როგორ გავუმკლავდეთ PCB სიგნალის გადაკვეთის გამყოფ ხაზს?

PCB დიზაინის პროცესში, ძალაუფლების სიბრტყის დაყოფა ან მიწის სიბრტყის დაყოფა გამოიწვევს არასრულ სიბრტყეს.ამგვარად, როდესაც სიგნალის მარშრუტი ხდება, მისი საცნობარო სიბრტყე გადაიჭრება ერთი ენერგეტიკული თვითმფრინავიდან მეორე ელექტრო სიბრტყეზე.ამ ფენომენს სიგნალის დიაპაზონის გაყოფა ეწოდება.

p2

 

p3

ჯვარედინი სეგმენტაციის ფენომენების სქემატური დიაგრამა
 
ჯვარედინი სეგმენტაცია, რადგან დაბალი სიჩქარის სიგნალს შეიძლება არ ჰქონდეს კავშირი, მაგრამ მაღალი სიჩქარის ციფრული სიგნალის სისტემაში, მაღალი სიჩქარის სიგნალი იღებს საცნობარო სიბრტყეს, როგორც დაბრუნების გზას, ანუ დაბრუნების გზას.როდესაც საცნობარო სიბრტყე არასრულია, წარმოიქმნება შემდეგი უარყოფითი ეფექტები: ჯვარედინი სეგმენტაცია შეიძლება არ იყოს რელევანტური დაბალი სიჩქარის სიგნალებისთვის, მაგრამ მაღალსიჩქარიანი ციფრული სიგნალის სისტემებში, მაღალი სიჩქარის სიგნალები იღებენ საცნობარო სიბრტყეს, როგორც დაბრუნების გზას. არის დაბრუნების გზა.როდესაც საცნობარო სიბრტყე არასრულია, შემდეგი გვერდითი მოვლენები მოხდება:
l წინაღობის შეწყვეტა, რაც იწვევს მავთულის გაშვებას;
l ადვილად იწვევს სიგნალებს შორის ჯვარედინი კავშირს;
l იწვევს სიგნალებს შორის ასახვას;
l გამომავალი ტალღის ფორმა ადვილად რხევა დენის მარყუჟის ფართობისა და მარყუჟის ინდუქციურობის გაზრდით.
l სივრცეში რადიაციული ჩარევა იზრდება და სივრცეში მაგნიტური ველი ადვილად ექვემდებარება ზემოქმედებას.
l დაფაზე სხვა სქემებთან მაგნიტური შეერთების შესაძლებლობის გაზრდა;
l მაღალი სიხშირის ძაბვის ვარდნა მარყუჟის ინდუქტორზე წარმოადგენს საერთო რეჟიმის გამოსხივების წყაროს, რომელიც წარმოიქმნება გარე კაბელის მეშვეობით.
 
ამიტომ, PCB გაყვანილობა უნდა იყოს მაქსიმალურად ახლოს თვითმფრინავთან და თავიდან აიცილოთ ჯვარედინი გაყოფა.თუ საჭიროა განყოფილების გადაკვეთა ან არ შეიძლება იყოს ელექტრული მიწის სიბრტყის მახლობლად, ეს პირობები დასაშვებია მხოლოდ დაბალი სიჩქარის სიგნალის ხაზზე.
 
ტიხრების დამუშავება დიზაინში
თუ ჯვარედინი დაყოფა გარდაუვალია PCB დიზაინში, როგორ გავუმკლავდეთ მას?ამ შემთხვევაში, სეგმენტაცია უნდა შესწორდეს, რათა უზრუნველყოს მოკლე დაბრუნების გზა სიგნალისთვის.დამუშავების საერთო მეთოდები მოიცავს დამამშვიდებელი კონდენსატორის დამატებას და მავთულის ხიდის გადაკვეთას.
 შეკერვის კონდენსატორი
0402 ან 0603 კერამიკული კონდენსატორი 0.01uF ან 0.1uF სიმძლავრით ჩვეულებრივ მოთავსებულია სიგნალის კვეთაზე.თუ სივრცე იძლევა საშუალებას, შეიძლება დაემატოს კიდევ რამდენიმე ასეთი კონდენსატორი.
ამავდროულად, შეეცადეთ უზრუნველყოთ, რომ სიგნალის მავთული იყოს 200 მილი სამკერვალო ტევადობის ფარგლებში და რაც უფრო მცირეა მანძილი, მით უკეთესი;კონდენსატორის ორივე ბოლოში არსებული ქსელები შესაბამისად შეესაბამება საორიენტაციო სიბრტყის ქსელებს, რომლებშიც გადის სიგნალები.იხილეთ ქსელები, რომლებიც დაკავშირებულია კონდენსატორის ორივე ბოლოში ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.ორი განსხვავებული ქსელი, რომლებიც ხაზგასმულია ორ ფერში:
p4
ხიდი მავთულზე
ჩვეულებრივია სიგნალის "დამუშავება" სიგნალის ფენის განყოფილების გასწვრივ და ასევე შეიძლება იყოს სხვა ქსელის სიგნალის ხაზები, რაც შეიძლება სქელი "მიწის" ხაზი.

 

 

მაღალი სიჩქარის სიგნალის გაყვანილობის უნარები
ა)მრავალშრიანი ურთიერთდაკავშირება
მაღალი სიჩქარის სიგნალის მარშრუტიზაციის წრეს ხშირად აქვს მაღალი ინტეგრაცია, გაყვანილობის მაღალი სიმკვრივე, მრავალშრიანი დაფის გამოყენება არა მხოლოდ აუცილებელია გაყვანილობისთვის, არამედ ეფექტური საშუალებაა ჩარევის შესამცირებლად.
 
