PCB navrhnout metodu vysokorychlostního směrování analogového vstupního signálu

Čím širší je šířka čáry, tím silnější je schopnost proti rušení a tím lepší je kvalita signálu (vliv skinefektu). Zároveň ale musí být zaručen požadavek na charakteristickou impedanci 50Ω. Normální deska FR4, impedance povrchové čáry 6MIL je 50Ω. To samozřejmě nemůže splnit požadavky na kvalitu signálu vysokorychlostního analogového vstupu, takže obecně používáme vyhloubení GND02 a necháme to odkazovat na vrstvu ART03. Tímto způsobem lze diferenciální signál počítat jako 12/10 a jeden řádek lze počítat jako 18MIL. (Všimněte si, že šířka čáry přesahuje 18 MIL a pak rozšíření nemá smysl)

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Zeleně zvýrazněný CLINE na obrázku odkazuje na jednolinkový a diferenciální vysokorychlostní analogový vstup vrstvy ART03. Přitom je třeba se vypořádat s některými detaily:

(1) Simulační část vrstvy TOP je třeba zabalit, jak je znázorněno na obrázku výše. Je třeba poznamenat, že vzdálenost od uzemněné mědi k analogovému vstupu CLINE musí být 3 W, to znamená, že AIRGAP od okraje mědi k CLINE je dvojnásobkem šířky vedení. Podle některých teoretických elektromagnetických výpočtů a simulací je magnetické pole a elektrické pole signálových vedení na DPS distribuováno převážně v rozsahu 3W. (Rušení šumu okolními signály je menší nebo rovné 1 %).

(2) Měď GND kladné vrstvy analogové oblasti musí být také izolována od okolní digitální oblasti, to znamená, že všechny vrstvy jsou izolované.

(3) Pro vyhloubení GND02 obvykle vyhloubíme celou tuto oblast, takže operace je relativně jednoduchá a není problém. Ale s ohledem na detaily nebo abychom to udělali lépe, můžeme vyhloubit pouze část analogového vstupu, samozřejmě stejnou jako TOP vrstva, oblast 3W. To může zaručit kvalitu signálu a rovinnost desky. Výsledek zpracování je následující:

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Tímto způsobem může být zpětná cesta vysokorychlostního analogového vstupního signálu rychle přetočena na vrstvu GND02. To znamená, že simulovaná dráha návratu země se zkrátí.

(4) Nepravidelně děrujte velký počet průchodů GND kolem vysokorychlostního analogového signálu, aby analogový signál rychle tekl zpět. Dokáže také pohltit hluk.

Pravidla směrování vysokorychlostního analogového vstupního signálu pro návrh PCB

Pravidlo 1: Pravidla stínění vysokorychlostního signálového vedení PCB Při návrhu vysokorychlostního PCB musí být vedení klíčových vysokorychlostních signálových vedení, jako jsou hodiny, stíněno. Pokud není stínění nebo je pouze jeho část, způsobí to únik EMI. Doporučuje se, aby byl stíněný vodič uzemněn otvorem na 1000 mil.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 2: Pravidla pro směrování vysokorychlostního signálu v uzavřené smyčce

Kvůli zvyšující se hustotě desek plošných spojů je mnoho techniků rozvržení plošných spojů náchylných k chybám v procesu směrování, tedy vysokorychlostních signálových sítí, jako jsou hodinové signály, které při směrování vícevrstvých plošných spojů vytvářejí výsledky s uzavřenou smyčkou. V důsledku takto uzavřené smyčky vznikne smyčková anténa, která zvýší vyzařovanou intenzitu EMI.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 3: Pravidla pro směrování vysokorychlostního signálu v otevřené smyčce

Pravidlo 2 uvádí, že uzavřená smyčka vysokorychlostních signálů způsobí EMI záření, ale otevřená smyčka také způsobí EMI záření.

Vysokorychlostní signálové sítě, jako jsou hodinové signály, jakmile dojde k výsledku s otevřenou smyčkou při směrování vícevrstvé desky plošných spojů, vytvoří se lineární anténa, která zvýší intenzitu záření EMI.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 4: Charakteristické pravidlo kontinuity impedance vysokorychlostního signálu

U vysokorychlostních signálů musí být charakteristická impedance kontinuita při přepínání mezi vrstvami, jinak dojde ke zvýšení EMI záření. Jinými slovy, šířka vedení stejné vrstvy musí být spojitá a impedance vedení různých vrstev musí být spojitá.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 5: Pravidla pro směr zapojení pro návrh vysokorychlostní desky plošných spojů

Zapojení mezi dvěma sousedními vrstvami musí dodržovat princip svislého vedení, jinak způsobí přeslechy mezi vedeními a zvýší EMI vyzařování.

Stručně řečeno, sousední vrstvy vedení sledují horizontální a vertikální směry vedení a vertikální vedení může potlačit přeslechy mezi vedeními.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 6: Pravidla topologické struktury při návrhu vysokorychlostních DPS

Při návrhu vysokorychlostního PCB řízení charakteristické impedance desky plošných spojů a návrh topologické struktury za podmínek vícenásobného zatížení přímo určují úspěch nebo selhání produktu.

Obrázek ukazuje topologii řetězce, která je obecně výhodná při použití v několika Mhz. Doporučuje se použít hvězdicovou symetrickou strukturu na zadní straně ve vysokorychlostním provedení PCB.

Metoda a pravidla pro návrh PCB vysokorychlostního analogového vstupního signálu

Pravidlo 7: Pravidlo rezonance délky stopy

Zkontrolujte, zda délka signálového vedení a frekvence signálu tvoří rezonanci, to znamená, že když je délka vedení celočíselným násobkem vlnové délky signálu 1/4, vedení bude rezonovat a rezonance bude vyzařovat elektromagnetické vlny. a způsobit rušení.