PCB kavandada kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod

Mida laiem on joone laius, seda tugevam on häiretevastane võime ja seda parem on signaali kvaliteet (nahaefekti mõju). Kuid samal ajal peab olema tagatud 50Ω iseloomuliku impedantsi nõue. Tavaline FR4 plaat, pinnajoone laius 6MIL impedants on 50Ω. Ilmselgelt ei saa see vastata kiire analoogsisendi signaalikvaliteedi nõuetele, seega kasutame üldiselt GND02 õõnestamist ja laseme sellel viidata ART03 kihti. Sel viisil saab diferentsiaalsignaali lugeda 12/10-ks ja üksikut rida 18MIL-iks. (Pange tähele, et joone laius ületab 18MIL ja siis on laiendamine mõttetu)

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Joonisel rohelisega esile tõstetud CLINE viitab kihi ART03 üherealisele ja diferentsiaalsele kiirele analoogsisendile. Seda tehes tuleb käsitleda mõningaid üksikasju:

(1) TOP-kihi simulatsiooniosa tuleb pakendada, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Tuleb märkida, et kaugus maandusvasest analoogsisendini CLINE peab olema 3W, see tähendab, et AIRGAP vase servast CLINE-i on kaks korda suurem kui liini laius. Mõnede elektromagnetiteoreetiliste arvutuste ja simulatsioonide kohaselt on PCB-l olevate signaaliliinide magnetväli ja elektriväli jaotunud peamiselt 3W piires. (Ümbritsevate signaalide mürahäired on 1% või vähem).

(2) Analoogala positiivse kihi GND vask tuleb isoleerida ka ümbritsevast digitaalalast, st kõik kihid on isoleeritud.

(3) GND02 õõnestamiseks õõnestame tavaliselt kogu selle ala, nii et toiming on suhteliselt lihtne ja probleemi pole. Aga detaile arvestades või paremaks tegemiseks saame õõnsaks teha ainult analoogsisendi juhtmestiku, muidugi sama, mis TOP kiht ehk 3W ala. See võib tagada signaali kvaliteedi ja plaadi tasasuse. Töötlemise tulemus on järgmine:

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Sel viisil saab kiire analoogsisendsignaali tagasivoolutee kiiresti GND02 kihil uuesti voolata. See tähendab, et simuleeritud maapealne tagasitee muutub lühemaks.

(4) Lülitage ebaregulaarselt suur hulk GND-viide ümber kiire analoogsignaali, et panna analoogsignaal kiiresti tagasi voolama. See võib ka müra neelata.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise reeglid

Reegel 1: Kiire PCB signaali marsruutimise varjestuse reeglid Kiire PCB projekteerimisel tuleb peamiste kiirete signaaliliinide, nagu kellad, marsruutimine varjestada. Kui kilp puudub või ainult osa sellest, põhjustab see EMI lekke. Varjestatud traat on soovitatav maandada avaga 1000 miili kohta.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 2: Kiirsignaali suunamise suletud ahela reeglid

PCB-plaatide tiheduse suurenemise tõttu on paljud PCB LAYOUT insenerid altid eksimisele marsruutimise protsessis, st kiiretes signaalivõrkudes (nt kellasignaalid), mis annavad mitmekihiliste PCBde marsruutimisel suletud ahela tulemusi. Sellise suletud ahela tulemusena tekib silmusantenn, mis suurendab EMI kiirgusintensiivsust.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 3: kiire signaali suunamise avatud ahela reeglid

Reegel 2 mainib, et suure kiirusega signaalide suletud ahel põhjustab EMI-kiirgust, kuid avatud ahela korral ka EMI-kiirgust.

Kiired signaalivõrgud, näiteks kellasignaalid, kui mitmekihilise PCB suunamisel tekib avatud ahela tulemus, toodetakse lineaarne antenn, mis suurendab EMI kiirguse intensiivsust.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 4: kiire signaali iseloomuliku impedantsi pidevuse reegel

Kiirete signaalide puhul peab iseloomulik takistus kihtide vahel vahetamisel olema pidevus, vastasel juhul suurendab see EMI kiirgust. Teisisõnu, sama kihi juhtmestiku laius peab olema pidev ja erinevate kihtide juhtmestiku impedants peab olema pidev.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 5: juhtmestiku suunareeglid kiire PCB projekteerimiseks

Kahe külgneva kihi vaheline juhtmestik peab järgima vertikaalse juhtmestiku põhimõtet, vastasel juhul põhjustab see liinide vahelist läbirääkimist ja suurendab EMI-kiirgust.

Lühidalt öeldes järgivad külgnevad juhtmestiku kihid horisontaalseid ja vertikaalseid juhtmestiku suundi ning vertikaalne juhtmestik võib liinide vahelist läbirääkimist maha suruda.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 6: Topoloogilise struktuuri reeglid kiire PCB projekteerimisel

Kiire PCB projekteerimisel määrab trükkplaadi iseloomuliku impedantsi juhtimine ja topoloogilise struktuuri projekteerimine mitme koormusega tingimustes otseselt toote edu või ebaõnnestumise.

Joonisel on kujutatud ahela topoloogiat, mis on üldiselt kasulik, kui seda kasutatakse mõne Mhz sagedusel. Kiire PCB kujunduses on soovitatav kasutada tagaotsas tähekujulist sümmeetrilist struktuuri.

PCB disaini kiire analoogsisendi signaali marsruutimise meetod ja reeglid

Reegel 7: jälje pikkuse resonantsreegel

Kontrollige, kas signaaliliini pikkus ja signaali sagedus moodustavad resonantsi, st kui juhtmestiku pikkus on signaali lainepikkuse täisarvuline kordne 1/4, siis juhtmestik resoneerub ja resonants kiirgab elektromagnetlaineid ja tekitada häireid.