1. Všeobecná prax
Pri návrhu dosky plošných spojov, aby bol návrh vysokofrekvenčnej dosky plošných spojov rozumnejší a aby sa dosiahol lepší výkon proti rušeniu, je potrebné zvážiť nasledujúce aspekty:
(1) Rozumný výber vrstiev Pri smerovaní vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov v návrhu dosiek plošných spojov sa vnútorná rovina v strede používa ako napájacia a uzemňovacia vrstva, ktorá môže hrať tieniacu úlohu, účinne znižovať parazitnú indukčnosť, skracovať dĺžku signálových vedení a znižovať krížové rušenie medzi signálmi.
(2) Režim smerovania Režim smerovania musí byť v súlade s otáčaním pod uhlom 45° alebo oblúkovým otáčaním, čo môže znížiť vyžarovanie vysokofrekvenčného signálu a vzájomné prepojenie.
(3) Dĺžka kábla Čím kratšia je dĺžka kábla, tým lepšie. Čím kratšia je paralelná vzdialenosť medzi dvoma vodičmi, tým lepšie.
(4) Počet priechodných otvorov Čím menší počet priechodných otvorov, tým lepšie.
(5) Smer medzivrstvového zapojenia Smer medzivrstvového zapojenia by mal byť vertikálny, t. j. vrchná vrstva je horizontálna a spodná vrstva vertikálna, aby sa znížilo rušenie medzi signálmi.
(6) Medený povlak so zvýšeným uzemnením môže znížiť rušenie medzi signálmi.
(7) Zahrnutie dôležitého spracovania signálového vedenia môže výrazne zlepšiť schopnosť signálu odrušiť rušenie, samozrejme, môže byť zahrnuté aj spracovanie zdroja rušenia, aby nemohol rušiť iné signály.
(8) Signálne káble nesmerujú signály v slučkách. Signály smerujte v režime reťazového zapojenia.
2. Priorita zapojenia
Priorita kľúčového signálu: analógový malý signál, vysokorýchlostný signál, hodinový signál a synchronizačný signál a ďalšie prioritné zapojenie kľúčových signálov
Princíp hustoty na prvom mieste: Začnite s zapojením od najzložitejších spojov na doske. Začnite s zapojením od najhustejšie zapojenej oblasti dosky.
Body, ktoré treba poznamenať:
A. Snažte sa zabezpečiť špeciálnu vrstvu zapojenia pre kľúčové signály, ako sú hodinové signály, vysokofrekvenčné signály a citlivé signály, a zabezpečte minimálnu plochu slučky. V prípade potreby by sa malo prijať manuálne prioritné zapojenie, tienenie a zvýšenie bezpečnostných odstupov. Zabezpečte kvalitu signálu.
b. Prostredie EMC medzi výkonovou vrstvou a zemou je slabé, preto by sa malo vyhnúť signálom citlivým na rušenie.
c. Sieť s požiadavkami na riadenie impedancie by mala byť zapojená čo najviac podľa požiadaviek na dĺžku a šírku vedenia.
3, zapojenie hodín
Hodinové vedenie je jedným z najväčších faktorov ovplyvňujúcich elektromagnetickú kompatibilitu (EMC). V hodinovom vedení by sa malo robiť menej otvorov, čo najviac sa vyhýbať prechádzaniu s inými signálnymi vedeniami a držať sa ďalej od bežných signálnych vedení, aby sa predišlo rušeniu signálnych vedení. Zároveň by sa malo vyhnúť napájaniu na doske, aby sa predišlo rušeniu medzi napájacím zdrojom a hodinami.
Ak je na doske špeciálny hodinový čip, nesmie byť umiestnený pod vodičom, mal by byť umiestnený pod medenou izoláciou, ak je to potrebné, môže byť tiež špeciálne umiestnený na jeho podložke. V prípade mnohých referenčných čipov kryštálových oscilátorov by tieto kryštálové oscilátory nemali byť uložené pod vodičom, aby sa vytvorila medená izolácia.
4. Čiara v pravom uhle
Pravouhlé vedenie káblov sa vo všeobecnosti vyžaduje, aby sa predišlo situácii, ktorá sa vyskytuje pri zapojení dosiek plošných spojov, a stalo sa takmer jedným zo štandardov na meranie kvality zapojenia. Aký vplyv má teda pravouhlé vedenie káblov na prenos signálu? V zásade pravouhlé vedenie spôsobí zmenu šírky prenosového vedenia, čo vedie k diskontinuite impedancie. V skutočnosti nielen pravouhlé vedenie, ale aj vedenie pod ostrým uhlom a ostrým uhlom môže spôsobiť zmeny impedancie.
Vplyv pravouhlého smerovania na signál sa prejavuje najmä v troch aspektoch:
Po prvé, roh môže byť ekvivalentný kapacitnému zaťaženiu prenosovej linky, čím sa spomaľuje čas nábehu;
Po druhé, diskontinuita impedancie spôsobí odraz signálu;
Po tretie, EMI produkované pravouhlým hrotom.
