Nəqliyyat xəttinin təsirindən necə qorunmaq olar yüksək sürətli PCB layihə

1. Elektromaqnit müdaxiləsinin qarşısını almaq üsulları

Siqnal bütövlüyü probleminə yaxşı bir həll, PCB lövhəsinin elektromaqnit uyğunluğunu (EMC) yaxşılaşdıracaq. Ən vaciblərindən biri, PCB lövhəsinin yaxşı topraklanmasını təmin etməkdir. Torpaq təbəqəsi olan bir siqnal təbəqəsi kompleks dizayn üçün çox təsirli bir üsuldur. Bundan əlavə, elektron lövhənin ən xarici təbəqəsinin siqnal sıxlığının minimuma endirilməsi də elektromaqnit şüalanmasını azaltmaq üçün yaxşı bir yoldur. Bu üsul “səth sahəsi” texnologiyası “qurma” PCB dizaynı istifadə etməklə əldə edilə bilər. Səth sahəsi təbəqəsi, ümumi təbəqəli bir PCB üzərində bu təbəqələrə nüfuz etmək üçün istifadə olunan nazik izolyasiya təbəqələri və mikro gözeneklərin birləşməsi ilə əldə edilir. Müqavimət və tutum səthin altına basdırıla bilər və vahid sahəyə düşən xətti sıxlıq təxminən iki dəfə artır, beləliklə PCB həcmi azalır. PCB sahəsinin azalması, marşrutlaşdırmanın topologiyasına böyük təsir göstərir, yəni cərəyan döngəsinin azalması, dallanma marşrutunun uzunluğu azalması və elektromaqnit şüalanmasının cari döngənin sahəsi ilə təxminən mütənasib olması; 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. Bu gün tez -tez istifadə edilən yüksək saat sürətinə malik sürətli inteqrasiya edilmiş dövrə çipləri daha da problemlidir. Bu problemi həll etmək üçün bəzi əsas prinsiplər var: dizayn üçün CMOS və ya TTL sxemləri istifadə edilərsə, işləmə tezliyi 10 MHz -dən azdır və naqillərin uzunluğu 7 düymdən çox olmamalıdır. 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. GaAs çipləri üçün maksimum kabel uzunluğu 0.3 düym olmalıdır. Bu hədd aşılırsa, bir elektrik xətti problemi yaranır.

3. Kabellərin topologiyasını düzgün planlaşdırın

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Kabel topologiyası, bir şəbəkə kabelinin kabel ardıcıllığına və quruluşuna aiddir. Yüksək sürətli məntiq qurğularından istifadə edildikdə, dal uzunluğu çox qısa tutulmadığı təqdirdə, kənarları sürətlə dəyişən siqnal magistralın budaqları tərəfindən təhrif ediləcək. Ümumiyyətlə, PCB marşrutlaşdırması iki əsas topologiyanı qəbul edir, yəni Daisy Chain marşrutu və Star paylanması.

Çobanyastığı zəncir telləri üçün naqillər sürücünün ucundan başlayır və hər bir qəbul ucuna öz növbəsində çatır. If a series resistor is used to change the signal characteristics, the position of the series resistor should be close to the driving end. Daisy zəncir kabelləri, kabellərin yüksək harmonik müdaxiləsini idarə etməkdə ən yaxşısıdır. Ancaq bu tip naqillər ən aşağı ötürmə sürətinə malikdir və 100%keçmək asan deyil. Həqiqi dizaynda, Daisy zəncir naqillərindəki filial uzunluğunu mümkün qədər qısa etmək istəyirik və etibarlı uzunluq dəyəri belə olmalıdır: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Məsələn, yüksək sürətli TTL sxemlərində dal ucları 1.5 düymdən az olmalıdır. Bu topologiya daha az naqilli yer tutur və tək bir rezistor uyğunluğu ilə sonlandırıla bilər. Ancaq bu tel quruluşu, fərqli siqnal qəbuledicilərində siqnal qəbulunun sinxron olmadığını göstərir.

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. Avtomatik kabel istifadə etmək, ulduz kabelini tamamlamağın ən yaxşı yoludur. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Bu, xarakterik empedans dəyərlərini və terminala uyğun müqavimət dəyərlərini hesablamaq üçün əllə və ya CAD alətləri vasitəsi ilə edilə bilər.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Birinci seçim RC uyğun terminaldır. RC uyğun terminallar enerji istehlakını azalda bilər, ancaq siqnal işi nisbətən sabit olduqda istifadə edilə bilər. Bu üsul, saat xətti siqnalına uyğun işləmə üçün ən uyğundur. Dezavantaj RC uyğun terminaldakı kapasitansın siqnalın formasına və yayılma sürətinə təsir göstərə bilməsidir.

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. Seriyalı rezistor uyğunlaşdırma terminalı, lövhədə istifadə olunan cihazların sayını və əlaqələrin sıxlığını azaltma üstünlüyünə malikdir.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Üstünlüyü, siqnalı aşağı çəkməməsi və səs -küyün qarşısını almaq üçün çox yaxşı ola bilməsidir. Tipik olaraq TTL giriş siqnalları üçün istifadə olunur (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.

Şaquli montaj rejimində, müqavimət və dövrə lövhəsi arasındakı istilik müqavimətini azaldan və müqavimət istiliyinin havaya daha asan yayılmasını təmin edən qısa bir montaj pininə malikdir. Ancaq daha uzun bir şaquli quraşdırma rezistorun endüktansını artıracaq. Horizontal installation has lower inductance due to lower installation. 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. Digər tətbiq olunan texnologiyalar

IC enerji təchizatında keçici gərginliyi aşmaq üçün IC çipinə ayrılan kondansatör əlavə edilməlidir. Bu, çapaqların enerji təchizatına təsirini effektiv şəkildə aradan qaldırır və çap lövhəsindəki elektrik döngəsindən gələn radiasiyanı azaldır.

Burr hamarlaşdırma effekti, ayrılan kondansatörün enerji təchizatı qatına deyil, birbaşa inteqral dövrənin enerji təchizatı ayağına bağlandığı zaman daha yaxşı olar. Bu səbəbdən bəzi cihazların yuvalarında ayrılan kondansatörlər var, bəziləri isə ayırma kondansatörü ilə cihaz arasındakı məsafənin kifayət qədər kiçik olmasını tələb edir.

Enerji təchizatı gərginliyinin keçici aşmasını azaltmaq üçün hər hansı bir yüksək sürət və yüksək enerji istehlakı cihazı mümkün qədər bir yerə yerləşdirilməlidir.

Güc təbəqəsi olmadan uzun elektrik xətləri, radiasiya mənbəyi və induktiv dövrə kimi xidmət edən siqnal və döngə arasında bir döngə əmələ gətirir.

Eyni şəbəkə kabelindən və ya digər kabellərdən keçməyən bir döngə meydana gətirən kabellərə açıq döngə deyilir. If the loop passes through the same network cable, other routes form a closed loop. In both cases, the antenna effect (line antenna and ring antenna) can occur.