Cumu evità l’effettu di linea di trasmissione in PCB ad alta velocità cuncezzione

1. Metodi per suppressione interferenze elettromagnetiche

Una bona soluzione à u prublema di integrità di u signale migliurà a cumpatibilità elettromagnetica (EMC) di u cartulare PCB. Unu di i più impurtanti hè di assicurà chì a scheda PCB abbia una bona messa à terra. Un stratu di signale cù un stratu di terra hè un metudu assai efficace per u cuncepimentu cumplessu. Inoltre, minimizà a densità di u segnale di u stratu più esterno di u circuitu hè ancu un bonu modu per riduce a radiazione elettromagnetica. Stu metudu pò esse uttenutu aduprendu a tecnulugia di “area di superficie” cuncepimentu di PCB “build-up”. U stratu di superficie hè ottenutu aghjunghjendu una cumminazione di strati isolanti sottili è micropori aduprati per penetrà questi strati nantu à un PCB di prucessu generale. A resistenza è a capacità ponu esse sepolte sottu à a superficia, è a densità lineare per unità di area hè guasi radduppiata, riducendu cusì u vulume di u PCB. A riduzzione di l’area PCB hà un impattu tamantu annantu à a topulugia di u routing, chì significa chì u ciclu attuale hè riduttu, a lunghezza di u routing di u ramu hè ridutta, è a radiazione elettromagnetica hè apprussimativamente proporzionale à l’area di u loop attuale; 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. I circuiti di circuitu integratu rapidu à alta frequenza d’urariu cumunemente aduprati oghje sò ancu più problematichi. Ci hè alcuni principii basi per risolve stu prublema: se i circuiti CMOS o TTL sò aduprati per a cuncezzione, a frequenza operativa hè menu di 10 MHz, è a lunghezza di u cablu ùn deve esse più grande di 7 pollici. 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. A lunghezza massima di cablaggio per i chip GaAs deve esse 0.3 pollici. S’ellu si supera, ci hè un prublema di linea di trasmissione.

3. Pianificate currettamente a topulugia di u cablu

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. A topulugia di u cablu si riferisce à a sequenza di cablaggio è a struttura di un cavu di rete. Quandu sò aduprati dispositivi logichi à grande velocità, u signale cù i bordi chì cambianu rapidamente serà distortu da i rami di u fustu di u signale à menu chì a lunghezza di u ramu sia tenuta assai corta. In generale, u routing PCB adopra duie topulugie di basa, vale à dì u routing Daisy Chain è a distribuzione Star.

Per u filu di a catena da margherita, u filu parte da a fine di u cunduttore è ghjunghje à ogni estremità di ricezione in turnu. Se una resistenza di serie hè aduprata per cambià e caratteristiche di u signale, a posizione di a resistenza di serie deve esse vicinu à a fine di guida. U cablaggio in catena Daisy hè u megliu per cuntrullà l’alta interferenza armonica di u cablaggio. Tuttavia, stu tipu di cablaggio hà u più bassu tassu di trasmissione è ùn hè micca faciule da passà 100%. In u cuncepimentu attuale, vulemu fà chì a lunghezza di u ramu in u cablu di a catena Daisy sia u più breve pussibule, è u valore di lunghezza sicura deve esse: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Per esempiu, i rami finiscenu in i circuiti TTL ad alta velocità duveranu esse menu di 1.5 pollici di lunghezza. Sta topulugia occupa menu spaziu di filu è pò esse terminata da una sola resistenza chì currisponde. Tuttavia, sta struttura di cablaggio rende u segnale chì riceve à un ricevitore di segnale diversu ùn hè micca sincrunu.

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. Aduprà u cableru automaticu hè u megliu modu per cumplettà u cablaggio stellatu. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Questa pò esse fatta manualmente o attraversu strumenti CAD per calculà i valori di impedanza caratteristica è i valori di resistenza di corrispondenza di u terminale.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. A prima opzione hè u terminal di match RC. I terminali currispondenti RC ponu riduce u cunsumu d’energia, ma ponu esse aduprati solu quandu u funziunamentu di u signale hè relativamente stabile. Stu metudu hè più adattu per a trasformazione di corrispondenza di u segnale di a linea di l’ore. U svantaghju hè chì a capacità in u terminale currispundente RC pò influenzà a forma è a velocità di propagazione di u signale.

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. U terminale di cunnessione di resistenza di serie hà ancu u vantaghju di riduce u numeru di dispositivi aduprati nantu à u bordu è a densità di e cunnessioni.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. U so vantaghju hè chì ùn tirerà micca u signale, è pò esse assai bonu per evità u rumu. Tipicamente adupratu per i segnali d’entrata TTL (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.

In modu di montaggio verticale, a resistenza hà un pernu di montaggio cortu, chì riduce a resistenza termica trà a resistenza è u circuitu è ​​rende u calore di resistenza più facilmente emessu in l’aria. Ma una installazione verticale più longa aumenterà l’induttanza di a resistenza. A stallazione orizzontale hà una induttanza più bassa per via di una installazione più bassa. 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. Altre tecnulugie applicabili

Per riduce u soprappiù di tensione transitoria nantu à l’alimentazione IC, u condensatore di disaccoppiamento deve esse aghjuntu à u chip IC. Questu elimina efficacemente l’impattu di e bavure nantu à l’alimentazione elettrica è riduce a radiazione da u ciclu di putenza nantu à a tavula stampata.

L’effettu di lisciuatura di u burr hè u megliu quandu u condensatore di disaccoppiamentu hè cunnessu direttamente à a gamba di l’alimentazione di u circuitu integratu piuttostu chè à u stratu di alimentazione. Hè per quessa chì alcuni dispositivi anu condensatori di disaccoppiamento in i so socket, mentre altri richiedenu a distanza trà u condensatore di disaccoppiamento è u dispositivu per esse abbastanza chjucu.

Tutti i dispositivi à alta velocità è à alta cunsumazione d’energia devenu esse piazzati inseme u più pussibule per riduce a trascurazione transitoria di a tensione di l’alimentazione.

Senza un stratu di putenza, e lunghe linee elettriche formanu un ciclu trà u signale è u ciclu, servendu da fonte di radiazione è circuitu induttivu.

U cablaggio chì forma un ciclu chì ùn passa per u stessu cavu di rete o altru cablaghju hè chjamatu ciclu apertu. Se u ciclu passa per u stessu cavu di rete, altre rotte formanu un ciclu chjosu. In i dui casi, l’effettu di l’antenna (antenna di linea è antenna di anellu) pò accade.