Як пазбегнуць эфекту лініі перадачы ў высакахуткасная друкаваная плата дызайн

1. Метады падаўлення электрамагнітных перашкод

Добрае рашэнне праблемы цэласнасці сігналу палепшыць электрамагнітную сумяшчальнасць (ЭМС) друкаванай платы. Адным з найбольш важных з’яўляецца забеспячэнне добрага зазямлення друкаванай платы. Сігнальны пласт з наземным пластом з’яўляецца вельмі эфектыўным метадам для складанага праектавання. Акрамя таго, мінімізацыя шчыльнасці сігналу вонкавага пласта друкаванай платы таксама з’яўляецца добрым спосабам зніжэння электрамагнітнага выпраменьвання. Гэты метад можа быць дасягнуты з дапамогай тэхналогіі “нарошчвання” канструкцыі друкаванай платы. Паверхневы пласт дасягаецца шляхам дадання камбінацыі тонкіх ізаляцыйных слаёў і мікрапораў, якія выкарыстоўваюцца для пранікнення ў гэтыя пласты на друкаванай плаце агульнага працэсу. Супраціў і ёмістасць можна пахаваць пад паверхняй, а лінейная шчыльнасць на адзінку плошчы павялічваецца амаль удвая, тым самым памяншаючы аб’ём друкаванай платы. Памяншэнне плошчы друкаванай платы аказвае велізарны ўплыў на тапалогію маршрутызацыі, што азначае, што цыкл току памяншаецца, даўжыня разгалінавання скарачаецца, а электрамагнітнае выпраменьванне прыкладна прапарцыянальна плошчы контуру току; У той жа час, невялікія памерныя характарыстыкі азначаюць, што можна выкарыстоўваць штыфтовыя пакеты высокай шчыльнасці, што, у сваю чаргу, памяншае даўжыню провада, тым самым памяншаючы контур току і паляпшаючы характарыстыкі EMC.

2. Строга кантралюйце даўжыню кабеляў ключавых сеткавых кабеляў

Калі канструкцыя мае высокую хуткасць скачка, трэба ўлічваць эфект лініі перадачы на ​​друкаванай плаце. Шырокія тактавыя мікрасхемы з інтэгральнай схемай, якія часта выкарыстоўваюцца сёння, яшчэ больш праблематычныя. Існуюць некаторыя асноўныя прынцыпы вырашэння гэтай праблемы: калі для праектавання выкарыстоўваюцца схемы CMOS або TTL, то працоўная частата складае менш за 10 МГц, а даўжыня праводкі не павінна перавышаць 7 цаляў. Калі працоўная частата складае 50 МГц, даўжыня кабеля не павінна перавышаць 1.5 цалі. Даўжыня праводкі павінна быць 1 цаля, калі працоўная частата дасягае або перавышае 75 МГц. Максімальная даўжыня праводкі для чыпаў GaAs павінна складаць 0.3 цалі. Пры перавышэнні гэтага значэння ўзнікае праблема з лініяй электраперадачы.

3. Правільна спланаваць тапалогію кабеля

Іншы спосаб вырашыць эфект лініі перадачы – выбраць правільны шлях маршрутызацыі і тапалогію тэрмінала. Тапалогія кабеля адносіцца да паслядоўнасці і структуры сеткавага кабеля. Пры выкарыстанні высакахуткасных лагічных прылад сігнал з хутка змяняюцца бакамі будзе скажацца галінамі магістральнай магістралі, калі толькі даўжыня галіны не будзе вельмі кароткай. Увогуле, маршрутызацыя друкаванай платы прымае дзве асноўныя тапалогіі, а менавіта маршрутызацыю ланцужка ромашкі і размеркаванне зоркі.

Для мантажнай ланцужкі праводка пачынаецца з канца драйвера і даходзіць да кожнага прыёмніка па чарзе. Калі для змянення характарыстык сігналу выкарыстоўваецца паслядоўны рэзістар, становішча паслядоўнага рэзістара павінна быць блізка да прывада. Рамонкавая ланцуговая кабельная лінія – лепшая ў кантролі за высокімі гарманічнымі перашкодамі. Аднак гэты від праводкі мае самую нізкую хуткасць перадачы і яго не так проста прайсці на 100%. У рэальным дызайне мы хочам максімальна скараціць даўжыню галіны ў ланцуговай сетцы Daisy, а значэнне бяспечнай даўжыні павінна быць: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Напрыклад, канцы галін у хуткасных ланцугах TTL павінны быць даўжынёй менш за 1.5 цалі. Гэтая тапалогія займае менш месца для праводкі і можа быць завершана адным супадзеннем рэзістара. Аднак гэтая структура праводкі робіць сінхронны прыём сігналу на іншым прыёмніку сігналу.

