaştırma ve EMC sorunlarını arttır..

GND'nin düşük reaksiyon yolunu sağlamak için sinyal boyunca uygun kapasitörler olan yakın elektrik uça ğı veya diğer uçağı bu sinyal için geri dönüş uçağı olarak hareket edebilir.. Normal uygulamalarda, the corresponding chip IO power supplies for transceivers are often the same, ve genelde 0 var.01- 0.1uF, saygı güç malzemeleri ve toprak arasındaki kapasiteleri ayrılıyor, ve bu kapasitörler de sinyalin iki tarafında, Bu yüzden güç uçağının geri dönüş akışının etkisi sadece yeryüzü uçağına ikincidir.. Dönüş akışı için diğer güç uçaklarını kullandığında, sinyalin her iki tarafında yere düşük tepki yolu yoktur.. Bu şekilde., the current induced in the adjacent plane will find the nearest capacitance back to ground. Eğer "yakın kapasitör" başlangıcından veya sondan uzak olursa, dönüş akışı tam bir dönüş yolu oluşturmak için "uzun yolculuk" geçmesi gerekiyor., ve bu yol da yakın sinyalin geri dönüş yolu. Aynı dönüş akışı, sinyaller arasındaki karışık konuşmaya benziyor..

Bazı boşluksuz bir karşılık bölüm durumları için, a high-pass filter (such as a 10-ohm resistor series 680p capacitor) can be connected across a capacitor or a RC series connection at the cross-segmented place. Özel değer kendi sinyal tipine bağlı., bu, yüksek frekans dönüş yolunu sağlamak, but also to isolate low-frequency crosstalk between the mutual planes). Bu, güç uçakları arasında kapasitör eklemesi gerekebilir., Bu biraz komik görünüyor., Ama kesinlikle çalışıyor.. Eğer bazı belirtiler tarafından izin verilmezse, iki uçakta kapasitörler yere götürülebilir.. Diğer uçakları ödünç almak için, Bir kaç küçük kapasitör sinyalin her iki tarafında yere uygun bir şekilde eklenebilir.. Ama bu yaklaşım sık sık sık zor.. Çünkü terminal yakınlarındaki yüzeysel alanın çoğu eşleşen direktör ve çip kapasitörü tarafından meşguldür. PCB tahtası.