PCB yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma metodunun layihələndirilməsi

Xəttin eni nə qədər geniş olarsa, anti-müdaxilə qabiliyyəti bir o qədər güclüdür və siqnal keyfiyyəti bir o qədər yaxşı olar (dəri effektinin təsiri). Ancaq eyni zamanda, 50Ω xarakterik empedansın tələbinə zəmanət verilməlidir. Normal FR4 lövhəsi, səth xəttinin eni 6MIL empedansı 50Ω-dir. Bu, açıq-aydın yüksək sürətli analoq girişin siqnal keyfiyyəti tələblərinə cavab verə bilməz, buna görə də biz ümumiyyətlə GND02-nin boşaldılmasından istifadə edirik və onu ART03 təbəqəsinə istinad edirik. Bu şəkildə diferensial siqnal 12/10, tək xətt isə 18MIL kimi hesablana bilər. (Qeyd edək ki, xəttin eni 18MIL-i keçir və sonra genişləndirilməsi mənasızdır)

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Şəkildə yaşıl rənglə vurğulanan CLINE ART03 təbəqəsinin tək xəttli və diferensial yüksək sürətli analoq girişinə aiddir. Bunu edərkən bəzi detallara diqqət yetirilməlidir:

(1) TOP qatının simulyasiya hissəsi yuxarıdakı şəkildə göstərildiyi kimi qablaşdırılmalıdır. Qeyd etmək lazımdır ki, yer misindən CLINE analoq girişinə qədər olan məsafə 3W olmalıdır, yəni misin kənarından CLINE-ə qədər olan AIRGAP xəttin enindən iki dəfə çoxdur. Bəzi elektromaqnit nəzəri hesablamalara və simulyasiyalara görə, PCB-də siqnal xətlərinin maqnit sahəsi və elektrik sahəsi əsasən 3W diapazonunda paylanır. (Ətrafdakı siqnalların səs-küy müdaxiləsi 1%-dən az və ya bərabərdir).

(2) Analoq sahəsinin müsbət təbəqəsinin GND misini də ətrafdakı rəqəmsal sahədən təcrid etmək lazımdır, yəni bütün təbəqələr təcrid olunur.

(3) GND02-nin boşaldılması üçün biz adətən bütün bu sahəni oyırıq, ona görə də əməliyyat nisbətən sadədir və heç bir problem yoxdur. Ancaq təfərrüatları nəzərə alaraq və ya daha yaxşı etmək üçün biz yalnız analoq giriş naqilləri hissəsini oyada bilərik, əlbəttə ki, TOP təbəqə, 3W sahəsi ilə eynidir. Bu, siqnalın keyfiyyətinə və lövhənin düzlüyünə zəmanət verə bilər. Emal nəticəsi aşağıdakı kimidir:

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Bu yolla, yüksək sürətli analoq giriş siqnalının qayıdış yolu GND02 qatında tez bir zamanda yenidən axıdıla bilər. Yəni simulyasiya edilmiş yerə qayıtma yolu qısalır.

(4) Analoq siqnalın tez geri axması üçün yüksək sürətli analoq siqnalın ətrafında çoxlu sayda GND kanallarını nizamsız olaraq vurun. O, həmçinin səs-küyü qəbul edə bilər.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma qaydaları

Qayda 1: Yüksək sürətli PCB siqnal marşrutlaşdırma qoruyucu qaydaları Yüksək sürətli PCB dizaynında, saatlar kimi əsas yüksək sürətli siqnal xətlərinin marşrutu qorunmalıdır. Qalxan yoxdursa və ya onun yalnız bir hissəsi varsa, bu, EMI sızmasına səbəb olacaq. Qorunan telin 1000 mil-də bir deşik ilə torpaqlanması tövsiyə olunur.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 2: Yüksək sürətli siqnal marşrutlaşdırma qapalı dövrə qaydaları

PCB lövhələrinin artan sıxlığı səbəbindən, bir çox PCB LAYOUT mühəndisləri marşrutlaşdırma prosesində səhvə meyllidirlər, yəni çox qatlı PCB-ləri marşrutlaşdırarkən qapalı dövrə nəticələrini verən saat siqnalları kimi yüksək sürətli siqnal şəbəkələri. Belə bir qapalı dövrə nəticəsində, EMI-nin şüalanma intensivliyini artıracaq bir döngə antenası istehsal ediləcəkdir.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 3: Yüksək sürətli siqnal marşrutlaşdırma açıq dövrə qaydaları

Qayda 2 qeyd edir ki, yüksək sürətli siqnalların qapalı dövrəsi EMI şüalanmasına səbəb olacaq, lakin açıq dövrə də EMI şüalanmasına səbəb olacaq.

Saat siqnalları kimi yüksək sürətli siqnal şəbəkələri, çox qatlı PCB yönləndirildikdə açıq dövrə nəticəsi baş verdikdə, EMI radiasiya intensivliyini artıran xətti antenna istehsal olunacaq.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 4: Yüksək sürətli siqnalın xarakterik empedans davamlılığı qaydası

Yüksək sürətli siqnallar üçün təbəqələr arasında keçid zamanı xarakterik empedans davamlılıq olmalıdır, əks halda EMI radiasiyasını artıracaqdır. Başqa sözlə, eyni təbəqənin naqillərinin eni davamlı, müxtəlif təbəqələrin naqillərinin empedansı isə davamlı olmalıdır.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 5: Yüksək sürətli PCB dizaynı üçün naqillərin istiqaməti qaydaları

İki bitişik təbəqə arasındakı naqillər şaquli naqillər prinsipinə əməl etməlidir, əks halda bu, xətlər arasında çarpışmaya səbəb olacaq və EMI radiasiyasını artıracaqdır.

Qısacası, bitişik naqil təbəqələri üfüqi və şaquli naqillərin istiqamətlərini izləyir və şaquli naqillər xətlər arasında keçidi yatıra bilər.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 6: Yüksək sürətli PCB dizaynında topoloji quruluş qaydaları

Yüksək sürətli PCB dizaynında, dövrə lövhəsinin xarakterik empedansına nəzarət və çoxlu yük şəraitində topoloji strukturun dizaynı məhsulun müvəffəqiyyətini və ya uğursuzluğunu birbaşa müəyyənləşdirir.

Şəkil bir neçə Mhz-də istifadə edildikdə ümumiyyətlə faydalı olan papatya zəncirinin topologiyasını göstərir. Yüksək sürətli PCB dizaynında arxa ucunda ulduz formalı simmetrik quruluşdan istifadə etmək tövsiyə olunur.

PCB dizaynı yüksək sürətli analoq giriş siqnalının marşrutlaşdırma üsulu və qaydaları

Qayda 7: İz uzunluğunun rezonans qaydası

Siqnal xəttinin uzunluğunun və siqnalın tezliyinin rezonans təşkil edib-etmədiyini yoxlayın, yəni naqilin uzunluğu siqnal dalğa uzunluğunun 1/4 tam ədədi olduqda, naqil rezonans verəcək və rezonans elektromaqnit dalğaları yayacaq. və müdaxiləyə səbəb olur.