Дизайнът на високочестотна печатна платка е сложен процес и много фактори могат пряко да повлияят на работните характеристики на високочестотната верига. Дизайнът на високочестотната верига и окабеляването са много важни за целия дизайн. Следните десет съвета за проектиране на печатни платки на високочестотна верига са особено препоръчителни:

1. Многослойно окабеляване на платката

Високочестотните вериги имат тенденция да имат висока интеграция и висока плътност на окабеляването. Използването на многослойни платки е необходимо не само за окабеляване, но и ефективно средство за намаляване на смущенията. В етапа на PCB Layout, разумен избор на размера на печатната платка с определен брой слоеве може да използва пълноценно междинния слой за настройка на щита, по-добре да реализира най-близкото заземяване и ефективно да намали паразитната индуктивност и да съкрати сигнала дължина на предаване, като същевременно се поддържа голяма. Всички тези методи са от полза за надеждността на високочестотните вериги, като например намаляването на амплитудата на кръстосаните смущения на сигнала. Някои данни показват, че когато се използва същият материал, шумът на четирислойната платка е с 20 dB по-нисък от този на двустранната платка. Има обаче и проблем. Колкото по-голям е броят на полуслоевите печатни платки, толкова по-сложен е производственият процес и толкова по-висока е единичната цена. Това изисква от нас да изберем печатни платки с подходящ брой слоеве, когато изпълняваме PCB Layout. Разумно планиране на разположението на компонентите и използвайте правилните правила за окабеляване, за да завършите дизайна.

2. Колкото по-малко оловото се огъва между щифтовете на високоскоростните електронни устройства, толкова по-добре

Водещият проводник на високочестотната верига е най-добре да приеме пълна права линия, която трябва да се обърне. Може да се завърти чрез 45-градусова прекъсната линия или кръгова дъга. Това изискване се използва само за подобряване на якостта на фиксиране на медното фолио в нискочестотни вериги, докато при високочестотни вериги това изискване е изпълнено. Едно изискване може да намали външното излъчване и взаимното свързване на високочестотните сигнали.

3. Колкото по-къс е проводникът между щифтовете на устройството с високочестотна верига, толкова по-добре

Интензитетът на излъчване на сигнала е пропорционален на дължината на трасето на сигналната линия. Колкото по-дълъг е високочестотният сигнален проводник, толкова по-лесно е да се свърже с компонентите в близост до него. Следователно, за сигналния часовник, кристалния осцилатор, DDR данни, LVDS линии, USB линии, HDMI линии и други високочестотни сигнални линии трябва да бъдат възможно най-къси.

4. Колкото по-малко оловният слой се редува между щифтовете на устройството с високочестотна верига, толкова по-добре

Така нареченото „колкото по-малко междуслойно редуване на проводниците, толкова по-добре“ означава, че колкото по-малко междинни връзки (Via), използвани в процеса на свързване на компонентите, толкова по-добре. Според страничната връзка, един вход може да донесе около 0.5pF разпределен капацитет, а намаляването на броя на отворовете може значително да увеличи скоростта и да намали възможността от грешки в данните.

5. Обърнете внимание на „кръстосаните смущения“, въведени от сигналната линия при близко паралелно маршрутизиране

Окабеляването на високочестотни вериги трябва да обърне внимание на „кръстосаните смущения“, въведени от близкото паралелно насочване на сигналните линии. Кръстосаните смущения се отнасят до феномена на свързване между сигнални линии, които не са директно свързани. Тъй като високочестотните сигнали се предават под формата на електромагнитни вълни по предавателната линия, сигналната линия ще действа като антена, а енергията на електромагнитното поле ще се излъчва около предавателната линия. Нежелани шумови сигнали се генерират поради взаимното свързване на електромагнитните полета между сигналите. Нарича се кръстосани смущения (Crosstalk). Параметрите на слоя на печатната платка, разстоянието между сигналните линии, електрическите характеристики на задвижващия край и приемащия край и методът на завършване на сигналната линия имат определено влияние върху кръстосаните смущения. Следователно, за да се намали пресичането на високочестотните сигнали, е необходимо да направите следното възможно най-много при окабеляване:

Ако пространството за окабеляване позволява, вмъкването на заземяващ проводник или заземителна равнина между двата проводника с по-сериозни кръстосани смущения може да играе роля в изолацията и да намали кръстосаните смущения. Когато има променящо се във времето електромагнитно поле в пространството около сигналната линия, ако паралелното разпределение не може да бъде избегнато, голяма площ от „земя“ може да бъде подредена от противоположната страна на паралелната сигнална линия, за да се намалят значително смущенията.

При предпоставката, че пространството за окабеляване позволява, увеличете разстоянието между съседните сигнални линии, намалете успоредната дължина на сигналните линии и се опитайте да направите тактовата линия перпендикулярна на ключовата сигнална линия вместо успоредна. Ако паралелното окабеляване в един и същи слой е почти неизбежно, в два съседни слоя, посоките на окабеляването трябва да са перпендикулярни една на друга.

