1. Všeobecná praxe
Při návrhu desek plošných spojů, aby byl návrh vysokofrekvenční desky plošných spojů rozumnější a aby se dosáhlo lepšího výkonu proti rušení, je třeba zvážit následující aspekty:
(1) Rozumný výběr vrstev Při směrování vysokofrekvenčních desek plošných spojů v návrhu desek plošných spojů se vnitřní rovina uprostřed používá jako napájecí a zemnící vrstva, která může hrát stínící roli, účinně snižovat parazitní indukčnost, zkracovat délku signálových vodičů a snižovat křížové rušení mezi signály.
(2) Režim směrování Režim směrování musí být v souladu s úhlem otáčení 45° nebo obloukovým otáčením, což může snížit vyzařování vysokofrekvenčního signálu a vzájemné propojení.
(3) Délka kabelu Čím kratší je délka kabelu, tím lépe. Čím kratší je paralelní vzdálenost mezi dvěma vodiči, tím lépe.
(4) Počet průchozích otvorů Čím menší je počet průchozích otvorů, tím lépe.
(5) Směr zapojení mezi vrstvami Směr zapojení mezi vrstvami by měl být svislý, tj. horní vrstva je vodorovná a spodní vrstva svislá, aby se snížilo rušení mezi signály.
(6) Měděný povlak se zvýšeným uzemněním a měděným povlakem může snížit rušení mezi signály.
(7) Zahrnutí důležitého zpracování signálového vedení může výrazně zlepšit odolnost signálu proti rušení, samozřejmě lze také zahrnout zpracování zdroje rušení, aby nemohlo docházet k rušení jiných signálů.
(8) Signální kabely nevedou signály ve smyčkách. Veďte signály v režimu řetězového zapojení.
2. Priorita zapojení
Priorita klíčového signálu: analogový malý signál, vysokorychlostní signál, hodinový signál a synchronizační signál a prioritní zapojení dalších klíčových signálů
Princip „hustota na prvním místě“: Začněte zapojovat od nejsložitějších spojů na desce. Začněte zapojovat od nejhustěji zapojené oblasti desky.
Body, které je třeba poznamenat:
A. Pro klíčové signály, jako jsou hodinové signály, vysokofrekvenční signály a citlivé signály, se pokuste zajistit speciální vrstvu zapojení a zajistit minimální plochu smyčky. V případě potřeby by se měla použít manuální prioritní kabeláž, stínění a zvětšení bezpečnostních rozestupů. Zajistěte kvalitu signálu.
b. Prostředí EMC mezi výkonovou vrstvou a zemí je špatné, proto je třeba se vyhnout signálům citlivým na rušení.
c. Síť s požadavky na regulaci impedance by měla být zapojena co nejvíce podle požadavků na délku a šířku vedení.
3, zapojení hodin
Hodinový vodič je jedním z největších faktorů ovlivňujících elektromagnetickou kompatibilitu (EMC). V hodinovém vodiči dělejte méně děr, pokud možno se vyhýbejte kontaktu s jinými signálními vodiči a držte se dál od běžných signálních vodičů, abyste zabránili jejich rušení. Zároveň by se mělo vyhnout napájení na desce, aby se zabránilo rušení mezi zdrojem napájení a hodinami.
Pokud je na desce speciální hodinový čip, nesmí být umístěn pod vodičem, měl by být umístěn pod mědí, v případě potřeby může být také umístěn na jeho zem. U mnoha referenčních čipů krystalového oscilátoru by tyto krystalové oscilátory neměly být umístěny pod vodičem, aby se položila měděná izolace.
4. Čára v pravém úhlu
Pravoúhlé kabeláž je obecně nutná, aby se předešlo situaci, která se vyskytuje u zapojení desek plošných spojů, a stala se téměř jedním ze standardů pro měření kvality zapojení. Jaký vliv tedy bude mít pravoúhlé kabeláž na přenos signálu? Pravoúhlé vedení v zásadě způsobí změnu šířky přenosového vedení, což má za následek diskontinuitu impedance. Ve skutečnosti nejen pravoúhlé vedení, ale i vedení pod úhlem a ostrým úhlem může způsobit změny impedance.
Vliv pravoúhlého směrování na signál se projevuje hlavně ve třech aspektech:
Zaprvé, roh může být ekvivalentní kapacitní zátěži na přenosové lince, což zpomaluje dobu náběhu;
Za druhé, diskontinuita impedance způsobí odraz signálu;
Za třetí, EMI produkované pravoúhlým hrotem.
