PCB-maailmasta

1.Miten ottaa huomioon impedanssin sovitus suunniteltaessa nopeita PCB-suunnittelukaavioita?

Nopeita piirilevyjä suunniteltaessa impedanssisovitus on yksi suunnitteluelementeistä.Impedanssiarvolla on absoluuttinen suhde johdotusmenetelmään, kuten pintakerroksen (mikroliuska) tai sisäkerroksen (liuskajohto/kaksoisliuskajohto), etäisyys vertailukerroksesta (tehokerros tai maakerros), johdotuksen leveys, piirilevymateriaali. jne. Molemmat vaikuttavat jäljen ominaisimpedanssiarvoon.

Eli impedanssiarvo voidaan määrittää johdotuksen jälkeen.Yleensä simulointiohjelmisto ei voi ottaa huomioon joitain epäjatkuvia kytkentäolosuhteita piirimallin tai käytetyn matemaattisen algoritmin rajoituksista johtuen.Tällä hetkellä vain jotkin päätteet (pääte), kuten sarjavastus, voidaan varata kaaviossa.Lievittää jälkiimpedanssin epäjatkuvuuden vaikutusta.Todellinen ratkaisu ongelmaan on yrittää välttää impedanssikatkoksia johdotuksen aikana.
kuva
2. Kun piirilevyssä on useita digitaalisia/analogisia toimintolohkoja, perinteinen menetelmä on erottaa digitaalinen/analoginen maa.Mikä on syy?

Syy digitaalisen/analogisen maan erottamiseen on se, että digitaalinen piiri tuottaa kohinaa tehoon ja maahan vaihdettaessa korkean ja matalan potentiaalin välillä.Kohinan voimakkuus liittyy signaalin nopeuteen ja virran suuruuteen.

Jos maatasoa ei ole jaettu ja digitaalisen aluepiirin tuottama kohina on suuri ja analogiset aluepiirit ovat hyvin lähellä, vaikka digitaali-analogiasignaalit eivät risteäisikään, maa häiritsee silti analogista signaalia. melua.Toisin sanoen jakamatonta digitaali-analogia -menetelmää voidaan käyttää vain, kun analoginen piirialue on kaukana digitaalisesta piirialueesta, joka tuottaa suurta kohinaa.

3. Mitä näkökohtia suunnittelijan tulee ottaa huomioon nopeiden piirilevyjen suunnittelussa EMC- ja EMI-säännöt?

Yleensä EMI/EMC-suunnittelussa on otettava huomioon sekä säteilevät että johdetut näkökohdat samanaikaisesti.Edellinen kuuluu korkeamman taajuuden osaan (>30MHz) ja jälkimmäinen on matalataajuiseen osaan (<30MHz).Joten et voi vain kiinnittää huomiota korkeaan taajuuteen ja jättää huomiotta matalaa taajuutta.

Hyvässä EMI/EMC-suunnittelussa tulee ottaa layoutin alussa huomioon laitteen sijainti, piirilevypinon järjestely, tärkeä kytkentätapa, laitevalinta jne.Jos parempaa järjestelyä ei ole etukäteen, se ratkaistaan ​​jälkeenpäin.Se saa kaksinkertaisen tuloksen puolella vaivalla ja lisää kustannuksia.

Esimerkiksi kellogeneraattorin asento ei saa olla mahdollisimman lähellä ulkoista liitintä.Nopeiden signaalien tulisi mennä sisäkerrokseen mahdollisimman paljon.Kiinnitä huomiota ominaisimpedanssisovitukseen ja vertailukerroksen jatkuvuuteen heijastusten vähentämiseksi.Laitteen työntämän signaalin kääntönopeuden tulee olla mahdollisimman pieni korkeuden pienentämiseksi.Taajuuskomponentit, kun valitset erotus-/ohituskondensaattoreita, kiinnittävät huomiota siihen, täyttääkö sen taajuusvaste tehotason kohinan vähentämisvaatimukset.

Kiinnitä lisäksi huomiota suurtaajuisen signaalivirran paluutiehen tehdäksesi silmukan alueen mahdollisimman pieneksi (eli silmukan impedanssin mahdollisimman pieneksi) säteilyn vähentämiseksi.Maa voidaan myös jakaa korkeataajuisen melun alueen ohjaamiseksi.Lopuksi valitse oikein alustan maadoitus piirilevyn ja kotelon väliltä.
kuva
4. Pitäisikö maadoitusjohdon muodostaa suljetun summan muodostama piirilevyä tehtäessä häiriöiden vähentämiseksi?

Piirilevyjä valmistettaessa silmukan pinta-alaa yleensä pienennetään häiriöiden vähentämiseksi.Maalinjaa asetettaessa sitä ei tule asettaa suljetussa muodossa, vaan on parempi järjestää se haaran muotoon ja maan pinta-alaa tulisi lisätä mahdollisimman paljon.

kuva
5. Kuinka säätää reititystopologiaa signaalin eheyden parantamiseksi?

Tällainen verkon signaalin suunta on monimutkaisempi, koska yksisuuntaisilla, kaksisuuntaisilla signaaleilla ja eritasoisilla signaaleilla topologian vaikutukset ovat erilaisia, ja on vaikea sanoa, mikä topologia on hyödyllinen signaalin laadulle.Ja esisimulaatiossa käytettävä topologia on erittäin vaativaa insinööreiltä, ​​mikä edellyttää ymmärrystä piirin periaatteista, signaalityypeistä ja jopa johdotusvaikeuksista.
kuva
6. Miten sijoittelua ja johdotusta käsitellään yli 100M signaalien vakauden varmistamiseksi?

Avain nopeaan digitaaliseen signaalin johdotukseen on vähentää siirtolinjojen vaikutusta signaalin laatuun.Siksi nopeiden yli 100M signaalien asettelu edellyttää, että signaalijäljet ​​ovat mahdollisimman lyhyitä.Digitaalisissa piireissä nopeat signaalit määritellään signaalin nousuviiveellä.

Lisäksi eri tyyppisillä signaaleilla (kuten TTL, GTL, LVTTL) on erilaisia ​​menetelmiä signaalin laadun varmistamiseksi.