1. Vispārējā prakse
PCB projektēšanā, lai augstfrekvences shēmas plates dizains būtu saprātīgāks un nodrošinātu labāku traucējumu novēršanu, jāņem vērā šādi aspekti:
(1) Saprātīga slāņu izvēle. Veicot augstas frekvences shēmu plates maršrutēšanu PCB konstrukcijā, iekšējā plakne vidū tiek izmantota kā barošanas un zemējuma slānis, kas var spēlēt ekranēšanas lomu, efektīvi samazināt parazitāro induktivitāti, saīsināt signāla līniju garumu un samazināt signālu savstarpējos traucējumus.
(2) Maršrutēšanas režīms Maršrutēšanas režīmam jāatbilst 45° leņķa pagriešanai vai loka pagriešanai, kas var samazināt augstfrekvences signālu emisiju un savstarpējo sasaisti.
(3) Kabeļa garums Jo īsāks kabeļa garums, jo labāk. Jo īsāks paralēlais attālums starp diviem vadiem, jo labāk.
(4) Caurumu skaits. Jo mazāks caurumu skaits, jo labāk.
(5) Starpslāņu vadu virziens Starpslāņu vadu virzienam jābūt vertikālam, tas ir, augšējam slānim jābūt horizontālam, apakšējam slānim jābūt vertikālam, lai samazinātu signālu traucējumus.
(6) Vara pārklājums ar palielinātu zemējuma vara pārklājumu var samazināt signālu traucējumus.
(7) Svarīgas signāla līnijas apstrādes iekļaušana var ievērojami uzlabot signāla prettraucējumu spēju, protams, var būt arī traucējumu avota apstrādes iekļaušana, lai tas nevarētu traucēt citiem signāliem.
(8) Signālu kabeļi nevirza signālus cilpās. Signālus novirza ziedlapķēdes režīmā.
2. Elektroinstalācijas prioritāte
Galvenās signāla līnijas prioritāte: analogs mazais signāls, ātrgaitas signāls, pulksteņa signāls un sinhronizācijas signāls un citi galveno signālu prioritātes vadi
Blīvuma prioritātes princips: sāciet vadu veidošanu no vissarežģītākajiem savienojumiem uz plates. Sāciet vadu veidošanu no plates visblīvāk savienotās vietas.
Jāatzīmē:
A. Centieties nodrošināt īpašu vadu slāni galvenajiem signāliem, piemēram, pulksteņa signāliem, augstfrekvences signāliem un jutīgiem signāliem, un nodrošiniet minimālu cilpas laukumu. Ja nepieciešams, jāizmanto manuāla prioritātes vadu izvietošana, ekranēšana un jāpalielina drošības attālums. Nodrošiniet signāla kvalitāti.
b. EMC vide starp jaudas slāni un zemi ir slikta, tāpēc jāizvairās no signāliem, kas ir jutīgi pret traucējumiem.
c. Tīklam ar impedances kontroles prasībām jābūt savienotam pēc iespējas tālāk atbilstoši līnijas garuma un līnijas platuma prasībām.
3, pulksteņa elektroinstalācija
Pulksteņa līnija ir viens no lielākajiem faktoriem, kas ietekmē EMC. Pulksteņa līnijā izveidojiet mazāk caurumu, izvairieties no staigāšanas līdzās citām signāla līnijām, cik vien iespējams, un turieties tālāk no vispārējām signāla līnijām, lai izvairītos no traucējumiem signāla līnijās. Vienlaikus jāizvairās no barošanas avota uz plates, lai novērstu traucējumus starp barošanas avotu un pulksteni.
Ja uz plates ir īpaša pulksteņa mikroshēma, to nedrīkst novietot zem līnijas, tā jānovieto zem vara, ja nepieciešams, to var arī speciāli novietot uz zemes. Daudziem mikroshēmu atsauces kristāla oscilatoriem šos kristāla oscilatorus nedrīkst novietot zem līnijas, lai novietotu vara izolāciju.
4. Līnija taisnā leņķī
Lai izvairītos no šādām situācijām PCB elektroinstalācijā, parasti ir nepieciešama taisnleņķa kabeļu ierīkošana, un tā gandrīz ir kļuvusi par vienu no standartiem elektroinstalācijas kvalitātes mērīšanai, tāpēc cik liela ietekme taisnleņķa kabeļu ierīkošanai būs uz signāla pārraidi? Principā taisnleņķa kabeļu ierīkošana mainīs pārraides līnijas platumu, kā rezultātā radīsies impedances pārtraukums. Faktiski ne tikai taisnleņķa kabeļu ierīkošana, bet arī šaurleņķa kabeļu ierīkošana var izraisīt impedances izmaiņas.
Taisnleņķa maršrutēšanas ietekme uz signālu galvenokārt atspoguļojas trīs aspektos:
Pirmkārt, stūris var būt līdzvērtīgs kapacitatīvajai slodzei uz pārvades līnijas, palēninot pieauguma laiku;
Otrkārt, impedances pārtraukums izraisīs signāla atstarošanos;
Treškārt, EMI, ko rada pareizais leņķa gals.
