Kuidas tulla toime PCB signaali ristuva jaotusliiniga?

PCB projekteerimise käigus viib toitetasandi jagamine või alusplaadi jagamine mittetäieliku tasapinnani.Sel viisil ulatub signaali suunamisel selle võrdlustasand ühelt jõutasandilt teisele.Seda nähtust nimetatakse signaali ulatuse jagunemiseks.

p2

 

p3

Ristsegmentatsiooni nähtuste skemaatiline diagramm
 
Ristsegmenteerimisel ei pruugi väikese kiirusega signaali puhul olla seost, kuid kiire digitaalse signaalisüsteemi puhul võtab kiire signaal tagasiteeks võrdlustasandi, st tagasitee.Kui võrdlustasapind on mittetäielik, ilmnevad järgmised kahjulikud mõjud: ristsegmenteerimine ei pruugi olla asjakohane madala kiirusega signaalide puhul, kuid kiirete digitaalsete signaalisüsteemide puhul võtavad kiired signaalid tagasiteeks võrdlustasapinna, on tagasitee.Kui võrdlustasand on mittetäielik, ilmnevad järgmised kahjulikud mõjud:
l impedantsi katkestus, mille tulemuseks on juhtme jooksmine;
l Lihtne tekitada signaalide vahelist ristkõnet;
l See põhjustab peegeldusi signaalide vahel;
l Väljundlainekuju on lihtne võnkuda, suurendades voolu kontuuri pindala ja ahela induktiivsust.
l Suureneb kiirgushäire kosmoses ja kosmose magnetväli on kergesti mõjutatav.
l Suurendada magnetühenduse võimalust teiste plaadil olevate vooluahelatega;
l Silmusinduktiivpooli kõrgsageduslik pingelang moodustab ühisrežiimi kiirgusallika, mis tekib väliskaabli kaudu.
 
Seetõttu peaks PCB juhtmestik olema võimalikult tasapinna lähedal ja vältima ristjaotust.Kui on vaja jaotust ületada või ei saa olla toite maapinna lähedal, on need tingimused lubatud ainult väikese kiirusega signaaliliinis.
 
Töötlemine üle partitsioonide projekteerimisel
Kui ristjaotus on PCB projekteerimisel vältimatu, siis kuidas sellega toime tulla?Sel juhul tuleb segmenteerimist parandada, et tagada signaalile lühike tagasitee.Levinud töötlemismeetodid hõlmavad parandava kondensaatori lisamist ja traatsilla ületamist.
l Õmbluskondensaator
Tavaliselt asetatakse signaali ristlõikele keraamiline kondensaator 0402 või 0603 mahuga 0,01uF või 0,1uF.Kui ruum lubab, saab lisada veel mitu sellist kondensaatorit.
Samal ajal proovige tagada, et signaaljuhe oleks 200millise õmblusmahtuvuse piires ja mida väiksem on vahemaa, seda parem;Võrgud kondensaatori mõlemas otsas vastavad vastavalt võrdlustasandi võrkudele, mida signaalid läbivad.Vaadake alloleval joonisel kondensaatori mõlemas otsas ühendatud võrke.Kaks erinevat võrku, mis on kahe värviga esile tõstetud, on järgmised:
p4
lSild üle traadi
Tavaline on signaali "maandamine" läbi signaalikihi jaotuse ja võib olla ka muid võrgu signaaliliine, mille "maa" liin on võimalikult paks

 

 

Kiire signaali juhtmestiku oskus
a)mitmekihiline ühendus
Kiire signaali marsruutimise ahelal on sageli kõrge integreeritus, suur juhtmestihedus, mitmekihilise plaadi kasutamine pole mitte ainult vajalik juhtmestiku jaoks, vaid ka tõhus vahend häirete vähendamiseks.
 
Mõistlik kihtide valik võib oluliselt vähendada trükiplaadi suurust, saab täielikult ära kasutada vahekihti varjestuse seadistamiseks, saab paremini realiseerida lähedalasuvat maandust, võib tõhusalt vähendada parasiitide induktiivsust, võib tõhusalt lühendada signaali edastuspikkust. , võib oluliselt vähendada signaalide vahelisi risthäireid jne.
b)Mida vähem juht on painutatud, seda parem
Mida vähem on kiirete vooluahela seadmete tihvtide vaheline plii paindumine, seda parem.
Kiire signaali marsruutimisahela juhtmestik võtab täissirge joone ja vajab pööramist, mida saab kasutada 45° polüliini või kaare pööramisena.Seda nõuet kasutatakse ainult terasfooliumi hoidetugevuse parandamiseks madalsagedusahelas.
Kiirahelates võib selle nõude täitmine vähendada kiirete signaalide edastamist ja sidestamist ning signaalide kiirgust ja peegeldust.
c)Mida lühem juhe, seda parem
Mida lühem on kiire signaali marsruutimisahela seadme kontaktide vaheline juhe, seda parem.
Mida pikem on juhe, seda suurem on hajutatud induktiivsuse ja mahtuvuse väärtus, millel on palju mõju süsteemi kõrgsagedusliku signaali läbimisele, kuid see muudab ka vooluahela iseloomulikku takistust, mille tulemuseks on süsteemi peegeldus ja võnkumine.
d)Mida vähem vaheldumisi pliikihtide vahel, seda parem
Mida vähem on kihtide vaheldumisi kiirete vooluahela seadmete kontaktide vahel, seda parem.
Niinimetatud “mida vähem kihtidevahelisi juhtmete vaheldusi, seda parem” tähendab, et mida vähem auke komponentide ühendamisel kasutatakse, seda parem.On mõõdetud, et üks auk võib tuua umbes 0,5 pf hajutatud mahtuvust, mille tulemuseks on vooluahela viivituse märkimisväärne suurenemine, aukude arvu vähendamine võib kiirust oluliselt parandada
e)Pange tähele paralleelseid risthäireid
Kiire signaalijuhtmestik peaks pöörama tähelepanu "risthäiretele", mille tekitavad signaaliliini lühikese vahemaa paralleeljuhtmed.Kui paralleeljaotust ei saa vältida, saab paralleelse signaaliliini vastasküljele paigutada suure maapinna, et häireid oluliselt vähendada.
f)Vältige oksi ja kände
Kiirsignaali juhtmestik peaks vältima hargnemist või tünni moodustumist.
Kändudel on suur mõju takistusele ning need võivad põhjustada signaali peegeldumist ja ületamist, seega peaksime tavaliselt disainis kände ja oksi vältima.
Daisy kettjuhtmestik vähendab mõju signaalile.
g)Signaaliliinid lähevad nii kaugele sisepõrandale kui võimalik
Pinnal kõndiva kõrgsagedusliku signaali liinil on lihtne tekitada suurt elektromagnetkiirgust ning seda on kerge häirida välise elektromagnetkiirguse või tegurite poolt.
Kõrgsageduslik signaaliliin suunatakse toiteallika ja maandusjuhtme vahele, läbi elektromagnetlainete neeldumise toiteallika ja alumise kihi poolt, tekitatud kiirgus väheneb oluliselt.