5. Ostrý uhol
(1) Pri vysokofrekvenčnom prúde, keď bod ohybu vodiča zviera pravý alebo ostrý uhol, blízko rohu, je hustota magnetického toku a intenzita elektrického poľa relatívne vysoká, čo spôsobí vyžarovanie silných elektromagnetických vĺn a indukčnosť bude v tomto prípade relatívne veľká, indukčnosť bude väčšia ako pri tupom alebo zaoblenom uhle.
(2) Pri zapojení zbernice digitálneho obvodu je roh zapojenia tupý alebo zaoblený, plocha zapojenia je relatívne malá. Pri rovnakých podmienkach rozstupu riadkov je celkový rozstup riadkov 0,3-krát menší ako pravý uhol zapojenia.
6. Diferenciálne smerovanie
Pozri Diferenciálne zapojenie a prispôsobenie impedancie
Diferenciálny signál sa čoraz častejšie používa pri návrhu vysokorýchlostných obvodov, pretože najdôležitejšie signály v obvodoch vždy používajú diferenciálnu štruktúru. Definícia: V jednoduchosti to znamená, že budič vysiela dva ekvivalentné, invertujúce signály a prijímač určuje, či je logický stav „0“ alebo „1“ porovnaním rozdielu medzi týmito dvoma napätiami. Dvojica nesúca diferenciálny signál sa nazýva diferenciálne smerovanie.
V porovnaní s bežným jednostranným smerovaním signálu má diferenciálny signál najzreteľnejšie výhody v nasledujúcich troch aspektoch:
a. Silná schopnosť odolať rušeniu, pretože väzba medzi dvoma diferenciálnymi vodičmi je veľmi dobrá, keď dochádza k rušeniu zvonku, je takmer súčasne prepojené s oboma vodičmi a prijímač sa stará iba o rozdiel medzi týmito dvoma signálmi, takže spoločný šum zvonku môže byť úplne zrušený.
b. môže účinne potláčať elektromagnetické rušenie. Podobne, pretože polarita dvoch signálov je opačná, elektromagnetické polia, ktoré vyžarujú, sa môžu navzájom rušiť. Čím je väzba bližšia, tým menej elektromagnetickej energie sa uvoľňuje do vonkajšieho sveta.
c. Presné načasovanie. Keďže zmeny prepínania diferenciálnych signálov sa nachádzajú v priesečníku dvoch signálov, na rozdiel od bežných jednostranných signálov, ktoré sa spoliehajú na vysoké a nízke prahové napätie, je vplyv technológie a teploty malý, čo môže znížiť chyby v časovaní a je vhodnejšie pre obvody so signálmi s nízkou amplitúdou. LVDS (nízkonapäťová diferenciálna signalizácia), ktorá je v súčasnosti populárna, označuje túto technológiu diferenciálnej signalizácie s malou amplitúdou.
Pre inžinierov plošných spojov je najdôležitejšie zabezpečiť, aby sa výhody diferenciálneho smerovania dali plne využiť v skutočnom smerovaní. Možno za predpokladu, že kontakt s projektantmi pochopí všeobecné požiadavky diferenciálneho smerovania, teda „rovnaká dĺžka, rovnaká vzdialenosť“.
Rovnaká dĺžka slúži na zabezpečenie toho, aby si dva diferenciálne signály vždy zachovali opačnú polaritu a znížili súfázovú zložku. Ekvidistancia slúži hlavne na zabezpečenie konzistentnej diferenciálnej impedancie a zníženie odrazu. „Čo najbližšie“ je niekedy požiadavkou pre diferenciálne smerovanie.
7. Hadia línia
Serpentínová linka je druh rozloženia, ktorý sa často používa v rozloženiach. Jeho hlavným účelom je nastaviť oneskorenie a splniť požiadavky návrhu časovania systému. Prvá vec, ktorú si musia dizajnéri uvedomiť, je, že hadovité vodiče môžu zničiť kvalitu signálu a zmeniť oneskorenie prenosu, a preto by sa im pri zapojení malo vyhnúť. Avšak v skutočnom návrhu je často potrebné zámerne navíjať vodiče, aby sa zabezpečil dostatočný čas udržania signálov alebo aby sa znížil časový posun medzi rovnakou skupinou signálov.
Body, ktoré treba poznamenať:
Dvojice diferenciálnych signálnych vedení, vo všeobecnosti rovnobežné vedenia, čo najmenej prechádzajúce otvorom, musia byť prerazené, mali by byť dve vedenia spolu, aby sa dosiahlo impedančné prispôsobenie.
Skupina zberníc s rovnakými atribútmi by mala byť smerovaná vedľa seba čo najďalej, aby sa dosiahla rovnaká dĺžka. Otvor vedúci z prepojovacej podložky je čo najďalej od podložky.
Čas uverejnenia: 5. júla 2023
