Thiết kế điện tử - Làm thế nào để thiết kế bảng mạch đồng hồ PCB?

Các yêu cầu chung cho dây PCB mạch đồng hồ như sau:

1. Vì đường đồng hồ là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến EMC, nên có ít lỗ thông qua đường đồng hồ; Cố gắng tránh chạy song song với các đường tín hiệu khác và tránh xa các đường tín hiệu chung để tránh nhiễu với đường tín hiệu.

2. Tránh nguồn điện trên bảng mạch PCB, ngăn chặn nguồn điện và đồng hồ can thiệp lẫn nhau.

3. Khi nhiều đồng hồ tần số khác nhau được sử dụng trên bảng mạch, hai dòng đồng hồ tần số khác nhau không thể chạy cạnh nhau. Cấu trúc mạch của mạng phân phối được thể hiện trong Hình 8-6. Mạch này sử dụng một nguồn đồng hồ duy nhất và phân phối tín hiệu đồng hồ đến N điểm đến từ xa thông qua bộ đệm truyền động.

Mạng lưới phân phối đồng hồ hình nhện luôn có thể được phân phối. Mạng lưới phân phối đồng hồ hình nhện cần lưu ý những điều sau:

1. Tổng tải của mạch đệm ổ đĩa là R/N. Ví dụ, khi sử dụng đường truyền 50μ, mạng nhện hai chân, tổng tải của đầu ổ đĩa là 25μ. Không có nhiều bộ đệm ổ đĩa có khả năng điều khiển tải trọng thấp như vậy.

2. Để lái nhiều "chân nhện" hơn, cần có một trình điều khiển đồng hồ mạnh mẽ hơn. Một cách dễ dàng để làm điều này là kết nối đầu ra của hai hoặc nhiều ổ đĩa song song để tạo thành một ổ đĩa công suất cao.

3. Tổng công suất ổ đĩa cần thiết cho tín hiệu đồng hồ của mạch TTL gấp 25 lần so với mạch ECL.

Cấu trúc chi nhánh Mạng phân phối đồng hồ có cấu trúc chi nhánh Cấu trúc mạch của mạng phân phối đồng hồ. Mạch sử dụng một nguồn đồng hồ duy nhất và phân phối tín hiệu đồng hồ đến N đầu vào ở dạng nhánh thông qua bộ đệm ổ đĩa và đường phân phối đồng hồ trở kháng thấp. Khi tín hiệu chuông đi qua mỗi đầu vào, thời gian tăng của nó được kéo dài và một xung phản xạ nhỏ cũng được tạo ra để truyền dọc theo đường trở lại cực nguồn.

Một xung phản xạ là đạo hàm của tín hiệu đầu vào, gây trở ngại cho việc tiếp nhận. Để giảm cường độ của xung phản xạ, có thể sử dụng các phương pháp sau:

1. Giảm tốc độ tăng của trình điều khiển, có thể làm giảm biên độ của xung phản xạ. Tốc độ của ổ đĩa được sử dụng có thể đáp ứng các yêu cầu về độ lệch đồng hồ.

2. Giảm điện dung của mỗi nhánh. Trong bus đa nhánh, tụ điện nhánh có liên quan đến tụ điện đầu vào của bộ thu đồng hồ, tụ điện ký sinh của đầu nối và tụ điện của dấu vết PCB kết nối bộ thu đồng hồ.

3. Giảm trở kháng đặc trưng (Zo) của đường phân phối đồng hồ. Trở kháng đặc trưng của đường phân phối đồng hồ có liên quan đến hình học của nó. Đường đồng hồ 50μ nhạy hơn 2,5 lần so với điện dung nhánh đồng hồ 20μ. Giảm trở kháng phân phối giúp ngăn ngừa trôi đồng hồ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi tải.

Cấu trúc đầu cuối nguồn sử dụng nhiều đường đồng hồ là một mạch sử dụng một ổ đồng hồ duy nhất để điều khiển hai đầu nguồn. Mạch đầu cuối nguồn có trở kháng gấp đôi so với mạch đầu cuối và dòng điện cần thiết giảm xuống 0 sau 2T (T là độ trễ truyền), làm giảm mức tiêu thụ điện năng trung bình. Một loại sử dụng một ổ đồng hồ duy nhất để điều khiển hai cực nguồn và sử dụng nhiều đường đồng hồ. Cấu trúc đầu cuối nguồn yêu cầu chiều dài đường dây phải bằng nhau để đảm bảo các xung phản xạ đến cùng một lúc; Tải trọng phải bằng nhau ở mỗi đầu để đảm bảo xung phản xạ có cùng dạng sóng. Điện trở đầu cuối nguồn có liên quan đến trở kháng đầu ra của trình điều khiển.

Điện trở đầu cuối nguồn là RS, tức là trở kháng đầu cuối nguồn (μ ©); Zo là trở kháng dòng để lái xe (μ ©); Rdrive là trở kháng đầu ra hiệu quả của ổ đĩa (μ ©); N là số dòng ổ đĩa. Điều quan trọng cần lưu ý là trong kỹ thuật thực tế, rất khó để đạt được sự đối xứng hoàn hảo. Nếu có sự bất đối xứng trong dòng, phản xạ và nhiễu xuyên âm của mỗi dòng không thể được bù đắp hoàn toàn, điều này sẽ khiến hệ thống rung chuông. Dòng đồng hồ có bảo vệ nhiễu xuyên âm đặc biệt.