Op die oomblik is hoëfrekwensie en hoë spoed PCB ontwerp het die hoofstroom geword, en elke PCB-uitleg-ingenieur behoort vaardig te wees. Vervolgens sal Banermei ‘n paar van die ontwerpervaring van hardeware-kundiges in hoëfrekwensie- en hoëspoed-PCB-kringe met jou deel, en ek hoop dat dit vir almal nuttig sal wees.

1. Hoe om hoëfrekwensie-interferensie te vermy?

Die basiese idee om hoëfrekwensie-interferensie te vermy, is om die elektromagnetiese veldinterferensie van hoëfrekwensie-seine te verminder, wat die sogenaamde kruisspraak (Crosstalk) is. Jy kan die afstand tussen die hoëspoedsein en die analoogsein vergroot, of grondwag-/shuntspore langs die analoogsein byvoeg. Let ook op die geraasinterferensie van die digitale grond na die analooggrond.

2. Hoe om impedansiepassing te oorweeg wanneer hoëspoed-PCB-ontwerpskemas ontwerp word?

Wanneer hoëspoed-PCB-kringe ontwerp word, is impedansiepassing een van die ontwerpelemente. Die impedansiewaarde het ‘n absolute verband met die bedradingsmetode, soos loop op die oppervlaklaag (mikrostrip) of binnelaag (strooklyn/dubbelstrooklyn), afstand vanaf die verwysingslaag (kraglaag of grondlaag), bedradingwydte, PCB-materiaal , ens. Beide sal die kenmerkende impedansiewaarde van die spoor beïnvloed. Dit wil sê, die impedansiewaarde kan eers na bedrading bepaal word. Oor die algemeen kan simulasiesagteware nie sekere bedradingstoestande met diskontinue impedansie in ag neem nie as gevolg van die beperking van die stroombaanmodel of die wiskundige algoritme wat gebruik word. Op hierdie tydstip kan slegs sommige terminators (terminering), soos serieweerstand, op die skematiese diagram gereserveer word. Verlig die effek van diskontinuïteit in spoorimpedansie. Die werklike oplossing vir die probleem is om impedansiediskontinuïteite te probeer vermy wanneer bedrading.

3. In hoëspoed PCB-ontwerp, watter aspekte moet die ontwerper EMC- en EMI-reëls oorweeg?

Oor die algemeen moet EMI/EMC-ontwerp beide uitgestraalde en geleide aspekte terselfdertyd oorweeg. Eersgenoemde behoort aan die hoërfrekwensiedeel (<30MHz) en laasgenoemde is die laerfrekwensiedeel (<30MHz). Jy kan dus nie net aandag gee aan die hoë frekwensie en die lae frekwensie deel ignoreer nie. ‘n Goeie EMI/EMC-ontwerp moet die ligging van die toestel, PCB-stapelrangskikking, belangrike verbindingsmetode, toestelkeuse, ens. aan die begin van die uitleg in ag neem. Indien daar geen beter reëling vooraf is nie, sal dit agterna opgelos word. Dit sal twee keer die resultaat met die helfte van die moeite doen en die koste verhoog. Byvoorbeeld, die ligging van die klokgenerator moet nie naby die eksterne verbinding wees nie. Hoëspoed seine moet soveel as moontlik na die binneste laag gaan. Gee aandag aan die kenmerkende impedansiepassing en die kontinuïteit van die verwysingslaag om refleksies te verminder. Die slagtempo van die sein wat deur die toestel gedruk word, moet so klein as moontlik wees om die hoogte te verminder. Frekwensiekomponente, wanneer ‘n ontkoppel-/omleidingkapasitor gekies word, let op of sy frekwensierespons voldoen aan die vereistes om geraas op die kragvlak te verminder. Let ook op die terugkeerpad van hoëfrekwensieseinstroom om die lusarea so klein as moontlik te maak (dit wil sê lusimpedansie so klein as moontlik) om bestraling te verminder. Die grond kan ook verdeel word om die reeks hoëfrekwensiegeraas te beheer. Kies ten slotte die onderstelgrond tussen die PCB en die behuising behoorlik.

4. Hoe om PCB-bord te kies?

Die keuse van PCB-bord moet ‘n balans vind tussen voldoening aan ontwerpvereistes en massaproduksie en koste. Die ontwerpvereistes sluit beide elektriese en meganiese onderdele in. Gewoonlik is hierdie materiaalprobleem belangriker wanneer baie hoëspoed-PCB-borde (frekwensie groter as GHz) ontwerp word. Byvoorbeeld, die algemeen gebruikte FR-4 materiaal, die diëlektriese verlies teen ‘n frekwensie van verskeie GHz sal ‘n groot invloed op die seinverswakking hê, en mag dalk nie geskik wees nie. Wat elektrisiteit betref, let op of die diëlektriese konstante en diëlektriese verlies geskik is vir die ontwerpte frekwensie.

