PCB dizajn metode usmjeravanja analognog ulaznog signala velike brzine

Što je širina linije šira, to je jača sposobnost protiv smetnji i bolji je kvalitet signala (utjecaj skin efekta). Ali u isto vrijeme, zahtjev za karakterističnom impedansom od 50Ω mora biti zagarantovan. Normalna FR4 ploča, širina površinske linije 6MIL impedansa je 50Ω. Ovo očigledno ne može zadovoljiti zahtjeve za kvalitet signala za analogni ulaz velike brzine, tako da općenito koristimo izdubljenje GND02 i dopuštamo da se odnosi na ART03 sloj. Na ovaj način, diferencijalni signal se može računati kao 12/10, a pojedinačna linija može se računati kao 18MIL. (Imajte na umu da širina linije prelazi 18MIL i da je proširenje besmisleno)

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

CLINE označen zelenom bojom na slici odnosi se na jednolinijski i diferencijalni brzi analogni ulaz sloja ART03. Pri tome se moraju pozabaviti nekim detaljima:

(1) Simulacijski dio TOP sloja treba biti upakovan, kao što je prikazano na gornjoj slici. Treba napomenuti da udaljenost od uzemljenog bakra do analognog ulaza CLINE treba biti 3W, odnosno AIRGAP od ruba bakra do CLINE je dvostruko veći od širine linije. Prema nekim elektromagnetnim teorijskim proračunima i simulacijama, magnetsko polje i električno polje signalnih linija na PCB-u uglavnom su raspoređeni u rasponu od 3W. (Smetnja šuma od okolnih signala je manja ili jednaka 1%).

(2) GND bakar pozitivnog sloja analognog područja također treba biti izoliran od okolnog digitalnog područja, odnosno svi slojevi su izolovani.

(3) Za izdubljivanje GND02 obično izdubimo sve ovo područje, tako da je operacija relativno jednostavna i nema problema. Ali s obzirom na detalje ili da bismo bili bolji, možemo samo izdubiti dio ožičenja analognog ulaza, naravno, isto kao i TOP sloj, područje od 3W. Ovo može garantovati kvalitet signala i ravnost ploče. Rezultat obrade je sljedeći:

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Na ovaj način, povratna putanja analognog ulaznog signala velike brzine može se brzo reflowirati na sloju GND02. To jest, simulirani put povratka tla postaje kraći.

(4) Nepravilno probijajte veliki broj GND spojeva oko analognog signala velike brzine kako biste brzo povratili analogni signal. Takođe može da apsorbuje buku.

Pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine za dizajn PCB-a

Pravilo 1: Pravila zaštite za usmjeravanje signala velike brzine PCB-a U dizajnu PCB-a velike brzine, usmjeravanje ključnih brzih signalnih linija, kao što su satovi, mora biti zaštićeno. Ako nema štita ili je samo njegov dio, to će uzrokovati curenje EMI. Preporučuje se da se oklopljena žica uzemlji sa rupom na 1000 mil.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 2: Pravila zatvorene petlje za usmjeravanje signala velike brzine

Zbog sve veće gustine PCB ploča, mnogi inženjeri PCB LAYOUT-a skloni su greškama u procesu rutiranja, odnosno mrežama velikih brzina signala kao što su takt signali, koji daju rezultate zatvorene petlje pri rutiranju višeslojnih PCB-a. Kao rezultat takve zatvorene petlje, proizvest će se petljasta antena koja će povećati intenzitet zračenja EMI.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 3: Pravila otvorene petlje za usmjeravanje signala velike brzine

Pravilo 2 spominje da će zatvorena petlja brzih signala uzrokovati EMI zračenje, ali će otvorena petlja također uzrokovati EMI zračenje.

Mreže signala velike brzine kao što su taktni signali, kada se pojavi rezultat otvorene petlje kada se višeslojni PCB usmjeri, proizvodiće se linearna antena, koja povećava intenzitet EMI zračenja.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 4: Pravilo kontinuiteta karakteristične impedanse za signal velike brzine

Za signale velike brzine, karakteristična impedansa mora biti kontinuitet prilikom prebacivanja između slojeva, inače će povećati EMI zračenje. Drugim riječima, širina ožičenja istog sloja mora biti kontinuirana, a impedansa ožičenja različitih slojeva mora biti kontinuirana.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 5: Pravila pravca ožičenja za dizajn PCB-a velike brzine

Ožičenje između dva susjedna sloja mora slijediti princip vertikalnog ožičenja, inače će uzrokovati preslušavanje između vodova i povećati EMI zračenje.

Ukratko, susjedni slojevi ožičenja slijede horizontalni i vertikalni smjer ožičenja, a vertikalno ožičenje može potisnuti preslušavanje između vodova.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 6: Pravila topološke strukture u dizajnu PCB-a velike brzine

U dizajnu PCB-a velike brzine, kontrola karakteristične impedanse ploče i dizajn topološke strukture u uvjetima višestrukog opterećenja direktno određuju uspjeh ili neuspjeh proizvoda.

Slika prikazuje lančanu topologiju koja je općenito korisna kada se koristi u nekoliko Mhz. Preporučuje se upotreba simetrične strukture u obliku zvijezde na stražnjoj strani u dizajnu PCB-a velike brzine.

Metoda i pravila za usmjeravanje analognog ulaznog signala velike brzine

Pravilo 7: Rezonantno pravilo dužine traga

Proverite da li dužina signalne linije i frekvencija signala predstavljaju rezonanciju, odnosno, kada je dužina ožičenja celobrojni višekratnik talasne dužine signala 1/4, ožičenje će rezonirati, a rezonancija će zračiti elektromagnetne talase i izazivaju smetnje.