Nguyên nhân và phương pháp hoà giải tín hiệu vấn đề trong kế hoạch Bảng điều khiển cao tốc

2022-08-23

Author：pcb

Với Languageự giải thoát mạng công nghệ đạo diễn với những công nghệ người tàn giỏi, Giá trị đổi tốc độ của ICC đã tăng từ chục khẩu MHZ tới hàng trăm khẩu MHz, hay thậm chí nhiều GHz. Thiết kế cao tốc

Bảng PCB, kỹ sư thường gặp các vấn đề về độ chính trực của tín hiệu, Xoay giảm chấn, Vượt, Trống!, và trò chuyện. Bài báo này sẽ nói về lý do họ được hình thành, cách họ được tính toán, và giải quyết các vấn đề này bằng phương pháp mô phỏng IBES ở Allegro.

1. Định nghĩa của signal integrity

Tính toàn vẹn tín hiệu (SI) đề cập đến chất lượng tín hiệu trên đường tín hiệu. Tín hiệu yếu đi không phải do một yếu tố., nhưng bằng một sự kết hợp các yếu tố trong khả năng thiết kế.. Nguyên nhân tổn hại đến tính trung bình tín hiệu là phản xạ, rung, Khoảng đất, giang hồ, và nhiều hơn. Với việc tăng cường liên tục tần số hoạt động của tín hiệu, vấn đề của tín hiệu nguyên vẹn đã trở thành tâm điểm của tốc độ cao Bảng PCB kỹ sư.

2. Phản xạ

2.1 Hình thành và tính toán phản xạ

Trở kháng không liên tục trên đường truyền dẫn dẫn đến phản xạ tín hiệu, và khi đoạn nguồn và trở ngại không khớp, Áp lực phản ánh một phần điện thế trở về nguồn. Sự khác nhau giữa đường tín hiệu giải quyết nhiều vấn đề. Cái gì là tín hiệu chẩn đoán? Nói theo nghĩa thường, Động cơ cuối gửi hai tín hiệu ngang giá và đối diện., và người nhận được phán xét trạng thái hợp lý "0" hay "1" bằng cách so sánh sự khác biệt giữa hai cột điện. Cặp dây dẫn cùng tín hiệu chẩn đoán được gọi là sợi dây chẩn đoán. Làm thế nào để tính cản trở của đường kẻ phân biệt? Sự cản trở của các tín hiệu khác nhau khác nhau, such as the D+ D- of USB, Độ cản trở phân bộ là 900m, Dòng phân biệt của 1394 là 110oham, xem đặc trưng hay thông tin liên quan trước. Có rất nhiều công cụ để tính cản trở, như là s áu 9000. Các yếu tố ảnh hưởng xấu khác bao gồm chiều rộng dòng, Khoảng cách phân tuyến, thầy tu, và độ dày của phương tiện truyền thông (độ dày của phương tiện truyền thông giữa dòng khác biệt và r) ồ i Bề mặt tham chiếu). Thường, Độ khác nhau được điều chỉnh. Khoảng cách tuyến và chiều rộng để kiểm soát cản khác nhau. Khi làm bảng, cũng cần phải giải thích cho nhà sản xuất về những đường dây cần kiểm soát cản trở. Mỗi tín hiệu phân biệt là một giá trị số đại diện cho sự khác biệt giữa hai lượng vật lý. Nghiêm túc đấy., mọi tín hiệu điện áp khác nhau, bởi vì một điện thế chỉ có thể tương đối với một thế lực khác.. Trong một số hệ thống, hệ thống'mặt đất'được dùng làm điểm điện tử.. Khi'mặt đất'được dùng để đo điện thế, phát tín hiệu này được gọi là đơn chấm. Chúng ta dùng thuật ngữ này vì tín hiệu được đại diện bởi điện thế trên một người chỉ huy..

