С увеличаването на скоростта на превключване на изхода на интегралната схема и PCB борда плътност, целостта на сигнала се превърна в един от проблемите, които трябва да бъдат загрижени при високоскоростните цифрови печатни платки. Параметрите на компонентите и платката на печатната платка, разположението на компонентите на платката, окабеляването на високоскоростната сигнална линия и други фактори, Може да причини проблеми с целостта на сигнала.

За оформления на печатни платки, целостта на сигнала изисква оформление на платката, което не влияе на времето или напрежението на сигнала, докато за окабеляване на веригата целостта на сигнала изисква терминиращи елементи, стратегии за оформление и информация за окабеляването. Високата скорост на сигнала на печатна платка, неправилното поставяне на крайните компоненти или неправилното окабеляване на високоскоростни сигнали могат да причинят проблеми с целостта на сигнала, което може да доведе до извеждане на неправилни данни от системата, верига да работи неправилно или изобщо да не работи. Как да вземем под внимание цялостта на сигнала и да вземем ефективни мерки за контрол при проектирането на печатни платки се превърна в гореща тема в индустрията за проектиране на печатни платки.

Цялост на сигнала Проблем Добрата цялост на сигнала означава, че сигналът може да реагира с правилните стойности на времето и нивото на напрежение, когато е необходимо. Обратно, когато сигналът не реагира правилно, има проблем с целостта на сигнала. Проблемите с целостта на сигнала могат да доведат до или директно да доведат до изкривяване на сигнала, грешки в синхронизирането, неправилни данни, адреси и контролни линии и неправилно функциониране на системата или дори срив на системата. В процеса на проектиране на печатни платки хората са натрупали много правила за проектиране на печатни платки. При проектирането на печатни платки целостта на сигнала на печатни платки може да бъде постигната по -добре чрез внимателно препращане към тези правила за проектиране.

Когато проектираме печатни платки, първо трябва да разберем информацията за дизайна на цялата платка, която включва главно:

1. Броят на устройствата, размерът на устройството, пакетът на устройството, скоростта на чипа, дали печатната платка е разделена на зона с ниска скорост, средна скорост и зона с висока скорост, която е зоната за вход и изход на интерфейса;

2. Общите изисквания за оформление, местоположението на устройството, дали има устройство с висока мощност, специални изисквания за разсейване на топлината на чип устройството;

3. Тип на сигналната линия, скорост и посока на предаване, изисквания за контрол на импеданса на сигналната линия, посока на скоростта на автобуса и ситуация на шофиране, ключови сигнали и мерки за защита;

4. Вид на захранването, тип земя, изисквания за толеранс на шум за захранване и заземяване, настройка и сегментиране на захранването и заземителната равнина;

5. Видове и скорости на часовникови линии, източник и посока на часовникови линии, изисквания за забавяне на часовника, изисквания за най -дълга линия.

PCB слоест дизайн

След като разберете основната информация за платката, е необходимо да прецените проектните изисквания за цената на печатната платка и целостта на сигнала и да изберете разумен брой слоеве окабеляване. Понастоящем платката постепенно се е развила от еднослойна, двуслойна и четирислойна до по-многослойна платка. Многослойният дизайн на печатни платки може да подобри референтната повърхност на маршрутизирането на сигнала и да осигури обратен път за сигнал, което е основната мярка за постигане на добра цялост на сигнала. Когато проектирате наслояване на печатни платки, следвайте следните правила:

1. За предпочитане референтната равнина трябва да бъде заземената равнина. Както захранването, така и заземената равнина могат да се използват като референтна равнина и и двете имат определена екранираща функция. Екраниращият ефект на равнината на захранване обаче е много по -нисък от този на заземяващата равнина поради по -високия им характеристичен импеданс и по -голямата потенциална разлика между равнината на захранването и референтното ниво на земята.

2. Цифровата и аналоговата схема са наслоени. Когато разходите за проектиране позволяват, най -добре е да подредите цифрови и аналогови схеми на отделни слоеве. Ако трябва да искате да подредите в същия слой окабеляване, можете да използвате канавка, добавете заземителна линия, метода като разделителна линия за отстраняване. Аналоговото и цифровото захранване и земята трябва да бъдат разделени, никога не се смесват.

3. Маршрутът на ключовия сигнал на съседни слоеве не пресича областта на сегментиране. Сигналите ще образуват голям сигнал в целия регион и ще генерират силно излъчване. Ако сигналният кабел трябва да пресича зоната, когато заземителният кабел е разделен, една точка може да бъде свързана между земята, за да образува свързващ мост между двете заземителни точки и след това кабелът може да бъде прокаран през свързващия мост.

4. Под повърхността на компонента трябва да има относително пълна равнина на земята. Целостта на заземителната равнина трябва да се поддържа, доколкото е възможно, за многослойната плоча. Обикновено не се допуска преминаване на сигнални линии в равнината на земята.

5, високочестотни, високоскоростни, часовникови и други ключови сигнални линии трябва да имат съседна равнина на земята. По този начин разстоянието между сигналната линия и заземяващата линия е само разстоянието между слоевете на печатни платки, така че действителният ток винаги протича в заземяващата линия директно под сигналната линия, образувайки най-малката зона на сигналния контур и намалявайки излъчването.

