Projekteerimise kõrgsageduslik PCB on keeruline protsess ja paljud tegurid võivad otseselt mõjutada kõrgsagedusahela töövõimet. Kõrgsagedusahela disain ja juhtmestik on kogu disaini jaoks väga olulised. Eriti soovitatavad on järgmised kümme näpunäidet kõrgsageduslike trükkplaatide kujundamiseks:

1. Mitmekihilise plaadi juhtmestik

Kõrgsagedusahelatel on tavaliselt kõrge integreeritus ja suur juhtmestihedus. Mitmekihiliste plaatide kasutamine pole vajalik mitte ainult juhtmestiku jaoks, vaid ka tõhus vahend häirete vähendamiseks. PCB paigutuse etapis saab trükkplaadi suuruse mõistlik valik teatud arvu kihtidega täielikult ära kasutada vahekihti varjestuse seadistamiseks, lähima maanduse paremaks realiseerimiseks ning parasiitide induktiivsuse tõhusaks vähendamiseks ja signaali lühendamiseks. edastuspikkus, säilitades samal ajal suure Kõik need meetodid on kasulikud kõrgsageduslike ahelate töökindlusele, näiteks signaali risthäirete amplituudi vähendamisele. Mõned andmed näitavad, et sama materjali kasutamisel on neljakihilise plaadi müra 20 dB madalam kui kahepoolsel plaadil. Siiski on ka probleem. Mida suurem on PCB poolkihtide arv, seda keerulisem on tootmisprotsess ja seda suurem on ühiku maksumus. See nõuab meilt PCB paigutuse tegemisel sobiva arvu kihtidega PCB plaatide valimist. Mõistlik komponentide paigutuse planeerimine ja projekteerimise lõpuleviimiseks kasutage õigeid juhtmestiku reegleid.

2. Mida vähem plii kiirete elektroonikaseadmete kontaktide vahel paindub, seda parem

Kõrgsagedusliku vooluahela juhtmestiku juhtjuhe on kõige parem kasutada täissirget joont, mida tuleb pöörata. Seda saab pöörata 45-kraadise katkendjoone või ringkaare abil. Seda nõuet kasutatakse ainult vaskfooliumi kinnitustugevuse parandamiseks madalsageduslikes ahelates, samas kui kõrgsagedusahelates on see nõue täidetud. Üks nõue võib vähendada kõrgsageduslike signaalide välist emissiooni ja vastastikust sidumist.

3. Mida lühem on juhe kõrgsagedusliku vooluahela seadme kontaktide vahel, seda parem

Signaali kiirgusintensiivsus on võrdeline signaaliliini jälje pikkusega. Mida pikem on kõrgsagedusliku signaali juhe, seda lihtsam on selle lähedal asuvate komponentidega siduda. Seetõttu peavad signaali kella, kristallostsillaatori, DDR-andmete, LVDS-liinide, USB-liinide, HDMI-liinide ja muude kõrgsageduslike signaaliliinide jaoks olema võimalikult lühikesed.

4. Mida vähem on pliikiht vaheldumisi kõrgsagedusliku vooluahela seadme kontaktide vahel, seda parem

Niinimetatud “mida vähem on juhtmete kihtide vaheldumisi, seda parem” tähendab, et mida vähem läbiviike (Via) komponentide ühendamise protsessis kasutatakse, seda parem. Külje sõnul võib üks via tuua umbes 0.5pF hajutatud mahtuvust ning viade arvu vähendamine võib oluliselt tõsta kiirust ja vähendada andmevigade võimalust.

5. Pöörake tähelepanu tiheda paralleelse marsruutimise korral signaaliliini poolt sisestatud “ristvarrele”.

Kõrgsageduslike vooluringide juhtmestik peaks pöörama tähelepanu signaaliliinide tiheda paralleelse marsruudiga kaasnevale „ristvarrele“. Crosstalk viitab sidestamise nähtusele signaaliliinide vahel, mis pole otseselt ühendatud. Kuna kõrgsageduslikke signaale edastatakse mööda ülekandeliini elektromagnetlainetena, toimib signaaliliin antennina ja elektromagnetvälja energia kiirgub ülekandeliini ümber. Soovimatud mürasignaalid tekivad signaalidevahelise elektromagnetvälja vastastikuse sidumise tõttu. Nimetatakse crosstalk (Crosstalk). PCB kihi parameetrid, signaaliliinide vahekaugused, juhtotsa ja vastuvõtuotsa elektrilised omadused ning signaaliliini lõpetamise meetod omavad teatavat mõju ülekõnele. Seetõttu tuleb kõrgsageduslike signaalide läbirääkimise vähendamiseks juhtmestiku ühendamisel teha nii palju kui võimalik:

Kui juhtmestiku ruum seda võimaldab, võib maandusjuhtme või maandusplaadi sisestamine kahe tõsisema ülekõnega juhtme vahele mängida isolatsiooni ja vähendada ülekõnet. Kui signaaliliini ümbritsevas ruumis on ajas muutuv elektromagnetväli, kui paralleelset jaotust ei saa vältida, saab paralleelse signaaliliini vastasküljele paigutada suure maa-ala, et häireid oluliselt vähendada.

Eeldusel, et juhtmestiku ruum seda võimaldab, suurendage külgnevate signaaliliinide vahekaugust, vähendage signaaliliinide paralleelset pikkust ja proovige muuta kella joon võtme signaaliliiniga risti, mitte paralleelselt. Kui paralleelne juhtmestik samas kihis on peaaegu vältimatu, siis kahes kõrvuti asetsevas kihis peavad juhtmestiku suunad olema üksteisega risti.