5. Ass leņķis
(1) Augstas frekvences strāvai, kad vada pagrieziena punkts veido taisnu vai pat šauru leņķi stūra tuvumā, magnētiskās plūsmas blīvums un elektriskā lauka intensitāte ir relatīvi augsta, radot spēcīgu elektromagnētisko vilni, un induktivitāte šeit būs relatīvi liela, induktivitāte būs lielāka par neaso vai noapaļoto leņķi.
(2) Digitālās shēmas kopnes vadu savienojumam vadu stūris ir neass vai noapaļots, un vadu laukums ir relatīvi mazs. Ar vienādu rindstarpu kopējais rindstarpas platums ir 0,3 reizes mazāks nekā taisnleņķa pagrieziens.
6. Diferenciālā maršrutēšana
Sk. Diferenciālā elektroinstalācija un impedances saskaņošana
Diferenciālais signāls tiek arvien plašāk izmantots ātrgaitas shēmu projektēšanā, jo vissvarīgākie signāli shēmās vienmēr izmanto diferenciālo struktūru. Definīcija: Vienkāršā valodā tas nozīmē, ka draiveris nosūta divus līdzvērtīgus, invertējošus signālus, un uztvērējs nosaka, vai loģiskais stāvoklis ir “0” vai “1”, salīdzinot starpību starp diviem spriegumiem. Pāri, kas pārraida diferenciālo signālu, sauc par diferenciālo maršrutēšanu.
Salīdzinot ar parasto viengala signālu maršrutēšanu, diferenciālajam signālam ir visacīmredzamākās priekšrocības šādos trīs aspektos:
a. Spēcīga prettraucējumu spēja, jo savienojums starp diviem diferenciālajiem vadiem ir ļoti labs, ja ir trokšņa traucējumi no ārpuses, tas gandrīz vienlaikus tiek savienots ar abām līnijām, un uztvērējs rūpējas tikai par atšķirību starp abiem signāliem, tāpēc kopējā režīma troksni no ārpuses var pilnībā atcelt.
b. var efektīvi kavēt EMI. Līdzīgi, tā kā divu signālu polaritāte ir pretēja, to izstarotie elektromagnētiskie lauki var viens otru atcelt. Jo ciešāka ir saikne, jo mazāk elektromagnētiskās enerģijas tiek atbrīvota ārpasaulē.
c. Precīza laika pozicionēšana. Tā kā diferenciālo signālu pārslēgšanās izmaiņas atrodas divu signālu krustpunktā, atšķirībā no parastajiem viengala signāliem, kas balstās uz augstu un zemu sliekšņa spriegumu, tehnoloģijas un temperatūras ietekme ir neliela, kas var samazināt laika kļūdas un ir piemērotāks ķēdēm ar zemas amplitūdas signāliem. LVDS (zemsprieguma diferenciālā signalizācija), kas pašlaik ir populāra, attiecas uz šo mazas amplitūdas diferenciālo signalizācijas tehnoloģiju.
PCB inženieriem vissvarīgākais ir nodrošināt, lai diferenciālās maršrutēšanas priekšrocības varētu pilnībā izmantot faktiskajā maršrutēšanā. Iespējams, ja vien kontakts ar maketēšanas speciālistiem izpratīs diferenciālās maršrutēšanas vispārīgās prasības, proti, "vienāds garums, vienāds attālums".
Vienāds garums ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka abi diferenciālie signāli visu laiku saglabā pretēju polaritāti un samazina kopējā režīma komponenti. Vienāds attālums galvenokārt ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka diferenciālā pretestība ir nemainīga un samazinās atstarošanās. Diferenciālajai maršrutēšanai dažreiz ir prasība "pēc iespējas tuvāk".
7. Čūskas līnija
Serpentīna līnija ir izkārtojuma veids, ko bieži izmanto izkārtojumā. Tās galvenais mērķis ir pielāgot aizkavi un izpildīt sistēmas laika noteikšanas prasības. Pirmā lieta, kas projektētājiem jāapzinās, ir tā, ka čūskveida vadi var sabojāt signāla kvalitāti un mainīt pārraides aizkavi, un no tiem vajadzētu izvairīties, veidojot vadus. Tomēr faktiskajā projektēšanā, lai nodrošinātu pietiekamu signālu noturēšanas laiku vai samazinātu laika nobīdi starp vienu un to pašu signālu grupu, bieži vien ir nepieciešams apzināti tīt.
Jāatzīmē:
Diferenciālā signāla līniju pāri, parasti paralēlas līnijas, pēc iespējas mazāk caur caurumu, ir jāizdur, divām līnijām jābūt kopā, lai panāktu impedances saskaņošanu.
Kopņu grupa ar vienādiem atribūtiem jāizvieto blakus, cik vien iespējams, lai panāktu vienādu garumu. Caurums, kas ved no ielāpu laukuma, atrodas pēc iespējas tālāk no laukuma.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 5. jūlijs