Một lợi ích của tín hiệu khác nhau là những tín hiệu nhỏ có thể dễ nhận diện bởi vì bạn đang điều khiển điện tín.. Trong một hệ thống tham chiếu, Hệ thống báo động đơn chấm, Giá trị của tín hiệu đo dựa trên độ đồng của'mặt đất'trong hệ thống.. Tín hiệu và máy thu tín hiệu càng xa càng tốt., Nhiều khả năng sẽ có sự khác biệt giữa giá trị điện hạ cục bộ. Giá trị tín hiệu được thu hồi từ tín hiệu khác nhau hoàn toàn độc lập với giá trị của'mặt đất', nhưng trong một khoảng cách nhất định. Lợi ích thứ hai của tín hiệu vi sai trong các hệ thống tham chiếu đến mặt đất là khả năng chống nhiễu điện từ bên ngoài (EMI) cao. Một bộ kích thích tác động mỗi đầu của một cặp tín hiệu khác nhau gần như ngang nhau. Làm đi sự khác nhau trong điện thế PADSGIIC phải giá trị tín hiệu., Bất cứ rối loạn tương tự nào xuất hiện trên hai người dẫn điện sẽ bị bỏ qua. Ngoài việc ít nhạy cảm với sự can thiệp, Tín hiệu khác nhau tạo ra ít EME hơn tín hiệu đơn vị.. Thứ ba lợi thế của tín hiệu khác nhau là định giờ.. Bởi vì sự thay đổi chuyển đổi tín hiệu khác nhau nằm ở giao nhau của hai tín hiệu, Không giống như những tín hiệu đơn vị thường dựa trên áp suất cao và thấp để quyết định, họ ít bị ảnh hưởng bởi quá trình và nhiệt độ. Nó có thể giảm lỗi thời gian và phù hợp với các mạch có tín hiệu khuếch trương thấp.. LVDS (Tín hiệu chênh lệch điện áp thấp) phổ biến hiện nay đề cập đến công nghệ tín hiệu khác biệt biên độ nhỏ này.. Điểm Ban đầu không phân biệt, bởi vì kết quả trò chuyện này sẽ bị hủy khi họ nhận.. Thêm nữa., phân biệt phải được cân bằng., và song song chỉ là một phần của cán cân. Tôi nghĩ việc kết nối của một cặp khác nhau vẫn cần thiết., để khớp một dòng, Mặc dù theo lý thuyết nó rất trưởng thành, Tuy nhiên, mạch PCB thực tế vẫn có lỗi khoảng 5%. (Một chất liệu mà tôi chưa tự làm). Mặt khác thì, một đường phân biệt có thể được coi là một hệ thống tự quay vòng, hay tín hiệu trên hai đường tín hiệu của nó tương quan. Nếu khớp nối quá lỏng, nó có thể gây nhiễu khác với những nơi khác. Cho một số mạch giao diện, Độ dài ngang ngửa của cặp chẩn đoán Allegro là một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát sự chậm trễ dòng. Vậy, Tôi nghĩ đường kẻ phân biệt nên kết hợp chặt chẽ.. Phần lớn tốc độ cao hiện tại Bảng PCBs, nó có lợi để duy trì mối nối tốt., Nhưng tôi hy vọng các bạn không lầm tưởng kết nối là điều kiện cần thiết cho các cặp khác nhau., mà đôi khi hạn chế ý tưởng thiết kế. Thiết kế hay phân tích tốc độ cao, Không chỉ cần biết đa số người làm như thế nào, nhưng cũng tại sao những người khác làm vậy, và sau đó hiểu và cải thiện dựa trên kinh nghiệm của người khác, và liên tục thể hiện khả năng suy nghĩ sáng tạo. Phải khớp với, nhưng lý do khớp không phải là phản xạ., nhưng giảm mức độ nhiễu xuyên xoắn. Nếu giảm giá liên quan đến phương pháp khớp, nếu dùng độ kháng cự của hàng loạt, nó sẽ không có tác dụng, nhưng nếu dùng phương pháp khớp kết thúc bằng cột hoặc kết nối điện, bởi vì cản trở của hai sợi dây bị giảm dần...