ფენების გონივრულმა შერჩევამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს საბეჭდი დაფის ზომა, შეუძლია გამოიყენოს შუალედური ფენა ფარის დასაყენებლად, უკეთ გააცნობიეროს მიმდებარე დამიწება, შეუძლია ეფექტურად შეამციროს პარაზიტული ინდუქციურობა, შეუძლია ეფექტურად შეამციროს სიგნალის გადაცემის სიგრძე , შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს ჯვარედინი ჩარევა სიგნალებს შორის და ა.შ.
ბ)რაც უფრო ნაკლებად მოხრილი იქნება ტყვია, მით უკეთესი
რაც უფრო ნაკლებია ტყვიის მოხრა მაღალსიჩქარიანი წრიული მოწყობილობების ქინძისთავებს შორის, მით უკეთესი.
მაღალსიჩქარიანი სიგნალის მარშრუტიზაციის მიკროსქემის გაყვანილობა იღებს სრულ სწორ ხაზს და საჭიროებს შემობრუნებას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც 45° პოლიხაზური ან რკალის შემობრუნება.ეს მოთხოვნა გამოიყენება მხოლოდ დაბალი სიხშირის წრეში ფოლადის ფოლგის შენახვის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად.
მაღალსიჩქარიან სქემებში ამ მოთხოვნის დაკმაყოფილებამ შეიძლება შეამციროს მაღალსიჩქარიანი სიგნალების გადაცემა და შეერთება და შეამციროს სიგნალების გამოსხივება და ასახვა.
გ)რაც უფრო მოკლეა ლიდერობა, მით უკეთესი
რაც უფრო მოკლეა მიმავალი მაღალსიჩქარიანი სიგნალის მარშრუტიზაციის მიკროსქემის ქინძისთავებს შორის, მით უკეთესი.
რაც უფრო გრძელია ტყვია, მით უფრო დიდია განაწილებული ინდუქციური და ტევადობის მნიშვნელობა, რაც დიდ გავლენას მოახდენს სისტემის მაღალი სიხშირის სიგნალის გავლაზე, მაგრამ ასევე შეცვლის მიკროსქემის დამახასიათებელ წინაღობას, რაც გამოიწვევს სისტემის ასახვას და რხევას.
დ)რაც უფრო ნაკლებია მონაცვლეობა ტყვიის ფენებს შორის, მით უკეთესი
რაც უფრო ნაკლებია ფენების მონაცვლეობა მაღალსიჩქარიანი წრიული მოწყობილობების ქინძისთავებს შორის, მით უკეთესი.
ეგრეთ წოდებული „რაც ნაკლები ფენების მონაცვლეობა, მით უკეთესი“ ნიშნავს, რომ რაც უფრო ნაკლები ხვრელია გამოყენებული კომპონენტების შეერთებაში, მით უკეთესი.გაზომილია, რომ ერთ ხვრელს შეუძლია მოიტანოს დაახლოებით 0.5 pf განაწილებული ტევადობა, რაც გამოიწვევს მიკროსქემის დაყოვნების მნიშვნელოვან ზრდას, ხვრელების რაოდენობის შემცირებას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სიჩქარე.
ე)გაითვალისწინეთ პარალელური ჯვარედინი ჩარევა
მაღალსიჩქარიანი სიგნალის გაყვანილობამ ყურადღება უნდა მიაქციოს „ჯვარედინი ჩარევას“, რომელიც შემოტანილია სიგნალის ხაზის მცირე მანძილზე პარალელური გაყვანილობის მიერ.თუ პარალელური განაწილების თავიდან აცილება შეუძლებელია, „მიწის“ დიდი ფართობი შეიძლება მოეწყოს პარალელური სიგნალის ხაზის მოპირდაპირე მხარეს, რათა მნიშვნელოვნად შემცირდეს ჩარევა.
ვ)მოერიდეთ ტოტებს და ღეროებს
მაღალსიჩქარიანი სიგნალის გაყვანილობა თავიდან უნდა იქნას აცილებული განშტოება ან Stub-ის ფორმირება.
ღეროები დიდ გავლენას ახდენენ წინაღობაზე და შეუძლიათ გამოიწვიონ სიგნალის ასახვა და გადაჭარბება, ამიტომ, როგორც წესი, თავიდან უნდა ავიცილოთ ღეროები და ტოტები დიზაინში.
Daisy ჯაჭვის გაყვანილობა შეამცირებს ზემოქმედებას სიგნალზე.
ზ)სიგნალის ხაზები შეძლებისდაგვარად მიდის შიდა სართულზე
მაღალი სიხშირის სიგნალის ხაზის ზედაპირზე გასეირნება ადვილია დიდი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების გამომუშავება და ასევე ადვილად ერევა გარე ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ან ფაქტორების მიერ.
მაღალი სიხშირის სიგნალის ხაზი მიემართება ელექტრომომარაგებასა და მიწის მავთულს შორის, ელექტრომაგნიტური ტალღის შთანთქმის გზით ელექტრომაგნიტური ტალღის და ქვედა ფენის მიერ, წარმოქმნილი გამოსხივება მნიშვნელოვნად შემცირდება.