Jak se vypořádat s překročením dělicí čáry signálu PCB?

V procesu návrhu DPS povede dělení výkonové roviny nebo dělení zemní plochy k neúplné rovině.Tímto způsobem, když je signál směrován, bude jeho referenční rovina zasahovat z jedné výkonové roviny do druhé výkonové roviny.Tento jev se nazývá dělení rozpětí signálu.

p2

 

p3

Schematický diagram jevů napříč segmenty
 
Křížová segmentace pro nízkorychlostní signál nemusí mít žádný vztah, ale ve vysokorychlostním digitálním signálovém systému bere vysokorychlostní signál referenční rovinu jako zpětnou cestu, to znamená zpětnou cestu.Když je referenční rovina neúplná, objeví se následující nepříznivé účinky: křížová segmentace nemusí být relevantní pro nízkorychlostní signály, ale ve vysokorychlostních digitálních signálových systémech vysokorychlostní signály berou referenční rovinu jako zpětnou cestu, tj. je zpáteční cesta.Když je referenční rovina neúplná, objeví se následující nepříznivé účinky:
l Impedanční diskontinuita vedoucí k běhu drátu;
l Snadné způsobování přeslechů mezi signály;
l Způsobuje odrazy mezi signály;
l Výstupní tvar vlny lze snadno oscilovat zvýšením plochy smyčky proudu a indukčnosti smyčky.
l Interference záření do vesmíru se zvyšuje a magnetické pole ve vesmíru je snadno ovlivnitelné.
l Zvýšit možnost magnetické vazby s ostatními obvody na desce;
l Vysokofrekvenční úbytek napětí na induktoru smyčky tvoří zdroj záření v běžném režimu, který je generován prostřednictvím externího kabelu.
 
Zapojení desky plošných spojů by proto mělo být co nejblíže rovině a mělo by se vyhnout křížovému dělení.Pokud je nutné překročit divizi nebo se nemůže nacházet v blízkosti silové zemní plochy, jsou tyto podmínky povoleny pouze v signálním vedení nízké rychlosti.
 
Zpracování napříč oddíly v designu
Pokud je křížové dělení v návrhu PCB nevyhnutelné, jak se s tím vypořádat?V tomto případě musí být segmentace opravena, aby byla zajištěna krátká zpětná cesta pro signál.Mezi běžné způsoby zpracování patří přidání opravného kondenzátoru a překročení drátěného můstku.
l Šicí kondenzátor
Na průřezu signálu je obvykle umístěn keramický kondenzátor 0402 nebo 0603 s kapacitou 0,01uF nebo 0,1uF.Pokud to prostor dovolí, lze přidat několik dalších takových kondenzátorů.
Současně se snažte zajistit, aby byl signální vodič v rozsahu kapacity šití 200 mil a čím menší vzdálenost, tím lépe;Sítě na obou koncích kondenzátoru odpovídají sítím referenční roviny, kterou procházejí signály.Podívejte se na sítě připojené na obou koncích kondenzátoru na obrázku níže.Dvě různé sítě zvýrazněné dvěma barvami jsou:
p4
lMost přes drát
Je běžné „uzemnit“ signál napříč dělením v signálové vrstvě a mohou to být také jiné síťové signálové vedení, „zemní“ vedení co nejtlustší

 

 

Schopnost vysokorychlostního vedení signálu
A)vícevrstvé propojení
Vysokorychlostní obvod směrování signálu má často vysokou integraci, vysokou hustotu zapojení, použití vícevrstvé desky je nejen nezbytné pro zapojení, ale také účinný prostředek ke snížení rušení.
 
Rozumný výběr vrstev může výrazně snížit velikost tiskové desky, může plně využít mezivrstvu k nastavení štítu, může lépe realizovat blízké uzemnění, může účinně snížit parazitní indukčnost, může účinně zkrátit délku přenosu signálu , může výrazně snížit křížové rušení mezi signály atd.
b)Čím méně ohnuté olovo, tím lépe
Čím méně ohybu olova mezi kolíky vysokorychlostních obvodů, tím lépe.
Kabelové vedení obvodu vysokorychlostního směrování signálu přijímá plnou přímku a musí se otáčet, což lze použít jako 45° polyline nebo obloukové otáčení.Tento požadavek se používá pouze pro zlepšení přídržné pevnosti ocelové fólie v nízkofrekvenčním obvodu.
Ve vysokorychlostních obvodech může splnění tohoto požadavku snížit přenos a vazbu vysokorychlostních signálů a snížit vyzařování a odraz signálů.
C)Čím kratší náskok, tím lépe
Čím kratší je svod mezi kolíky obvodového zařízení pro vysokorychlostní směrování signálu, tím lépe.
Čím delší je svod, tím větší je hodnota rozložené indukčnosti a kapacity, což bude mít velký vliv na průchod vysokofrekvenčního signálu systémem, ale také změní charakteristickou impedanci obvodu, což má za následek odraz a oscilaci systému.
d)Čím méně střídání mezi vrstvami olova, tím lépe
Čím méně střídání mezi vrstvami mezi kolíky vysokorychlostních obvodů, tím lépe.
Takzvané „čím méně mezivrstvových střídání vývodů, tím lépe“ znamená, že čím méně otvorů je použito při spojování součástek, tím lépe.Bylo změřeno, že jedna díra může přinést asi 0,5pf distribuované kapacity, což má za následek výrazné zvýšení zpoždění obvodu, snížení počtu děr může výrazně zlepšit rychlost
E)Všimněte si paralelního křížového rušení
Zapojení vysokorychlostního signálu by mělo věnovat pozornost „křížovému rušení“ způsobenému paralelním vedením signálového vedení na krátkou vzdálenost.Pokud se paralelnímu rozvodu nelze vyhnout, může být na opačné straně paralelního signálového vedení uspořádána velká plocha „země“, aby se výrazně snížilo rušení.
F)Vyhýbejte se větvím a pařezům
Vysokorychlostní signální vedení by se mělo vyvarovat větvení nebo vytváření pahýlu.
Pařezy mají velký vliv na impedanci a mohou způsobovat odrazy a překmity signálu, proto bychom se měli pahýlům a větvím v návrhu většinou vyhýbat.
Kabeláž Daisy chain sníží dopad na signál.
G)Signální linky jdou co nejdále do vnitřního patra
Vysokofrekvenční signální vedení jdoucí po povrchu snadno produkuje velké elektromagnetické záření a také snadno může být rušeno vnějším elektromagnetickým zářením nebo faktory.
Vysokofrekvenční signální vedení je vedeno mezi napájecím zdrojem a zemnícím vodičem, absorpcí elektromagnetické vlny napájecím zdrojem a spodní vrstvou se generované záření výrazně sníží.