В цифровите схеми обичайните тактови сигнали са сигнали с бързи промени в ръба, които имат високо външно кръстосано смущение. Следователно, в дизайна, тактовата линия трябва да бъде заобиколена от заземителна линия и да се пробият повече дупки за заземяване, за да се намали разпределения капацитет, като по този начин се намаляват кръстосаните смущения. За високочестотни сигнални часовници, опитайте се да използвате нисковолтови диференциални тактови сигнали и да обгърнете режима на земята и обърнете внимание на целостта на пакетното земно пробиване.

Неизползваният входен терминал не трябва да бъде окачен, а заземен или свързан към захранването (захранването също е заземено във високочестотния сигнален контур), тъй като окачената линия може да е еквивалентна на предавателната антена и заземяването може да блокира емисията. Практиката е доказала, че използването на този метод за премахване на кръстосаните смущения понякога може да доведе до незабавни резултати.

6. Добавете високочестотен разделителен кондензатор към захранващия щифт на блока на интегралната схема

Високочестотен разделителен кондензатор се добавя към захранващия щифт на всеки блок на интегрална схема в близост. Увеличаването на високочестотния разделящ кондензатор на захранващия щифт може ефективно да потисне смущенията на високочестотните хармоници на извода на захранването.

7. Изолирайте заземяващия проводник на високочестотен цифров сигнал и аналогов сигнален заземителен проводник

Когато аналоговият заземяващ проводник, цифровият заземяващ проводник и т.н. са свързани към обществения заземяващ проводник, използвайте високочестотни дроселни магнитни перли, за да свържете или директно изолирате и изберете подходящо място за едноточково свързване. Потенциалът на земята на заземяващия проводник на високочестотния цифров сигнал обикновено е непоследователен. Често има определена разлика в напрежението между двете директно. Освен това заземителният проводник на високочестотния цифров сигнал често съдържа много богати хармонични компоненти на високочестотния сигнал. Когато заземителният проводник на цифровия сигнал и заземяващият проводник на аналоговия сигнал са директно свързани, хармониците на високочестотния сигнал ще пречат на аналоговия сигнал чрез свързването на заземяващия проводник. Следователно, при нормални обстоятелства, заземителният проводник на високочестотния цифров сигнал и заземителният проводник на аналоговия сигнал трябва да бъдат изолирани и може да се използва метод за взаимно свързване в една точка на подходяща позиция или метод за високо- Може да се използва взаимно свързване на магнитни перли на честотен дросел.

8. Избягвайте бримки, образувани от окабеляване

Всички видове високочестотни сигнални следи не трябва да образуват цикъл колкото е възможно повече. Ако това е неизбежно, зоната на контура трябва да бъде възможно най-малка.

9. Трябва да осигури добро съвпадение на импеданса на сигнала

В процеса на предаване на сигнала, когато импедансът не съвпада, сигналът ще се отрази в предавателния канал и отражението ще доведе до образуване на превишаване на синтезирания сигнал, което води до колебания на сигнала близо до логическия праг.

Основният начин за премахване на отражението е да се съпостави добре импеданса на предавателния сигнал. Тъй като колкото по-голяма е разликата между импеданса на товара и характерния импеданс на предавателната линия, толкова по-голямо е отражението, така че характерният импеданс на линията за предаване на сигнала трябва да бъде равен на импеданса на товара, доколкото е възможно. В същото време, моля, имайте предвид, че предавателната линия на печатната платка не може да има внезапни промени или ъгли и се опитайте да поддържате импеданса на всяка точка от предавателната линия непрекъснат, в противен случай ще има отражения между различните участъци на предавателната линия. Това изисква по време на високоскоростно окабеляване на печатни платки да се спазват следните правила за окабеляване:

Правила за USB окабеляване. Изисква диференциално маршрутизиране на USB сигнала, ширината на линията е 10 mil, разстоянието между линиите е 6 mil, а разстоянието между линията на земята и сигнала е 6 mil.

Правила за HDMI окабеляване. Изисква се диференциално маршрутизиране на HDMI сигнала, ширината на линията е 10 mil, разстоянието между редовете е 6 mil, а разстоянието между всеки два комплекта HDMI диференциални сигнални двойки надвишава 20 mil.

Правила за окабеляване на LVDS. Изисква диференциално маршрутизиране на LVDS сигнал, ширината на линията е 7 mil, разстоянието между редовете е 6 mil, целта е да се контролира диференциалния импеданс на сигнала на HDMI до 100+-15% ома

Правила за окабеляване на DDR. DDR1 следите изискват сигналите да не преминават през дупки колкото е възможно повече, сигналните линии са с еднаква ширина и линиите са на еднакво разстояние. Следите трябва да отговарят на принципа 2W, за да се намалят кръстосаните смущения между сигналите. За високоскоростни устройства с DDR2 и по-високи са необходими и високочестотни данни. Линиите са с еднаква дължина, за да се осигури съответствие на импеданса на сигнала.

10. Гарантиране на целостта на предаването

Поддържайте целостта на предаването на сигнала и предотвратявайте „феномена на отскачане на земята“, причинено от разделяне на земята.