W procesie projektowania PCB podział płaszczyzny zasilania lub podział płaszczyzny uziemienia doprowadzi do niekompletnej płaszczyzny.W ten sposób, gdy sygnał jest kierowany, jego płaszczyzna odniesienia będzie rozciągać się od jednej płaszczyzny mocy do drugiej.Zjawisko to nazywa się podziałem zakresu sygnału.
Schematyczny diagram zjawisk cross-segmentacji
Segmentacja krzyżowa, ponieważ sygnał o niskiej prędkości może nie mieć żadnego związku, ale w systemie sygnału cyfrowego o dużej prędkości, sygnał o dużej prędkości przyjmuje płaszczyznę odniesienia jako ścieżkę powrotną, to znaczy ścieżkę powrotną.Gdy płaszczyzna odniesienia jest niekompletna, wystąpią następujące niekorzystne skutki: segmentacja poprzeczna może nie mieć znaczenia w przypadku sygnałów o małej prędkości, ale w szybkich systemach sygnałów cyfrowych sygnały o dużej prędkości przyjmują płaszczyznę odniesienia jako ścieżkę powrotną, co czyli droga powrotna.Gdy płaszczyzna odniesienia jest niekompletna, wystąpią następujące niekorzystne skutki:
l Nieciągłość impedancji powodująca bieg drutu;
l Łatwe powodowanie przesłuchów pomiędzy sygnałami;
l Powoduje odbicia pomiędzy sygnałami;
l Przebieg wyjściowy można łatwo oscylować poprzez zwiększenie obszaru pętli prądu i indukcyjności pętli.
l Zakłócenia promieniowania w przestrzeni kosmicznej są zwiększone i łatwo wpływa na pole magnetyczne w przestrzeni.
l Zwiększ możliwość sprzężenia magnetycznego z innymi obwodami na płytce;
l Spadek napięcia o wysokiej częstotliwości na cewce pętli stanowi źródło promieniowania w trybie wspólnym, które jest generowane przez kabel zewnętrzny.
Dlatego okablowanie PCB powinno przebiegać jak najbliżej płaszczyzny i unikać podziału.Jeśli konieczne jest przekroczenie podziału lub nie można znaleźć się w pobliżu płaszczyzny uziemienia zasilania, warunki te są dopuszczalne tylko w linii sygnałowej małej prędkości.
Przetwarzanie między partycjami w projekcie
Jeśli podziały są nieuniknione w projektowaniu PCB, jak sobie z tym poradzić?W takim przypadku należy poprawić segmentację, aby zapewnić krótką ścieżkę powrotną sygnału.Typowe metody przetwarzania obejmują dodanie kondensatora naprawczego i przejście przez mostek drutowy.
l Kondensator do szycia
W przekroju sygnału zwykle umieszcza się kondensator ceramiczny 0402 lub 0603 o pojemności 0,01 uF lub 0,1 uF.Jeśli pozwala na to miejsce, można dodać kilka takich kondensatorów.
Jednocześnie staraj się upewnić, że przewód sygnałowy mieści się w zakresie pojemności szycia 200mil, a im mniejsza odległość, tym lepiej;Sieci na obu końcach kondensatora odpowiadają odpowiednio sieciom płaszczyzny odniesienia, przez którą przechodzą sygnały.Zobacz sieci połączone na obu końcach kondensatora na poniższym rysunku.Dwie różne sieci wyróżnione dwoma kolorami to:
lMost nad drutem
Powszechne jest „przetwarzanie uziemienia” sygnału przez podział w warstwie sygnału, ale mogą to być również linie sygnałowe innych sieci, przy czym linia „uziemienia” jest możliwie najgrubsza
Umiejętność szybkiego okablowania sygnału
A)wielowarstwowe połączenie
Obwód szybkiego przesyłania sygnału często charakteryzuje się wysoką integracją, dużą gęstością okablowania, a użycie płyty wielowarstwowej jest nie tylko konieczne do okablowania, ale także skutecznym sposobem na zmniejszenie zakłóceń.
