PCB Entwerfen Sie eine analoge Hochgeschwindigkeits-Eingangssignal-Routing-Methode

Je breiter die Linienbreite, desto stärker die Entstörungsfähigkeit und desto besser die Signalqualität (der Einfluss des Skin-Effekts). Gleichzeitig muss aber die Anforderung von 50Ω Wellenwiderstand gewährleistet sein. Normale FR4-Platine, die Oberflächenlinienbreite 6MIL-Impedanz beträgt 50 . Dies kann offensichtlich die Anforderungen an die Signalqualität eines analogen Hochgeschwindigkeitseingangs nicht erfüllen, daher verwenden wir im Allgemeinen das Aushöhlen von GND02 und lassen es sich auf die ART03-Schicht beziehen. Auf diese Weise kann das Differenzsignal als 12/10 gezählt werden und die einzelne Leitung kann als 18 MIL gezählt werden. (Beachten Sie, dass die Linienbreite 18 MIL überschreitet und die Verbreiterung dann bedeutungslos ist)

PCB-Design Verfahren und Regeln für das Hochgeschwindigkeits-Routing des analogen Eingangssignals

Die in der Abbildung grün hervorgehobene CLINE bezieht sich auf den Single-Line- und Differential-High-Speed-Analogeingang der ART03-Schicht. Dabei sind einige Details zu beachten:

(1) Der Simulationsteil der TOP-Schicht muss verpackt werden, wie in der obigen Abbildung gezeigt. Es ist zu beachten, dass der Abstand vom Massekupfer zum analogen Eingang CLINE 3W betragen muss, d. h. der AIRGAP vom Kupferrand zu CLINE beträgt die doppelte Linienbreite. Nach einigen elektromagnetischen theoretischen Berechnungen und Simulationen verteilen sich das magnetische und elektrische Feld der Signalleitungen auf der Leiterplatte hauptsächlich im Bereich von 3 W. (Die Rauschinterferenz durch Umgebungssignale ist kleiner oder gleich 1%).

(2) Das GND-Kupfer der positiven Schicht des analogen Bereichs muss auch vom umgebenden digitalen Bereich isoliert werden, dh alle Schichten sind isoliert.

(3) Für das Aushöhlen von GND02 höhlen wir normalerweise diesen gesamten Bereich aus, daher ist die Bedienung relativ einfach und es gibt kein Problem. Aber in Anbetracht der Details oder um es besser zu machen, können wir natürlich nur den analogen Eingangsverdrahtungsteil aushöhlen, genauso wie die TOP-Schicht, den 3W-Bereich. Dies kann die Signalqualität und die Ebenheit der Platine garantieren. Das Verarbeitungsergebnis ist wie folgt:

PCB-Design Verfahren und Regeln für das Hochgeschwindigkeits-Routing des analogen Eingangssignals

Auf diese Weise kann der Rückweg des schnellen analogen Eingangssignals schnell auf die GND02-Schicht umgeleitet werden. Das heißt, der simulierte Masserückweg wird kürzer.

(4) Stanzen Sie unregelmäßig eine große Anzahl von GND-Durchkontaktierungen um das analoge Hochgeschwindigkeitssignal, damit das analoge Signal schnell zurückfließen kann. Es kann auch Geräusche absorbieren.

Regeln für das Routing von analogen Hochgeschwindigkeits-Eingangssignalen für das PCB-Design

Regel 1: Abschirmungsregeln für das Hochgeschwindigkeits-PCB-Signalrouting Beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design muss das Routing wichtiger Hochgeschwindigkeits-Signalleitungen wie Taktgeber abgeschirmt werden. Wenn keine Abschirmung oder nur ein Teil davon vorhanden ist, führt dies zu EMI-Leckagen. Es wird empfohlen, den abgeschirmten Draht mit einem Loch pro 1000 mil zu erden.

PCB-Design Verfahren und Regeln für das Hochgeschwindigkeits-Routing des analogen Eingangssignals

Regel 2: Regeln für das Hochgeschwindigkeits-Signalrouting mit geschlossenem Regelkreis

Aufgrund der zunehmenden Dichte von Leiterplatten neigen viele PCB-LAYOUT-Ingenieure zu Fehlern beim Routing, d. Als Ergebnis einer solchen geschlossenen Schleife wird eine Schleifenantenne erzeugt, die die abgestrahlte Intensität der EMI erhöht.

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Regel 3: Open-Loop-Regeln für das Hochgeschwindigkeits-Signalrouting

Regel 2 erwähnt, dass die geschlossene Schleife von Hochgeschwindigkeitssignalen EMI-Strahlung verursacht, aber die offene Schleife auch EMI-Strahlung verursacht.

Hochgeschwindigkeits-Signalnetzwerke wie Taktsignale, sobald ein Open-Loop-Ergebnis auftritt, wenn die mehrschichtige Leiterplatte geroutet wird, wird eine lineare Antenne erzeugt, die die EMI-Strahlungsintensität erhöht.

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Regel 4: Kontinuitätsregel der charakteristischen Impedanz des Hochgeschwindigkeitssignals

Bei Hochgeschwindigkeitssignalen muss die charakteristische Impedanz beim Umschalten zwischen den Schichten durchgehend sein, da sonst die EMI-Strahlung erhöht wird. Mit anderen Worten, die Breite der Verdrahtung derselben Schicht muss kontinuierlich sein und die Impedanz der Verdrahtung verschiedener Schichten muss kontinuierlich sein.

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Regel 5: Regeln für die Verdrahtungsrichtung für das Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

Die Verdrahtung zwischen zwei benachbarten Schichten muss dem Prinzip der vertikalen Verdrahtung folgen, da es sonst zu Übersprechen zwischen den Leitungen kommt und die EMI-Strahlung erhöht.

Kurz gesagt folgen die benachbarten Verdrahtungsschichten den horizontalen und vertikalen Verdrahtungsrichtungen, und die vertikale Verdrahtung kann das Übersprechen zwischen den Leitungen unterdrücken.

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Regel 6: Topologische Strukturregeln im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

Beim High-Speed-PCB-Design bestimmen die Kontrolle des Wellenwiderstands der Leiterplatte und das Design der topologischen Struktur unter Multi-Last-Bedingungen direkt den Erfolg oder Misserfolg des Produkts.

Die Abbildung zeigt eine Daisy-Chain-Topologie, die im Allgemeinen von Vorteil ist, wenn sie mit wenigen MHz verwendet wird. Es wird empfohlen, im High-Speed-PCB-Design eine sternförmige symmetrische Struktur am Backend zu verwenden.

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Regel 7: Resonanzregel der Spurlänge

Prüfen Sie, ob die Länge der Signalleitung und die Frequenz des Signals Resonanz darstellen, d und Störungen verursachen.