Kỹ thuật định tuyến bảng tần số cao nhiều lớp
Làm thế nào để vẽ nhiều tầng bảng cao tốc, Biên tập viên mạch Trung Quốc và Khoa học sẽ chia sẻ với mọi người kỹ thuật bố trí bảng cao tốc nhiều tầng, mong có lợi cho mọi người.
Bảng tần số cao nhiều lớp có xu hướng tích hợp cao và mật độ dây cao. Việc sử dụng bảng mạch nhiều lớp không chỉ cần thiết cho hệ thống dây điện mà còn là một phương tiện hiệu quả để giảm nhiễu. Trong giai đoạn bố trí PCB, sự lựa chọn hợp lý của kích thước bảng in với một số lớp nhất định có thể được sử dụng đầy đủ để che chắn thiết lập lớp giữa, để đạt được kết nối gần mặt đất hơn, giảm hiệu quả cảm ký sinh và rút ngắn chiều dài truyền tín hiệu, đồng thời cũng cải thiện đáng kể độ tin cậy của mạch tần số cao.
Khi sử dụng cùng một vật liệu, độ ồn của bảng bốn lớp thấp hơn 20dB so với bảng hai mặt. Tuy nhiên, cũng có một vấn đề. Số lượng bảng tần số cao PCB (bảng tần số cao nhiều lớp) càng cao, quy trình sản xuất càng phức tạp và chi phí đơn vị càng cao. Điều này đòi hỏi phải có kế hoạch bố trí thành phần hợp lý và sử dụng các quy tắc định tuyến chính xác để hoàn thành thiết kế, ngoài việc chọn số lớp phù hợp, khi thực hiện bảng mạch PCB bố trí PCB (bảng tần số cao nhiều lớp). Càng ít lớp chì xen kẽ giữa các chân của thiết bị mạch tần số cao thì càng tốt. Cái gọi là "ít xen kẽ giữa các lớp của dây dẫn thì càng tốt", có nghĩa là quá mức nhỏ được sử dụng trong quá trình kết nối các thành phần thì càng tốt. Một overhole có thể mang lại một điện dung phân tán 0,5pF và giảm số lượng overhole có thể làm tăng đáng kể tốc độ và giảm khả năng lỗi dữ liệu. Đường dẫn ngắn hơn giữa các chân của thiết bị mạch tần số cao là tốt hơn. Cường độ bức xạ của tín hiệu tỷ lệ thuận với chiều dài dấu vết của đường tín hiệu. Dây dẫn tín hiệu tần số cao càng dài, càng dễ kết hợp với các bộ phận gần nó. Do đó, đối với các tín hiệu như đồng hồ, dao động tinh thể, dữ liệu DDR, dây LVDS, dây USB, dây HDMI, v.v., dây tín hiệu tần số cao được yêu cầu càng ngắn càng tốt. Càng ít uốn cong dây dẫn giữa các chân của thiết bị điện tử tốc độ cao thì càng tốt. Các dây dẫn cho hệ thống dây điện mạch tần số cao được sử dụng tốt nhất với một đường thẳng đầy đủ, đòi hỏi phải quay. Nó có thể được xoay bằng một đường chấm 45 độ hoặc vòng cung. Yêu cầu này chỉ được sử dụng để tăng cường độ cố định của lá đồng trong mạch tần số thấp, trong đó yêu cầu này được đáp ứng. Một yêu cầu có thể làm giảm phát xạ bên ngoài và khớp nối lẫn nhau của tín hiệu tần số cao. Chú ý đến "Crosstalk" định tuyến mạch tần số cao được giới thiệu song song gần của các đường tín hiệu nên chú ý đến "nối âm" được giới thiệu bởi định tuyến song song gần của các đường tín hiệu. Crosstalk đề cập đến hiện tượng ghép nối giữa các đường tín hiệu không được kết nối trực tiếp. Vì tín hiệu tần số cao được truyền dọc theo đường truyền dưới dạng sóng điện từ, đường tín hiệu sẽ hoạt động như ăng ten và năng lượng từ trường điện từ sẽ được phát ra xung quanh đường truyền. Tín hiệu nhiễu không mong muốn được tạo ra do sự kết hợp của các trường điện từ giữa các tín hiệu. Nó được gọi là âm thanh. Các thông số của lớp bảng mạch PCB (bảng tần số cao nhiều lớp), khoảng cách giữa các đường tín hiệu, đặc tính điện của đầu truyền động và đầu nhận và phương pháp kết thúc của đường tín hiệu đều có ảnh hưởng nhất định đến nhiễu xuyên âm. Do đó, để giảm nhiễu xuyên âm của tín hiệu tần số cao, bạn cần thực hiện những điều sau đây bất cứ khi nào có thể khi định tuyến: 1. Cố gắng áp dụng tín hiệu đồng hồ chênh lệch áp suất thấp, đồng hồ tín hiệu tần số cao, và chú ý tính hoàn chỉnh của việc đánh đất; 2. Nếu hệ thống dây song song trong cùng một lớp là gần như không thể tránh khỏi, thì trong hai lớp liền kề, hướng của hệ thống dây phải vuông góc với nhau; 3. Chèn dây nối đất hoặc mặt phẳng nối đất giữa hai dây có nhiễu xuyên âm nghiêm trọng hơn khi không gian dây cho phép, có thể đóng vai trò cô lập và giảm nhiễu xuyên âm; 4. Nếu không gian dây cho phép, tăng khoảng cách giữa các đường tín hiệu liền kề, giảm chiều dài song song của các đường tín hiệu và cố gắng làm cho đường đồng hồ vuông góc với đường tín hiệu chính thay vì song song; 5. Khi trường điện từ thay đổi khi không gian xung quanh đường tín hiệu tồn tại, nếu không thể tránh được sự phân bố song song, một khu vực rộng lớn của "mặt đất" có thể được bố trí ở phía đối diện của đường tín hiệu song song để giảm đáng kể nhiễu; 6. Trong mạch kỹ thuật số, tín hiệu đồng hồ thông thường là tín hiệu với sự thay đổi cạnh nhanh chóng, có nhiễu xuyên âm lớn bên ngoài. Do đó, trong thiết kế, dây đồng hồ nên được bao quanh bởi dây mặt đất và nên sử dụng nhiều lỗ dây mặt đất hơn để giảm điện dung phân phối và do đó ít nhiễu xuyên âm; 7. Thay vì treo thiết bị đầu vào không sử dụng, hãy nối đất hoặc kết nối nó với nguồn điện (nguồn điện cũng được nối đất trong vòng lặp tín hiệu tần số cao), vì dây treo có thể tương đương với ăng-ten phát và nối đất sẽ ức chế phát. Thực tiễn đã chứng minh, dùng phương pháp này loại bỏ nhiễu xuyên âm đôi khi có thể thấy được kết quả ngay lập tức.