Rozsądny dobór warstw może znacznie zmniejszyć rozmiar płyty drukarskiej, może w pełni wykorzystać warstwę pośrednią do ustawienia ekranu, może lepiej zrealizować pobliskie uziemienie, może skutecznie zmniejszyć indukcyjność pasożytniczą, może skutecznie skrócić długość transmisji sygnału , może znacznie zmniejszyć zakłócenia krzyżowe między sygnałami itp.
B)Im mniej wygięty przewód, tym lepiej
Im mniej zgięć przewodu pomiędzy pinami szybkich urządzeń obwodów, tym lepiej.
Przewód okablowania obwodu szybkiego przesyłania sygnału przyjmuje pełną linię prostą i musi się obracać, co można wykorzystać jako polilinię o 45° lub obrót po łuku.Wymaganie to ma na celu jedynie poprawę wytrzymałości folii stalowej w obwodzie niskiej częstotliwości.
W obwodach o dużej prędkości spełnienie tego wymagania może zmniejszyć transmisję i sprzęganie sygnałów o dużej prędkości oraz zmniejszyć promieniowanie i odbicie sygnałów.
C)Im krótszy przewód, tym lepiej
Im krótszy przewód między stykami urządzenia obwodu szybkiego przesyłania sygnału, tym lepiej.
Im dłuższy przewód, tym większa rozproszona wartość indukcyjności i pojemności, co będzie miało duży wpływ na przepływ sygnału o wysokiej częstotliwości w systemie, ale także zmieni charakterystyczną impedancję obwodu, powodując odbicie i oscylacje systemu.
D)Im mniej naprzemienności pomiędzy warstwami ołowiu, tym lepiej
Im mniej naprzemienności międzywarstwowych między pinami szybkich urządzeń obwodów, tym lepiej.
Tzw. „im mniej międzywarstwowych naprzemienności przewodów, tym lepiej” oznacza, że im mniej otworów zostanie zastosowanych w połączeniu elementów, tym lepiej.Zmierzono, że jeden otwór może przynieść około 0,5 pf rozproszonej pojemności, co skutkuje znacznym wzrostem opóźnienia obwodu, zmniejszenie liczby otworów może znacznie poprawić prędkość
mi)Zwróć uwagę na równoległe zakłócenia krzyżowe
W przypadku szybkiego okablowania sygnałowego należy zwrócić uwagę na „zakłócenia krzyżowe” powodowane przez równoległe okablowanie linii sygnałowej na krótkich dystansach.Jeśli nie da się uniknąć dystrybucji równoległej, po przeciwnej stronie równoległej linii sygnałowej można umieścić duży obszar „masy”, aby znacznie zmniejszyć zakłócenia.
F)Unikaj gałęzi i pniaków
W przypadku szybkiego okablowania sygnałowego należy unikać rozgałęzień lub tworzenia odgałęzień.
Pniaki mają ogromny wpływ na impedancję i mogą powodować odbicia sygnału i przeregulowania, dlatego w projekcie powinniśmy zazwyczaj unikać pniaków i gałęzi.
Okablowanie łańcuchowe zmniejszy wpływ na sygnał.
G)Linie sygnałowe prowadzą do wewnętrznego piętra tak daleko, jak to możliwe
Linia sygnału wysokiej częstotliwości chodząca po powierzchni łatwo wytwarza duże promieniowanie elektromagnetyczne, a także łatwo ulega zakłóceniom przez zewnętrzne promieniowanie elektromagnetyczne lub czynniki.
Linia sygnału wysokiej częstotliwości jest prowadzona pomiędzy zasilaczem a przewodem uziemiającym, poprzez absorpcję fali elektromagnetycznej przez zasilacz i dolną warstwę, generowane promieniowanie zostanie znacznie zmniejszone.