PCB design high-speed analog input signal routing metode

Jo bredere linjebredden er, desto stærkere anti-interferensevne og jo bedre signalkvalitet (påvirkning af hudeffekt). Men samtidig skal kravet om 50Ω karakteristisk impedans garanteres. Normalt FR4-kort, overfladelinjebredden 6MIL impedans er 50Ω. Dette kan naturligvis ikke opfylde signalkvalitetskravene til højhastigheds analog input, så vi bruger generelt udhuling af GND02 og lader det referere til ART03-laget. På denne måde kan differentialsignalet tælles som 12/10, og den enkelte linje kan tælles som 18MIL. (Bemærk, at linjebredden overstiger 18MIL, og så er udvidelse meningsløs)

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Den CLINE, der er fremhævet med grønt i figuren, refererer til ART03-lagets enkeltlinjede og differentielle højhastighedsanaloge input. Mens du gør det, skal nogle detaljer behandles:

(1) Simuleringsdelen af ​​TOP-laget skal pakkes, som vist i figuren ovenfor. Det skal bemærkes, at afstanden fra jordkobberet til den analoge indgang CLINE skal være 3W, det vil sige, at AIRGAP fra kanten af ​​kobberet til CLINE er det dobbelte af linjebredden. Ifølge nogle elektromagnetiske teoretiske beregninger og simuleringer er det magnetiske felt og det elektriske felt af signallinjerne på printkortet hovedsageligt fordelt inden for området 3W. (Støjinterferensen fra omgivende signaler er mindre end eller lig med 1%).

(2) GND-kobberet i det positive lag i det analoge område skal også isoleres fra det omgivende digitale område, det vil sige, at alle lag er isoleret.

(3) Til udhulning af GND02 udhuler vi normalt hele dette område, så operationen er relativt enkel, og der er intet problem. Men i betragtning af detaljerne eller for at gøre det bedre, kan vi kun udhule den analoge input-ledningsdel, selvfølgelig, det samme som TOP-laget, 3W-området. Dette kan garantere signalkvaliteten og pladens planhed. Behandlingsresultatet er som følger:

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

På denne måde kan returvejen for det højhastigheds-analoge inputsignal hurtigt omformes på GND02-laget. Det vil sige, at den simulerede jordreturvej bliver kortere.

(4) Slå et stort antal GND-via’er uregelmæssigt rundt om det analoge højhastighedssignal for at få det analoge signal til at flyde hurtigt tilbage. Det kan også absorbere støj.

PCB design high-speed analog input signal routing regler

Regel 1: Regler for afskærmning af højhastigheds-PCB-signalrouting I højhastigheds-PCB-design skal routingen af ​​vigtige højhastighedssignallinjer, såsom ure, afskærmes. Hvis der ikke er noget skjold eller kun en del af det, vil det forårsage EMI-lækage. Det anbefales, at den afskærmede ledning jordes med et hul pr. 1000 mil.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 2: High-speed signal routing closed-loop regler

På grund af den stigende tæthed af PCB-kort er mange PCB LAYOUT-ingeniører tilbøjelige til at lave en fejl i processen med routing, det vil sige højhastighedssignalnetværk såsom clock-signaler, som producerer lukkede sløjfe-resultater, når de dirigerer flerlags PCB’er. Som et resultat af en sådan lukket sløjfe vil der blive produceret en sløjfeantenne, som vil øge den udstrålede intensitet af EMI.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 3: Højhastighedssignalrouting åben sløjfe-regler

Regel 2 nævner, at den lukkede sløjfe af højhastighedssignaler vil forårsage EMI-stråling, men den åbne sløjfe vil også forårsage EMI-stråling.

Højhastighedssignalnetværk såsom clock-signaler, når der først opstår et åbent sløjfe-resultat, når flerlags PCB’et dirigeres, vil der blive produceret en lineær antenne, som øger EMI-strålingsintensiteten.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 4: Karakteristisk impedanskontinuitetsregel for højhastighedssignal

For højhastighedssignaler skal den karakteristiske impedans være kontinuitet ved skift mellem lag, ellers vil det øge EMI-strålingen. Med andre ord skal bredden af ​​ledningerne i det samme lag være kontinuerlige, og impedansen af ​​ledningerne i forskellige lag skal være kontinuerlige.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 5: Regler for ledningsretning for højhastigheds PCB-design

Ledningerne mellem to tilstødende lag skal følge princippet om vertikale ledninger, ellers vil det forårsage krydstale mellem linjerne og øge EMI-stråling.

Kort sagt følger de tilstødende ledningslag de vandrette og lodrette ledningsretninger, og de lodrette ledninger kan undertrykke krydstale mellem linjerne.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 6: Topologiske strukturregler i højhastigheds PCB-design

I højhastigheds-PCB-design bestemmer styringen af ​​den karakteristiske impedans af printkortet og designet af den topologiske struktur under multi-belastningsforhold direkte produktets succes eller fiasko.

Figuren viser en daisy chain topologi, som generelt er fordelagtig, når den bruges i nogle få Mhz. Det anbefales at bruge en stjerneformet symmetrisk struktur på bagenden i højhastigheds PCB-design.

PCB design højhastigheds analog input signal routing metode og regler

Regel 7: Resonansregel for sporlængde

Kontroller, om længden af ​​signallinjen og frekvensen af ​​signalet udgør resonans, det vil sige, når længden af ​​ledningerne er et heltal af signalbølgelængden 1/4, vil ledningerne give resonans, og resonansen vil udstråle elektromagnetiske bølger og forårsage interferens.