Công cụ PCB Bố trí, Mối quan tâm là làm thế nào để đảm bảo lợi thế của tuyến khác nhau có thể được sử dụng hoàn to àn trong các tuyến đường thực sự.. Có lẽ bất cứ ai liên lạc với Bố trí đều hiểu các yêu cầu của các tuyến khác nhau., and the Bảng PCB thiết kế là "ngang chiều dài, ngang khoảng cách". Độ dài ngang nhau là đảm bảo hai tín hiệu khác nhau duy trì cực đối lập mọi lúc và giảm các thành phần chế độ phổ biến. Khoảng cách ngang nhau là để đảm bảo sự cản trở phân biệt của hai người nhất quán và giảm ảnh hưởng phản xạ. "nguyên tắc gần nhất có thể" đôi khi là một trong những yêu cầu thiết lập lộ trình khác nhau. Vết khác nhau cũng có thể chạy trong các lớp tín hiệu khác nhau, nhưng phương pháp này thường không được dùng, bởi vì sự khác nhau về cản trở và kinh cầu tạo ra bởi các lớp khác nhau sẽ phá hủy hiệu quả của chế độ khác nhau truyền và sẽ tạo ra tiếng ồn trong chế độ phổ biến.. Thêm nữa., nếu hai lớp kế tiếp không gắn bó chặt chẽ, nó sẽ làm giảm khả năng của vết vi bộ để chống lại tiếng ồn, nhưng nếu khoảng cách chính xác từ vết tích bao quanh có thể được duy trì, Nói chuyện qua đường không thành vấn đề. At general frequencies (below GHz), Không vấn đề nghiêm trọng của EME.. Các thí nghiệm cho thấy sự suy giảm năng lượng phóng xạ ở khoảng cách 500phút từ con đường ba mét phân biệt đã đến 60dB, đủ để đáp ứng các tiêu chuẩn bức xạ điện từ của FCC, Vì vậy người thiết kế không phải lo lắng quá nhiều về sự không tương thích từ trường hợp không phù hợp do hệ nối tuyến khác nhau không đủ.. Nhưng tất cả những quy tắc này không phải là tu từ., và nhiều kỹ sư dường như không hiểu được bản chất của những chẩn đoán khác nhau t ốc độ cao.. Ở đây có nhiều sự hiểu nhầm chung trong thiết kế các tín hiệu khác nhau PCB. Người ta tin rằng những dấu vết khác biệt phải rất gần gũi. Giữ lại dấu vết phân biệt gần nhau chỉ là tăng mối nối của chúng, mà không chỉ có thể tăng cường miễn dịch ồn ào, nhưng cũng tận dụng hoàn to àn các cực đối lập của từ trường để chặn sự nhiễu điện từ của thế giới bên ngoài.. Mặc dù cách tiếp cận này hầu hết đều rất có lợi., không phải. Nếu chúng ta có thể bảo đảm chúng được bảo vệ hoàn toàn khỏi sự can thiệp bên ngoài, Thì chúng ta không cần phải tạo ra sự nhiễu loạn và nhiễu loạn qua mối nối mạnh với nhau. Mục đích triệt tiêu EME. Làm sao chúng ta có thể đảm bảo các vết khác nhau có sự cách ly và che chắn tốt.? Tăng khoảng cách với các dấu hiệu khác là một trong những cách cơ bản. Năng lượng của trường điện từ giảm theo quảng trường của khoảng cách. Thường, Khoảng cách dòng vượt qua bốn lần chiều rộng dòng. , Sự can thiệp giữa họ rất yếu và có thể bị bỏ qua. Thêm nữa., Sự cách ly của mặt đất cũng có thể đóng vai trò che chắn tốt.. Cấu trúc này thường được sử dụng trong thiết kế các gói IC tần số cao (trên 10G) Bảng PCBs. Nó được gọi là cấu trúc CPU, Có thể đảm bảo kiểm soát trở kháng vi sai nghiêm ngặt (2Z0). Nghĩ rằng tín hiệu khác nhau không cần máy bay mặt đất làm đường trở lại, hoặc nghĩ rằng vết khác nhau cung cấp đường dẫn trở lại cho nhau. Sự hiểu lầm này do sự bối rối của những hiện tượng nông cạn, hay hiểu được cơ chế truyền tín hiệu tốc độ cao chưa đủ sâu. Vòng phân biệt không nhạy cảm với xung quanh tương tự và các tín hiệu nhiễu khác có thể có mặt trên máy bay điện và mặt đất. Sự hủy bỏ hoàn toàn việc quay trở lại máy bay mặt đất không có nghĩa là tuyến chẩn không sử dụng máy bay tham chiếu như đường quay tín hiệu.. Thật ra, trong phân tích tín hiệu trở lại, Bộ chế tạo lộ trình khác nhau và đường chính một dòng cũng giống nhau, đó là, Tín hiệu tần số cao luôn trở lại theo vòng của bộ phận này., sự khác biệt là ngoài việc nối với mặt đất, Đường kẻ phân biệt cũng có mối nối nhau. Dù móc nối có mạnh, mà trở thành đường trở lại chính. Trên Bảng PCB Thiết kế mạch., Khớp nối giữa vết vi phân thường rất nhỏ., thường chỉ tính toán cho trường hợp đầu mối, và nhiều hơn là mối nối với mặt đất, Vậy đường dẫn ngược chính của vết vi bộ vẫn còn tồn tại trên mặt đất.. Khi máy bay mặt đất ngừng hoạt động, trong vùng không có máy bay tham chiếu, Khớp nối giữa các vết vi phân sẽ cung cấp đường quay chính., mặc dù trường hợp trường hợp của thước kẻ tham khảo không ảnh hưởng gì đến vết khác nhau. Nghiêm túc đấy., Nhưng nó vẫn sẽ làm giảm chất lượng của tín hiệu khác nhau và làm tăng EME., nên tránh càng nhiều càng tốt. Một số nhà thiết kế cũng cho rằng máy bay tham chiếu dưới những dấu vết khác nhau có thể bị gỡ bỏ để chặn một phần của tín hiệu chế độ chung trong tín hiệu phân biệt., Nhưng theo lý thuyết, cách tiếp cận này không phù hợp.. Làm sao để cản trở? Không cung cấp tín hiệu chế độ phổ biến. Vòng cản trở mặt đất buộc phải gây ra bức xạ của EMS., làm tổn thương nhiều hơn là tốt.. Giữ khoảng cách bình đẳng là quan trọng hơn độ dài dòng tương ứng. Trong thực tế Bảng PCB bố, Nhu cầu thiết kế khác nhau thường không được đáp ứng cùng lúc.. Do các yếu tố như phân phối kim, vias, và địa điểm lộ trình, Mục đích khớp chiều dài dòng phải được thực hiện qua đường dẫn thích hợp., nhưng kết quả phải là một số khu vực của các cặp khác nhau không thể song song được. Bảng PCB Định tuyến khác nhau Điều luật quan trọng nhất trong thiết kế là phải khớp với chiều dài dòng, và những quy tắc khác có thể được xử lý một cách mềm dẻo theo yêu cầu thiết kế và ứng dụng thực tế.