Тапалогія зоркі можа эфектыўна пазбегнуць праблемы сінхранізацыі тактавага сігналу, але вельмі цяжка скончыць праводку ўручную на друкаванай плаце з высокай шчыльнасцю. Выкарыстанне аўтаматычнай кабельнай сувязі – лепшы спосаб завяршыць зорныя кабелі. На кожным адгалінаванні неабходны клемны рэзістар. Значэнне кантактнага супраціву павінна адпавядаць характэрнаму супраціву провада. Гэта можна зрабіць уручную або з дапамогай інструментаў САПР для разліку характэрных значэнняў супраціву і значэнняў супраціву клемм.

У той час як у двух прыкладах вышэй выкарыстоўваюцца простыя клеммныя рэзістары, на практыцы больш складаны адпаведны тэрмінал неабавязковы. Першы варыянт – гэта тэрмінальны тэрмінал RC. Адпаведныя клемы RC могуць знізіць спажыванне электраэнергіі, але іх можна выкарыстоўваць толькі пры адносна стабільнай працы сігналу. Гэты метад найбольш прыдатны для апрацоўкі адпаведнасці сігналу тактавай лініі. Недахопам з’яўляецца тое, што ёмістасць у адпаведным тэрмінале дыстанцыйнага кіравання можа паўплываць на форму і хуткасць распаўсюджвання сігналу.

Паслядоўны рэзістарны тэрмінал не спажывае дадатковых выдаткаў энергіі, але запавольвае перадачу сігналу. Такі падыход выкарыстоўваецца ў схемах з кіраваннем ад шыны, дзе затрымкі па часе не значныя. Паслядоўны рэзістарны тэрмінал таксама мае перавагу зніжэння колькасці прылад, якія выкарыстоўваюцца на плаце, і шчыльнасці злучэнняў.

Апошні спосаб – аддзяліць адпаведны тэрмінал, у якім адпаведны элемент неабходна размясціць каля прымаючага канца. Яго перавага ў тым, што ён не зніжае сігнал, і можа быць вельмі добрым, каб пазбегнуць шуму. Звычайна выкарыстоўваецца для ўваходных сігналаў TTL (ACT, HCT, FAST).

Акрамя таго, неабходна ўлічваць тып пакета і тып ўстаноўкі адпаведнага рэзістара клемы. Рэзістары SMD для павярхоўнага мантажу звычайна маюць меншую індуктыўнасць, чым кампаненты праз скразныя адтуліны, таму пераважней кампаненты SMD. Існуюць таксама два рэжымы ўстаноўкі звычайных прамых штэкерных рэзістараў: вертыкальны і гарызантальны.

У вертыкальным рэжыме мантажу супраціў мае кароткі мантажны штыфт, які зніжае цеплавое супраціўленне супраціву і друкаванай платы і робіць цяпло супраціву лягчэй выпраменьвацца ў паветра. Але больш працяглы вертыкальны мантаж павялічыць індуктыўнасць рэзістара. Гарызантальная ўстаноўка мае меншую індуктыўнасць з -за меншай ўстаноўкі. Аднак супраціў перагрэву будзе дрэйфаваць, і ў горшым выпадку супраціў стане адкрытым, што прывядзе да збою супадзення разводкі друкаванай платы, што стане патэнцыйным фактарам няспраўнасці.

4. Іншыя прыдатныя тэхналогіі

Для таго, каб паменшыць перавышэнне пераходнага напружання на крыніцы харчавання ІС, да чыпа ІС варта дадаць развязальны кандэнсатар. Гэта эфектыўна здымае ўздзеянне задзірын на блок харчавання і зніжае выпраменьванне ад шлейфа харчавання на друкаванай плаце.

Эфект згладжвання задзірын лепшы, калі развязальны кандэнсатар падлучаны непасрэдна да ножкі крыніцы харчавання інтэгральнай схемы, а не да пласта крыніцы харчавання. Вось чаму ў некаторых прыладах ёсць раз’ёмныя кандэнсатары ў гняздах, у той час як іншыя патрабуюць, каб адлегласць паміж адлучальным кандэнсатарам і прыладай было дастаткова малым.

Любыя прылады з высокай хуткасцю і высокім спажываннем энергіі павінны быць размешчаны разам, наколькі гэта магчыма, каб паменшыць пераходныя перавышэнні напружання крыніцы харчавання.

Без энергетычнага пласта доўгія лініі электраперадач утвараюць пятлю паміж сігналам і пятлёй, служачы крыніцай выпраменьвання і індуктыўнай ланцугом.

Кабель, які ўтварае шлейф, які не праходзіць праз той жа сеткавы кабель або іншую кабельную сетку, называецца адкрытай. Калі цыкл праходзіць праз той жа сеткавы кабель, іншыя маршруты ўтвараюць замкнёную пятлю. У абодвух выпадках можа ўзнікнуць эфект антэны (лінейная антэна і кальцавая антэна).