Как да проектираме сигнала за целостта на печатната платка

Дизайн на PCB оформление

Ключът към дизайна на целостта на сигнала на печатната платка е оформлението и окабеляването, което е пряко свързано с работата на печатната платка. Преди оформлението трябва да се определи размерът на печатната платка, за да отговаря на функцията при възможно най-ниска цена. Ако печатната платка е твърде голяма и разпределена, преносната линия може да бъде много дълга, което води до повишен импеданс, намалена устойчивост на шум и повишени разходи. Ако компонентите са поставени заедно, разсейването на топлината е лошо и може да възникне прекъсване на свързването в съседното окабеляване. Следователно оформлението трябва да се основава на функционалните единици на веригата, като същевременно се вземат предвид електромагнитната съвместимост, разсейването на топлината и факторите на интерфейса.

Когато поставяте печатна платка със смесени цифрови и аналогови сигнали, не смесвайте цифрови и аналогови сигнали. Ако трябва да се смесват аналогови и цифрови сигнали, не забравяйте да подредите вертикално, за да намалите ефекта от кръстосано свързване. Цифровата верига, аналоговата верига и генериращата шума верига на печатната платка трябва да бъдат разделени, а чувствителната верига трябва първо да бъде пренасочена и пътят на свързване между веригите да бъде елиминиран. По -специално, помислете за линиите за часовник, нулиране и прекъсване, не успоредявайте тези линии с линиите за превключване на висок ток, в противен случай лесно се повреждат от електромагнитни свързващи сигнали, причинявайки неочаквано нулиране или прекъсване. Цялостното оформление трябва да следва следните принципи:

1. Оформление на функционални дялове, аналогова верига и цифрова схема на печатни платки трябва да имат различно пространствено оформление.

2. Според процеса на сигнала на веригата да се подредят функционалните единици на веригата, така че потокът на сигнала да се поддържа в същата посока.

3. Вземете основните компоненти на всяка функционална верига като център, а други компоненти са подредени около него.

4. Съкратете максимално връзката между високочестотните компоненти и се опитайте да намалите параметрите им на разпределение.

5. Лесно нарушените компоненти не трябва да са твърде близо един до друг, входните и изходните компоненти трябва да са далеч.

Как да проектираме сигнала за целостта на печатната платка

Дизайн на окабеляване на печатни платки

Всички сигнални линии трябва да бъдат класифицирани преди окабеляване на печатни платки. На първо място, тактова линия, чувствителна сигнална линия и след това високоскоростна сигнална линия, за да се гарантира, че този вид сигнал през отвора е достатъчен, параметри на разпределение с добри характеристики и след това обща неважна сигнална линия.

Несъвместимите сигнални линии трябва да са далеч една от друга и да не са паралелни, като цифрови и аналогови, високоскоростни и ниски скорости, висок ток и малък ток, високо напрежение и ниско напрежение. Сигналните кабели на различни слоеве трябва да бъдат насочени вертикално един към друг, за да се намали напрежението. Разположението на сигналните линии е най -добре подредено според посоката на потока на сигнала. Изходната сигнална линия на верига не трябва да се връща обратно към зоната на линията на входния сигнал. Високоскоростните сигнални линии трябва да бъдат възможно най-къси, за да се избегне смущението на други сигнални линии. На двойния панел, ако е необходимо, изолационният заземен проводник може да бъде добавен от двете страни на високоскоростната сигнална линия. Всички високоскоростни часовникови линии на многослойната платка трябва да бъдат екранирани според дължината на часовниковите линии.

Общите принципи за окабеляване са:

1. Доколкото е възможно да се избере дизайн на окабеляване с ниска плътност и сигнално окабеляване, доколкото е възможно, дебелината да е съвместима, благоприятстваща съвпадението на импеданса. За RF верига, неразумният дизайн на посоката на сигналната линия, ширината и разстоянието между редовете може да причини кръстосани смущения между линиите за предаване на сигнал.

2. Доколкото е възможно да се избягват съседни входни и изходни проводници и паралелно окабеляване на дълги разстояния. За да се намали кръстосаното взаимодействие на паралелни сигнални линии, разстоянието между сигналните линии може да се увеличи или да се поставят изолационни ленти между сигналните линии.

3. Ширината на линията на печатни платки трябва да бъде еднаква и да не възникне мутация в ширината на линията. Огъването на окабеляването на печатни платки не трябва да използва ъгъл от 90 градуса, трябва да използва дъга или ъгъл от 135 градуса, доколкото е възможно, за да се поддържа непрекъснатостта на импеданса на линията.

4. Минимизирайте площта на текущия цикъл. Външният интензитет на излъчване на токопроводящата верига е пропорционален на тока, преминаващ през него, площта на контура и квадрата на честотата на сигнала. Намаляването на зоната на токовия контур може да намали ЕЛЕКТРОМАГНИТНИТЕ смущения на печатната платка.

5. Доколкото е възможно да се намали дължината на проводника, да се увеличи ширината на проводника, е благоприятно за намаляване на импеданса на проводника.

6. За сигналите за управление на превключвателя, броят на кабелите на SIGNAL PCB, които променят състоянието едновременно, трябва да бъде намален, доколкото е възможно.