5. Hoe om soveel as moontlik aan EMC-vereistes te voldoen sonder om te veel kostedruk te veroorsaak?

Die verhoogde koste van PCB-bord as gevolg van EMC is gewoonlik te wyte aan die toename in die aantal grondlae om die afskermingseffek te verbeter en die byvoeging van ferrietkraal, verstik en ander hoëfrekwensie harmoniese onderdrukkingstoestelle. Daarbenewens is dit gewoonlik nodig om die afskermstruktuur op ander instellings te pas om die hele stelsel aan die EMC-vereistes te laat voldoen. Die volgende verskaf slegs ‘n paar PCB-bordontwerptegnieke om die elektromagnetiese stralingseffek wat deur die stroombaan gegenereer word, te verminder.

Probeer om ‘n toestel met ‘n stadiger seinswaaitempo te kies om die hoëfrekwensiekomponente wat deur die sein gegenereer word, te verminder.

Gee aandag aan die plasing van hoëfrekwensiekomponente, nie te naby aan die eksterne verbinding nie.

Gee aandag aan die impedansie-passing van hoëspoed-seine, die bedradingslaag en sy terugkeerstroompad, om hoëfrekwensierefleksie en bestraling te verminder.

Plaas voldoende en toepaslike ontkoppelkapasitors op die kragtoevoerpenne van elke toestel om die geraas op die kragvlak en grondvlak te verlig. Let veral op of die frekwensierespons en temperatuurkenmerke van die kapasitor aan die ontwerpvereistes voldoen.

Die grond naby die eksterne koppelstuk kan behoorlik van die grond geskei word, en die grond van die koppelstuk kan aan die onderstelgrond naby gekoppel word.

Grondwag-/shuntspore kan gepas langs sommige spesiale hoëspoed seine gebruik word. Let egter op die invloed van wag/shuntspore op die kenmerkende impedansie van die spoor.

Die kraglaag krimp 20H vanaf die grondlaag, en H is die afstand tussen die kraglaag en die grondlaag.

6. Aan watter aspekte moet aandag gegee word by die ontwerp, roetering en uitleg van hoëfrekwensie-PCB bo 2G?

Hoëfrekwensie PCB’s bo 2G behoort tot die ontwerp van radiofrekwensiekringe en is nie binne die besprekingsbestek van hoëspoed digitale stroombaanontwerp nie. Die uitleg en roetering van die radiofrekwensiekring moet saam met die skema in ag geneem word, want die uitleg en roetering sal verspreidingseffekte veroorsaak. Boonop word sommige passiewe toestelle in die ontwerp van radiofrekwensiekringe gerealiseer deur geparameteriseerde definisies en spesiale-vormige koperfoelies. Daarom word EDA-gereedskap benodig om geparameteriseerde toestelle te verskaf en spesiale-vormige koperfoelies te redigeer. Mentor se raadstasie het ‘n spesiale RF-ontwerpmodule wat aan hierdie vereistes kan voldoen. Boonop vereis algemene RF-ontwerp gespesialiseerde RF-kringanalise-instrumente. Die bekendste in die bedryf is agilent se eesoft, wat ‘n goeie koppelvlak met Mentor se gereedskap het.

7. Sal die byvoeging van toetspunte die kwaliteit van hoëspoed seine beïnvloed?

Of dit die seinkwaliteit sal beïnvloed hang af van die metode om toetspunte by te voeg en hoe vinnig die sein is. Basies kan bykomende toetspunte (moenie die bestaande via- of DIP-pen as toetspunte gebruik nie) by die lyn gevoeg word of ‘n kort lyn van die lyn af getrek word. Eersgenoemde is gelykstaande aan die byvoeging van ‘n klein kapasitor op die lyn, laasgenoemde is ‘n ekstra tak. Beide hierdie toestande sal die hoëspoedsein min of meer beïnvloed, en die omvang van die effek hou verband met die frekwensiespoed van die sein en die randtempo van die sein. Die omvang van die impak kan deur simulasie geken word. In beginsel, hoe kleiner die toetspunt, hoe beter (natuurlik moet dit aan die vereistes van die toetsinstrument voldoen) hoe korter die tak, hoe beter.