PCB diseño de método de enrutamiento de señal de entrada analógica de alta velocidad

Cuanto mayor sea el ancho de la línea, mayor será la capacidad antiinterferente y mejor será la calidad de la señal (la influencia del efecto de piel). Pero al mismo tiempo, debe garantizarse el requisito de impedancia característica de 50 Ω. Placa FR4 normal, la impedancia de 6MIL de ancho de línea de superficie es 50Ω. Obviamente, esto no puede cumplir con los requisitos de calidad de la señal de la entrada analógica de alta velocidad, por lo que generalmente usamos GND02 ahuecado y dejamos que se refiera a la capa ART03. De esta manera, la señal diferencial se puede contar como 12/10 y la línea única se puede contar como 18MIL. (Tenga en cuenta que el ancho de la línea excede 18MIL y luego el ensanchamiento no tiene sentido)

Diseño de PCB método y reglas de enrutamiento de señal de entrada analógica de alta velocidad

El CLINE resaltado en verde en la figura se refiere a la entrada analógica de una línea y diferencial de alta velocidad de la capa ART03. Al hacerlo, se deben abordar algunos detalles:

(1) La parte de simulación de la capa SUPERIOR debe empaquetarse, como se muestra en la figura anterior. Cabe señalar que la distancia desde el cobre de tierra a la entrada analógica CLINE debe ser de 3 W, es decir, el AIRGAP desde el borde del cobre hasta CLINE es el doble del ancho de línea. De acuerdo con algunos cálculos y simulaciones teóricos electromagnéticos, el campo magnético y el campo eléctrico de las líneas de señal en la PCB se distribuyen principalmente dentro del rango de 3W. (La interferencia de ruido de las señales circundantes es menor o igual al 1%).

(2) The GND copper of the positive layer of the analog area also needs to be isolated from the surrounding digital area, that is, all layers are isolated.

(3) Para el vaciado de GND02, normalmente ahuecamos toda esta área, por lo que la operación es relativamente simple y no hay ningún problema. Pero considerando los detalles o para hacerlo mejor, solo podemos vaciar la parte del cableado de entrada analógica, por supuesto, lo mismo que la capa SUPERIOR, el área de 3W. Esto puede garantizar la calidad de la señal y la planitud de la placa. El resultado del procesamiento es el siguiente:

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In this way, the return path of the high-speed analog input signal can be quickly reflowed on the GND02 layer. That is, the simulated ground return path becomes shorter.

(4) Perfore irregularmente una gran cantidad de vías GND alrededor de la señal analógica de alta velocidad para hacer que la señal analógica fluya de regreso rápidamente. También puede absorber ruido.

Reglas de enrutamiento de señal de entrada analógica de alta velocidad de diseño de PCB

Rule 1: High-speed PCB signal routing shielding rules In high-speed PCB design, the routing of key high-speed signal lines such as clocks needs to be shielded. If there is no shield or only part of it, it will cause EMI leakage. It is recommended that the shielded wire be grounded with a hole per 1000 mil.

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Regla 2: Reglas de circuito cerrado de enrutamiento de señales de alta velocidad

Debido a la creciente densidad de las placas de PCB, muchos ingenieros de DISEÑO de PCB son propensos a cometer errores en el proceso de enrutamiento, es decir, en las redes de señales de alta velocidad, como las señales de reloj, que producen resultados de bucle cerrado al enrutar PCB de varias capas. Como resultado de un circuito cerrado de este tipo, se producirá una antena de cuadro, que aumentará la intensidad radiada de EMI.

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Rule 3: High-speed signal routing open loop rules

La regla 2 menciona que el circuito cerrado de señales de alta velocidad provocará radiación EMI, pero el circuito abierto también provocará radiación EMI.

Las redes de señales de alta velocidad, como las señales de reloj, una vez que se produce un resultado de bucle abierto cuando se enruta la PCB multicapa, se producirá una antena lineal, lo que aumenta la intensidad de la radiación EMI.

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Regla 4: Regla de continuidad de impedancia característica de la señal de alta velocidad

For high-speed signals, the characteristic impedance must be continuity when switching between layers, otherwise it will increase EMI radiation. In other words, the width of the wiring of the same layer must be continuous, and the impedance of the wiring of different layers must be continuous.

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Rule 5: Wiring direction rules for high-speed PCB design

The wiring between two adjacent layers must follow the principle of vertical wiring, otherwise it will cause crosstalk between the lines and increase EMI radiation.

In short, the adjacent wiring layers follow the horizontal and vertical wiring directions, and the vertical wiring can suppress the crosstalk between the lines.

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Rule 6: Topological structure rules in high-speed PCB design

En el diseño de PCB de alta velocidad, el control de la impedancia característica de la placa de circuito y el diseño de la estructura topológica en condiciones de carga múltiple determinan directamente el éxito o el fracaso del producto.

La figura muestra una topología en cadena, que generalmente es beneficiosa cuando se usa en unos pocos Mhz. Se recomienda utilizar una estructura simétrica en forma de estrella en la parte posterior en el diseño de PCB de alta velocidad.

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Regla 7: regla de resonancia de la longitud de la traza

Compruebe si la longitud de la línea de señal y la frecuencia de la señal constituyen resonancia, es decir, cuando la longitud del cableado es un múltiplo entero de la longitud de onda de la señal 1/4, el cableado resonará y la resonancia irradiará ondas electromagnéticas y causar interferencia.