Hoe om die transmissielyn -effek te vermy in hoë spoed PCB ontwerp

1. Metodes om elektromagnetiese interferensie te onderdruk

‘N Goeie oplossing vir die seinintegriteitsprobleem sal die elektromagnetiese verenigbaarheid (EMC) van die printplaat verbeter. Een van die belangrikste is om te verseker dat die printplaat ‘n goeie aarding het. ‘N Seinlaag met ‘n grondlaag is ‘n baie effektiewe metode vir komplekse ontwerp. Boonop is die vermindering van die seindigtheid van die buitenste laag van die printplaat ook ‘n goeie manier om elektromagnetiese straling te verminder. Hierdie metode kan bereik word deur gebruik te maak van die “oppervlakte” tegnologie “opbou” PCB-ontwerp. Die oppervlaktelaag word bereik deur ‘n kombinasie van dun isolasie lae en mikropore by te voeg wat gebruik word om deur hierdie lae te dring op ‘n algemene proses PCB. Die weerstand en kapasitansie kan onder die oppervlak begrawe word, en die lineêre digtheid per oppervlakte -eenheid word byna verdubbel, wat die volume van die PCB verminder. Die vermindering van die PCB -oppervlakte het ‘n groot impak op die topologie van routing, wat beteken dat die stroomlus verminder word, die lengte van die takroetering verminder word en die elektromagnetiese straling ongeveer eweredig is aan die oppervlakte van die stroomlus; At the same time, the small size characteristics mean that high-density pin packages can be used, which in turn reduces the length of the wire, thus reducing the current loop and improving emc characteristics.

2. Strictly control the cable lengths of key network cables

If the design has a high speed jump edge, the transmission line effect on the PCB must be considered. Die vinnige geïntegreerde stroombaanskyfies met ‘n hoë kloksnelheid wat vandag gereeld gebruik word, is selfs meer problematies. Daar is ‘n paar basiese beginsels om hierdie probleem op te los: as CMOS- of TTL -stroombane vir ontwerp gebruik word, is die werksfrekwensie minder as 10MHz en moet die bedradinglengte nie meer as 7 duim wees nie. If the operating frequency is 50MHz, the cable length should not be greater than 1.5 inches. Wiring length should be 1 inch if operating frequency reaches or exceeds 75MHz. Die maksimum bedradinglengte vir GaAs -skyfies moet 0.3 duim wees. As dit oorskry word, is daar ‘n probleem met die transmissielyn.

3. Beplan die topologie van bekabeling behoorlik

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Die kabeltopologie verwys na die volgorde en struktuur van ‘n netwerkkabel. As hoëspoed-logika-toestelle gebruik word, sal die sein met vinnig veranderende rande deur die takke van die seinstam verdraai word, tensy die taklengte baie kort gehou word. Oor die algemeen gebruik PCB -routing twee basiese topologieë, naamlik Daisy Chain -routing en Star -verspreiding.

Vir bedradingskettingbedrading begin bedrading aan die einde van die bestuurder en bereik elke ontvangende einde om die beurt. As ‘n reeksweerstand gebruik word om die seineienskappe te verander, moet die posisie van die reeksweerstand naby die dryfkant wees. Daisy chain -bekabeling is die beste om die hoë harmoniese interferensie van kabels te beheer. Hierdie soort bedrading het egter die laagste transmissietempo en is nie maklik om 100%te slaag nie. In die werklike ontwerp wil ons die taklengte in Daisy -kettingbedrading so kort moontlik maak, en die veilige lengtewaarde moet wees: Stompvertraging < = Trt * 0.1.

Die takpunte in hoëspoed-TTL-stroombane moet byvoorbeeld minder as 1.5 sentimeter lank wees. Hierdie topologie neem minder bedradingruimte in beslag en kan beëindig word deur ‘n enkele weerstandsaanpassing. Hierdie bedradingstruktuur maak egter dat die seinontvangs by verskillende seinontvanger nie sinchronies is nie.

The star topology can effectively avoid the problem of clock signal synchronization, but it is very difficult to finish the wiring manually on the PCB with high density. Die gebruik van outomatiese kabels is die beste manier om sterrekabels te voltooi. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Dit kan met die hand of met behulp van CAD -gereedskap gedoen word om die kenmerkende impedansiewaardes en terminale ooreenstemmende weerstandswaardes te bereken.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Die eerste opsie is die RC -wedstrydterminal. RC -ooreenstemmende terminale kan die kragverbruik verminder, maar kan slegs gebruik word as die seinbedryf relatief stabiel is. Hierdie metode is die geskikste vir die verwerking van kloklynseine. Die nadeel is dat die kapasitansie in die RC -bypassende terminaal die vorm en voortplantingsnelheid van die sein kan beïnvloed.

The series resistor matching terminal incurs no additional power consumption, but slows down signal transmission. This approach is used in bus-driven circuits where time delays are not significant. Die reeks weerstands -ooreenstemmende terminale het ook die voordeel dat dit die aantal toestelle wat op die bord gebruik word, verminder en die digtheid van verbindings.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Die voordeel daarvan is dat dit nie die sein sal afneem nie, en dit kan baie goed wees om geraas te vermy. Word tipies gebruik vir TTL -invoerseine (ACT, HCT, FAST).

In addition, the package type and installation type of the terminal matching resistor must be considered. SMD surface mount resistors generally have lower inductance than through-hole components, so SMD package components are preferred. There are also two installation modes for ordinary straight plug resistors: vertical and horizontal.

In die vertikale monteermodus het die weerstand ‘n kort bevestigingspen, wat die termiese weerstand tussen die weerstand en die printplaat verminder en die weerstandshitte makliker in die lug uitlaat. Maar ‘n langer vertikale installasie verhoog die induktansie van die weerstand. Horisontale installasie het ‘n laer induktansie as gevolg van ‘n laer installasie. However, the overheated resistance will drift, and in the worst case, the resistance will become open, resulting in PCB wiring termination matching failure, becoming a potential failure factor.

4. Ander toepaslike tegnologieë

Om die oorgangsspanning van die IC -kragtoevoer te verminder, moet ontkoppelkondensator by die IC -chip gevoeg word. Dit verwyder die impak van brame op die kragtoevoer effektief en verminder die straling van die kraglus op die gedrukte bord.

Die uitstryk effek is die beste wanneer die ontkoppelingskondensator direk aan die kragbron van die geïntegreerde stroombaan gekoppel is eerder as aan die kragtoevoerlaag. Dit is die rede waarom sommige toestelle ontkoppelingskondenseerders in hul voetstukke het, terwyl ander die afstand tussen die ontkoppelingskondensator en die toestel klein genoeg moet hê.

Enige toestelle met ‘n hoë spoed en ‘n hoë kragverbruik moet so ver moontlik bymekaar geplaas word om die kortstondige oorskryding van die kragtoevoerspanning te verminder.

Sonder ‘n kraglaag vorm lang kragdrade ‘n lus tussen die sein en die lus, wat dien as ‘n bron van straling en ‘n induktiewe stroombaan.

Kabels wat ‘n lus vorm wat nie deur dieselfde netwerkkabel of ander kabels gaan nie, word ooplus genoem. As die lus deur dieselfde netwerkkabel gaan, vorm ander roetes ‘n geslote lus. In beide gevalle kan die antenna -effek (lynantenne en ringantenne) voorkom.