Wrth ddylunio Bwrdd PCB, gyda’r cynnydd cyflym mewn amlder, bydd llawer o ymyrraeth sy’n wahanol i fwrdd PCB amledd isel. Ar ben hynny, gyda’r amlder cynyddol a’r gwrthddywediad rhwng miniaturization a chost isel bwrdd PCB, bydd yr ymyrraeth hon yn dod yn fwy a mwy cymhleth.

Yn yr ymchwil wirioneddol, gallwn ddod i’r casgliad bod pedair agwedd ar ymyrraeth yn bennaf, gan gynnwys sŵn cyflenwad pŵer, ymyrraeth llinell drosglwyddo, cyplu ac ymyrraeth electromagnetig (EMI). Trwy ddadansoddi problemau ymyrraeth amrywiol PCB amledd uchel a chyfuno ag ymarfer mewn gwaith, cyflwynir atebion effeithiol.

Yn gyntaf, sŵn cyflenwad pŵer

Yn y gylched amledd uchel, mae sŵn y cyflenwad pŵer yn cael dylanwad amlwg ar y signal amledd uchel. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Mae lloriau glân yr un mor bwysig â thrydan glân. Pam? Dangosir y nodweddion pŵer yn Ffigur 1. Yn amlwg, mae gan y cyflenwad pŵer rwystriant penodol, a dosbarthir y rhwystriant dros y cyflenwad pŵer cyfan, felly, bydd y sŵn yn cael ei ychwanegu at y cyflenwad pŵer.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Wrth ddylunio cylched hf, mae’n llawer gwell dylunio’r cyflenwad pŵer fel haen nag fel bws yn y rhan fwyaf o achosion, fel y gall y ddolen ddilyn llwybr y rhwystriant lleiaf posibl.

Yn ogystal, rhaid i’r bwrdd pŵer ddarparu dolen signal ar gyfer yr holl signalau a gynhyrchir ac a dderbynnir ar y PCB. Mae hyn yn lleihau’r ddolen signal ac felly’n lleihau sŵn, sy’n aml yn cael ei anwybyddu gan ddylunwyr cylched amledd isel.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Ffigur 1: Nodweddion pŵer

Mae sawl ffordd o ddileu sŵn pŵer wrth ddylunio PCB:

1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. Os yw agoriad yr haen cyflenwad pŵer yn rhy fawr, mae’n sicr o effeithio ar y ddolen signal, gorfodir y signal i osgoi, mae’r ardal dolen yn cynyddu, ac mae’r sŵn yn cynyddu. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. Gweler Ffigur 2.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Ffigur 2: Llwybr cyffredin dolen signal ffordd osgoi

2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.

3. Cyflenwad pŵer analog a digidol i’w wahanu: mae dyfeisiau amledd uchel yn sensitif iawn i sŵn digidol yn gyffredinol, felly dylai’r ddau gael eu gwahanu, eu cysylltu gyda’i gilydd wrth fynedfa’r cyflenwad pŵer, os yw’r signal ar draws rhannau analog a digidol y geiriau, gellir eu rhoi yn y signal ar draws dolen i leihau arwynebedd y ddolen. Dangosir y rhychwant digidol-analog a ddefnyddir ar gyfer y ddolen signal yn Ffigur 3.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Figure 3: Digital – analog span for signal loop

4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.

5. Isolate sensitive components: such as PLL.

6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Ffigur 4: Rhowch y llinyn pŵer wrth ochr y llinell signal

Two, transmission line

Dim ond dwy linell drosglwyddo bosibl sydd mewn PCB:

Y broblem fwyaf o linell ruban a llinell microdon yw myfyrio. Bydd myfyrio yn achosi llawer o broblemau. Er enghraifft, y signal llwyth fydd arosodiad y signal gwreiddiol a’r signal adleisio, a fydd yn cynyddu anhawster dadansoddi signal. Mae myfyrio yn achosi colled dychwelyd (colli dychwelyd), sy’n effeithio ar y signal cyn waethed ag ymyrraeth sŵn ychwanegyn:

1. Bydd y signal a adlewyrchir yn ôl i ffynhonnell y signal yn cynyddu sŵn y system, gan ei gwneud yn anoddach i’r derbynnydd wahaniaethu sŵn o’r signal;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:

(a) Osgoi diffyg parhad rhwystriant llinellau trawsyrru. Pwynt rhwystriant amharhaol yw pwynt treiglo llinell drosglwyddo, fel cornel syth, trwy dwll, ac ati, dylid ei osgoi cyn belled ag y bo modd. Dulliau: Er mwyn osgoi corneli syth o’r llinell, cyn belled ag y bo modd i fynd 45 ° Angle neu arc, gall Angle mawr hefyd fod; Defnyddiwch gyn lleied â phosibl o dyllau trwy dyllau, oherwydd mae pob twll trwodd yn ddiffyg parhad rhwystriant, fel y dangosir yn FIG. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Oherwydd bod unrhyw linell pentwr yn ffynhonnell sŵn. Os yw’r llinell bentwr yn fyr, gellir ei chysylltu ar ddiwedd y llinell drosglwyddo; Os yw’r llinell bentwr yn hir, bydd yn cymryd y brif linell drosglwyddo fel y ffynhonnell ac yn cynhyrchu adlewyrchiad gwych, a fydd yn cymhlethu’r broblem. Argymhellir peidio â’i ddefnyddio.

Yn drydydd, y cyplu

1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Ffigur 6: Cyplysu rhwystriant cyffredin

In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.

2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.

If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.

3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. Mae’r cyplydd hwn yn cael ei leihau’n fawr, felly gellir troi’r ddwy wifren gyda’i gilydd i leihau ymyrraeth.

4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.

The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. Mae maint y crosstalk anwythol yn dibynnu ar agosrwydd y ddwy ddolen, maint yr ardal ddolen, a rhwystriant y llwyth yr effeithir arno.

5. Cyplu cebl pŵer: Mae ymyrraeth electromagnetig yn ymyrryd â’r ceblau pŵer ac neu DC

Trosglwyddo i ddyfeisiau eraill.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Mae’r ddau fath o grosstalk yn cynyddu gyda chynnydd y rhwystriant llwyth, felly dylid terfynu’r llinellau signal sy’n sensitif i ymyrraeth a achosir gan crosstalk yn iawn.

2. Gwneud y mwyaf o’r pellter rhwng llinellau signal i leihau crosstalk capacitive yn effeithiol. Rheoli’r ddaear, bylchau rhwng gwifrau (megis llinellau signal gweithredol a llinellau daear i’w hynysu, yn enwedig yn y cyflwr naid rhwng y llinell signal a’r ddaear i’r egwyl) a lleihau anwythiad plwm.

3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.

4. Ar gyfer crosstalk synhwyrol, dylid lleihau’r ardal dolen, ac os caniateir hynny, dylid dileu’r ddolen.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Rhowch sylw i gyfanrwydd signal: dylai’r dylunydd weithredu pennau yn y broses weldio i ddatrys cywirdeb signal. Gall dylunwyr sy’n defnyddio’r dull hwn ganolbwyntio ar hyd microstrip y ffoil copr cysgodol er mwyn sicrhau perfformiad da o ran cywirdeb signal. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.

Four, electromagnetic interference

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

Mae sawl ffordd o ddileu ymyrraeth electromagnetig wrth ddylunio PCB:

1. Lleihau dolenni: Mae pob dolen yn cyfateb i antena, felly mae angen i ni leihau nifer y dolenni, arwynebedd y dolenni ac effaith antena dolenni. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.

2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.

Mae dyluniad PCB amledd uchel yn digwydd datrysiadau ymyrraeth

Ffigur 7: Mathau hidlo

3. The shielding. O ganlyniad i hyd y rhifyn ynghyd â llawer o drafodaeth yn cysgodi erthyglau, nid ydynt yn gyflwyniad penodol mwyach.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. Cynyddu cysonyn dielectrig bwrdd PCB, a all atal y rhannau amledd uchel fel llinell drosglwyddo ger y bwrdd rhag pelydru tuag allan; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.

At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:

1. Unification and stability of power supply and ground.

2. Gall gwifrau a ystyrir yn ofalus a therfyniadau cywir ddileu adlewyrchiadau.

3. Gall gwifrau a ystyrir yn ofalus a therfyniadau cywir leihau crosstalk capacitive ac anwythol.

4. Mae angen atal sŵn i fodloni gofynion EMC.