Digitaalsetes ahelates on tavalised taktsignaalid kiirete servamuutustega signaalid, millel on suur väline ülekõla. Seetõttu peaks konstruktsioonis kellajoon olema ümbritsetud maandusliiniga ja tegema rohkem maandusliini auke, et vähendada hajutatud mahtuvust, vähendades seeläbi ülekõnet. Kõrgsageduslike signaalikellade puhul proovige kasutada madalpinge diferentsiaalkella signaale ja mähkida maandusrežiimi ning pöörake tähelepanu pakendi maanduslöögi terviklikkusele.

Kasutamata sisendklemmi ei tohiks peatada, vaid maandada või ühendada toiteallikaga (toiteallikas on maandatud ka kõrgsagedussignaali kontuuris), sest peatatud liin võib olla samaväärne saateantenniga ja maandus võib takistada. emissioon. Praktika on tõestanud, et selle meetodi kasutamine läbirääkimiste kõrvaldamiseks võib mõnikord anda koheseid tulemusi.

6. Lisage integraallülituse ploki toiteallika kontaktile kõrgsageduslik lahtisidumise kondensaator

Iga läheduses asuva integraallülituse ploki toiteallika tihvtile lisatakse kõrgsageduslik lahtisidestuskondensaator. Toiteallika kontakti kõrgsagedusliku lahtisidumise kondensaatori suurendamine võib tõhusalt summutada toiteallika kontakti kõrgsageduslike harmooniliste häireid.

7. Eraldage kõrgsagedusliku digitaalsignaali ja analoogsignaali maandusjuhe

Kui analoogmaandusjuhe, digitaalne maandusjuhe jne on ühendatud avaliku maandusjuhtmega, kasutage ühendamiseks või otse isoleerimiseks ja sobiva koha valimiseks ühepunktiliseks ühendamiseks kõrgsageduslikke õhuklapi magnethelmeid. Kõrgsagedusliku digitaalsignaali maandusjuhtme maanduspotentsiaal on üldiselt ebaühtlane. Nende kahe vahel on sageli teatud pinge erinevus. Lisaks sisaldab kõrgsagedusliku digitaalsignaali maandusjuhe sageli väga rikkalikke kõrgsagedussignaali harmoonilisi komponente. Kui digitaalsignaali maandusjuhe ja analoogsignaali maandusjuhe on otse ühendatud, häirivad kõrgsagedussignaali harmoonilised analoogsignaali maandusjuhtme ühenduse kaudu. Seetõttu tuleb tavatingimustes kõrgsagedusliku digitaalsignaali maandusjuhe ja analoogsignaali maandusjuhe eraldada ning sobivas kohas saab kasutada ühepunktiühenduse meetodit või kõrgsagedusliku signaali maandusjuhet. saab kasutada sagedusdrossel magnethelmeste ühendust.

8. Vältige juhtmestikust moodustunud silmuseid

Igasugused kõrgsageduslikud signaalijäljed ei tohiks moodustada nii palju kui võimalik silmust. Kui see on vältimatu, peaks silmuse pindala olema võimalikult väike.

9. Peab tagama hea signaali impedantsi sobitamise

Signaali edastamise protsessis, kui takistus ei ühti, peegeldub signaal edastuskanalis ja peegeldus põhjustab sünteesitud signaali ülelöögi, põhjustades signaali kõikumise loogikaläve lähedal.

Põhiline viis peegelduse kõrvaldamiseks on edastussignaali impedantsi hästi sobitamine. Kuna mida suurem on erinevus koormuse impedantsi ja ülekandeliini iseloomuliku impedantsi vahel, seda suurem on peegeldus, seega tuleks signaali ülekandeliini iseloomulik takistus võimalikult suurel määral võrdsustada koormustakistusega. Samal ajal pidage meeles, et PCB ülekandeliinil ei saa olla järske muutusi ega nurki ning püüdke hoida ülekandeliini iga punkti takistus pidevana, vastasel juhul tekivad ülekandeliini erinevate osade vahel peegeldused. See eeldab, et kiire PCB juhtmestiku paigaldamisel tuleb järgida järgmisi juhtmestiku reegleid:

USB juhtmestiku reeglid. Nõuab USB-signaali diferentsiaalmarsruutimist, liini laius on 10 miili, liinide vahe on 6 miili ning maandusliini ja signaali liinide vahe on 6 miili.

HDMI juhtmestiku reeglid. HDMI-signaali diferentsiaalmarsruutimine on vajalik, liini laius on 10 miili, reavahe on 6 miili ja kahe HDMI-diferentsiaalsignaali paari vaheline kaugus ületab 20 miili.

LVDS-i juhtmestiku reeglid. Vajab LVDS signaali diferentsiaalmarsruutimist, liini laius on 7mil, reavahe on 6mil, eesmärk on juhtida HDMI diferentsiaalsignaali impedantsi 100+-15% oomini

DDR-i juhtmestiku reeglid. DDR1 jäljed nõuavad, et signaalid ei läheks võimalikult palju läbi aukude, signaaliliinid on võrdse laiusega ja jooned on võrdsete vahedega. Jäljed peavad vastama 2W põhimõttele, et vähendada signaalide vahelist läbirääkimist. Kiirete DDR2 ja kõrgemate seadmete puhul on vaja ka kõrgsageduslikke andmeid. Jooned on võrdse pikkusega, et tagada signaali impedantsi sobivus.

10. Tagage edastuse terviklikkus

Säilitage signaali edastuse terviklikkus ja vältige maapinna lõhenemisest põhjustatud maapinna põrke nähtust.