5. Tránh hệ thống dây điện hình thành vòng lặp Các dấu vết tín hiệu tần số cao khác nhau nên cố gắng không hình thành vòng lặp càng nhiều càng tốt. Nếu điều này là không thể tránh khỏi, diện tích của vành đai nên càng nhỏ càng tốt. Thêm tụ điện tách rời tần số cao vào chân nguồn của khối IC thêm tụ điện tách rời tần số cao vào mỗi chân nguồn của khối IC gần đó. Tăng tụ tách tần số cao của chân nguồn, có thể ức chế hiệu quả sự can thiệp của sóng hài tần số cao vào chân nguồn. Cách ly dây nối đất tín hiệu kỹ thuật số tần số cao và dây nối đất tín hiệu tương tự Khi dây nối đất tương tự, dây nối đất kỹ thuật số, v.v. được kết nối với dây nối đất chung, sử dụng hạt từ trường choke tần số cao để kết nối hoặc cách ly trực tiếp và chọn nơi thích hợp để kết nối một điểm. Điện thế mặt đất của các đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao thường không nhất quán. Thường có một sự khác biệt điện áp nhất định trực tiếp giữa hai. Ngoài ra, các đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao thường chứa các thành phần hài hòa rất phong phú của tín hiệu tần số cao. Khi đường dây mặt đất tín hiệu kỹ thuật số và đường dây mặt đất tín hiệu tương tự được kết nối trực tiếp, sóng hài của tín hiệu tần số cao can thiệp vào tín hiệu tương tự bằng cách ghép nối dây mặt đất. Do đó, trong điều kiện bình thường, đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao và đường đất của tín hiệu tương tự phải được cách ly, có thể sử dụng phương pháp kết nối một điểm ở vị trí thích hợp, cũng có thể sử dụng phương pháp kết nối hạt từ trường tần số cao. Phải đảm bảo phù hợp với trở kháng tín hiệu tốt trong quá trình truyền tín hiệu bảng tần số cao nhiều lớp, khi trở kháng không phù hợp, tín hiệu sẽ được phản xạ trong kênh truyền, phản xạ sẽ dẫn đến tín hiệu tổng hợp hình thành quá mức, dẫn đến tín hiệu dao động gần ngưỡng logic. Cách cơ bản để loại bỏ phản xạ là làm cho trở kháng của tín hiệu truyền tải phù hợp. Vì sự khác biệt giữa trở kháng tải và trở kháng đặc trưng của đường truyền càng lớn, phản xạ càng lớn, do đó, trở kháng đặc trưng của đường truyền tín hiệu nên được thực hiện càng nhiều càng tốt bằng trở kháng tải. Đồng thời, chú ý rằng không có sự thay đổi đột ngột hoặc góc trong đường truyền trên PCB (bảng tần số cao nhiều lớp), và cố gắng giữ trở kháng tại mỗi điểm của đường truyền liên tục, nếu không sẽ có phản xạ giữa các đoạn của đường truyền. Điều này đòi hỏi các quy tắc định tuyến sau đây phải được tuân thủ khi định tuyến PCB tốc độ cao (bảng tần số cao nhiều lớp): 1. Quy tắc kết nối USB. Yêu cầu cáp phân phối tín hiệu USB khác biệt, chiều rộng đường dây 10 triệu, khoảng cách đường dây 6 triệu, khoảng cách đường dây mặt đất và tín hiệu 6 ml; 2. Quy tắc cáp HDMI. Yêu cầu định tuyến khác biệt tín hiệu HDMI, chiều rộng đường dây 10 triệu, khoảng cách đường dây 6 triệu, khoảng cách giữa hai cặp tín hiệu khác biệt HDMI vượt quá 20 triệu; 3. Quy tắc dây LVDS. Yêu cầu định tuyến vi sai tín hiệu LVDS, chiều rộng đường dây 7 triệu và khoảng cách đường dây 6 triệu, mục đích là để kiểm soát trở kháng tín hiệu vi sai HDMI ở 100+-15% ohms; 4. Quy tắc cáp DDR. Dấu vết DDR1 yêu cầu tín hiệu phải càng xa lỗ càng tốt, các đường tín hiệu có chiều rộng bằng nhau và các đường được đặt cách nhau bằng nhau. Dấu vết phải đáp ứng nguyên tắc 2W để giảm nhiễu xuyên âm giữa các tín hiệu. Đối với các thiết bị tốc độ cao từ DDR2 trở lên, dữ liệu tần số cao cũng được yêu cầu. Các đường này có độ dài bằng nhau để đảm bảo rằng trở kháng của tín hiệu phù hợp.