5. Ostrý úhel
(1) U vysokofrekvenčního proudu, když bod zlomu vodiče svírá pravý nebo dokonce ostrý úhel, je hustota magnetického toku a intenzita elektrického pole relativně vysoká, což vede k vyzařování silných elektromagnetických vln a indukčnost je zde relativně velká, indukčnost je větší než u tupého nebo zaobleného úhlu.
(2) U sběrnicového zapojení digitálního obvodu je roh zapojení tupý nebo zaoblený, plocha zapojení je relativně malá. Za stejných podmínek rozteče řádků je celková rozteč řádků 0,3krát menší než pravý úhel natočení.
6. Diferenciální směrování
Viz Diferenciální zapojení a impedanční přizpůsobení
Diferenciální signál se stále častěji používá v návrhu vysokorychlostních obvodů, protože nejdůležitější signály v obvodech vždy používají diferenciální strukturu. Definice: V jednoduché angličtině to znamená, že budič vysílá dva ekvivalentní, invertující signály a přijímač určuje, zda je logický stav „0“ nebo „1“, porovnáním rozdílu mezi těmito dvěma napětími. Dvojice nesoucí diferenciální signál se nazývá diferenciální směrování.
Ve srovnání s běžným jednostranným směrováním signálu má diferenciální signál nejzřetelnější výhody v následujících třech aspektech:
a. Silná schopnost odrušit, protože vazba mezi dvěma diferenciálními vodiči je velmi dobrá, když dochází k rušení zvenčí, je rušení téměř současně propojeno s oběma vodiči a přijímač se stará pouze o rozdíl mezi těmito dvěma signály, takže soufázový šum zvenčí může být zcela vyloučen.
b. může účinně potlačit elektromagnetické rušení. Podobně, protože polarita dvou signálů je opačná, mohou se elektromagnetická pole, která vyzařují, navzájem rušit. Čím bližší je vazba, tím méně elektromagnetické energie se uvolňuje do okolního světa.
c. Přesné časování. Protože změny spínání diferenciálních signálů se nacházejí v průsečíku dvou signálů, na rozdíl od běžných jednostranných signálů, které se spoléhají na vysoké a nízké prahové napětí, je vliv technologie a teploty malý, což může snížit chyby v časování a je vhodnější pro obvody s nízkoamplitudovými signály. LVDS (nízkonapěťová diferenciální signalizace), která je v současnosti populární, označuje tuto technologii diferenciální signalizace s malou amplitudou.
Pro inženýry desek plošných spojů je nejdůležitější zajistit, aby výhody diferenciálního směrování mohly být plně využity v samotném směrování. Možná za předpokladu, že kontaktující projektanti pochopí obecné požadavky diferenciálního směrování, tedy „stejná délka, stejná vzdálenost“.
Stejná délka slouží k zajištění toho, aby si oba diferenciální signály vždy udržovaly opačnou polaritu a snižovala se složka souhlasného režimu. Ekvidistance slouží hlavně k zajištění konzistentní diferenciální impedance a ke snížení odrazu. Pro diferenciální směrování je někdy požadavek „co nejblíže“.
7. Hadí linie
Hadovité vedení je druh rozvržení, které se v rozvržení často používá. Jeho hlavním účelem je úprava zpoždění a splnění požadavků návrhu časování systému. První věc, kterou si musí konstruktéři uvědomit, je, že hadovité vodiče mohou zničit kvalitu signálu a změnit zpoždění přenosu, a proto je třeba se jim při zapojení vyhnout. Ve skutečném návrhu je však často nutné záměrně navíjet, aby se zajistila dostatečná doba udržení signálů nebo aby se zkrátil časový posun mezi stejnou skupinou signálů.
Body, které je třeba poznamenat:
Dvojice diferenciálních signálních linek, obecně rovnoběžné linky, co nejméně procházející otvorem, musí být proraženy, měly by být dvě linky pohromadě, aby se dosáhlo impedančního přizpůsobení.
Skupina sběrnic se stejnými atributy by měla být vedena co nejdále vedle sebe, aby se dosáhlo stejné délky. Otvor vedoucí z propojovacího bodu je co nejdále od bodu.
Čas zveřejnění: 5. července 2023
