Integraallülituse väljundi lülituskiiruse suurenemisega ja PCB plaat Tihedus, signaali terviklikkus on muutunud üheks probleemiks, millega tuleb kiire digitaalse PCB projekteerimisel tähelepanu pöörata. Komponentide ja PCB-plaadi parameetrid, komponentide paigutus PCB-plaadil, kiire signaaliliini juhtmestik ja muud tegurid, Võib põhjustada probleeme signaali terviklikkusega.

PCB paigutuste puhul nõuab signaali terviklikkus plaadi paigutust, mis ei mõjuta signaali ajastust ega pinget, samas kui vooluringi juhtmestiku puhul nõuab signaali terviklikkus lõppelemente, paigutusstrateegiaid ja juhtmestiku teavet. Suur signaalikiirus trükkplaadil, otsakomponentide vale paigutus või kiire signaalide vale juhtmestik võivad põhjustada signaali terviklikkuse probleeme, mis võivad põhjustada süsteemi valeandmete väljastamise, vooluahela valesti töötamise või üldse mitte töötamise. PCB projekteerimisel on muutunud kuumaks teemaks PCB projekteerimisel signaali terviklikkuse täielik arvessevõtmine ja tõhusate juhtimismeetmete võtmine.

Signaali terviklikkus Probleem Hea signaali terviklikkus tähendab, et signaal reageerib vajadusel õigete ajastuse ja pingetaseme väärtustega. Ja vastupidi, kui signaal ei reageeri korralikult, on signaali terviklikkuse probleem. Signaali terviklikkuse probleemid võivad põhjustada või otseselt põhjustada signaali moonutusi, ajastusvigu, valesid andmeid, aadressi- ja juhtliine ning süsteemi väärkasutust või isegi süsteemi krahhi. PCB projekteerimispraktika käigus on inimesed kogunud palju PCB disainieeskirju. Trükkplaatide projekteerimisel saab PCB signaali terviklikkust paremini saavutada, viidates hoolikalt nendele projekteerimisreeglitele.

PCB projekteerimisel peaksime kõigepealt mõistma kogu trükkplaadi disainiteavet, mis sisaldab peamiselt järgmist:

1. Seadmete arv, seadme suurus, seadme pakett, kiibi kiirus, kas PCB on jagatud madala kiirusega, keskmise kiirusega ja suure kiirusega alaks, mis on liidese sisend- ja väljundala;

2. Üldised paigutusnõuded, seadme paigutuse asukoht, suure võimsusega seadme olemasolu, kiibiseadme soojuse hajumise erinõuded;

3. signaaliliini tüüp, kiirus ja ülekande suund, signaaliliini impedantsi juhtimisnõuded, bussi kiiruse suund ja sõiduolukord, põhisignaalid ja kaitsemeetmed;

4. toiteallika tüüp, maapinna tüüp, mürataluvuse nõuded toiteallikale ja maandusele, toiteallika ja maapinna tasandamine ja segmenteerimine;

5. Kellaliinide tüübid ja kiirused, kella liinide allikas ja suund, kella viivituse nõuded, pikima liini nõuded.

PCB kihiline disain

Pärast trükkplaadi põhiteabe mõistmist on vaja kaaluda trükkplaadi maksumuse ja signaali terviklikkuse projekteerimisnõudeid ning valida mõistlik arv juhtmestiku kihte. Praeguseks on trükkplaat järk-järgult arenenud ühekihilisest, kahekihilisest ja neljakihilisest trükkplaadist mitmekihilisemaks. Mitmekihiline PCB disain võib parandada signaali marsruutimise võrdluspinda ja pakkuda signaali tagasivoolu teed, mis on signaali hea terviklikkuse saavutamiseks peamine meede. PCB kihi kujundamisel järgige järgmisi reegleid:

1. Võrdlustasapinnaks on eelistatavalt alusplaat. Võrdlustasandina saab kasutada nii toiteallikat kui ka tasapinda ning mõlemal on teatud varjestusfunktsioon. Kuid toiteploki varjestusmõju on palju madalam kui maandustasandil, kuna sellel on suurem iseloomulik takistus ja suurem potentsiaalide erinevus toitepinna ja võrdlusaluse taseme vahel.

2. Digitaallülitus ja analoogskeem on kihilised. Kui projekteerimiskulud seda võimaldavad, on kõige parem korraldada digitaalsed ja analoogskeemid eraldi kihtidele. Kui soovite paigutada samasse juhtmekihti, võib kasutada kraavi, lisada maandusliin, parandamiseks selline meetod nagu eraldusjoon. Analoog- ja digitaalne toide ja maa tuleb eraldada, mitte kunagi segada.

3. Kõrvuti asetsevate kihtide võtmesignaali marsruutimine ei ületa segmenteerimisala. Signaalid moodustavad kogu piirkonnas suure signaaliahela ja tekitavad tugevat kiirgust. Kui signaalikaabel peab maanduskaabli jagamisel piirkonda ületama, saab maanduse vahel ühendada ühe punkti, et moodustada ühendussild kahe maanduspunkti vahel, ja seejärel saab kaabli juhtida läbi ühendussilla.

4. Komponendi pinna all peaks olema suhteliselt terviklik alusplaat. Maandustasandi terviklikkus tuleb mitmekihilise plaadi jaoks säilitada nii palju kui võimalik. Alusplaadil ei ole tavaliselt lubatud ühtegi signaaliliini kulgeda.

5, kõrgsagedusel, suurel kiirusel, kellal ja muudel märguandeliinidel peaks olema kõrvuti asetsev maapind. Sel viisil on signaaliliini ja maandusliini vaheline kaugus ainult PCB kihtide vaheline kaugus, seega voolab tegelik vool maandusliinis alati otse signaaliliini all, moodustades väikseima signaaliahela ala ja vähendades kiirgust.

Kuidas kujundada terviklikkuse PCB signaali

PCB paigutuse kujundus

Trükkplaadi signaali terviklikkuse kujundamise võti on paigutus ja juhtmestik, mis on otseselt seotud PCB jõudlusega. Enne paigutust tuleb kindlaks määrata PCB suurus, et see vastaks funktsioonile võimalikult madalate kuludega. Kui trükkplaat on liiga suur ja hajutatud, võib ülekandeliin olla väga pikk, mille tulemuseks on suurenenud takistus, vähenenud mürakindlus ja kulud. Kui komponendid on koos paigutatud, on soojuse hajumine halb ja külgnevates juhtmetes võib tekkida sideühenduse läbirääkimine. Seetõttu peab paigutus põhinema vooluahela funktsionaalsetel üksustel, arvestades elektromagnetilist ühilduvust, soojuse hajumist ja liidese tegureid.

Digitaal- ja analoogsignaalidega trükkplaadi paigaldamisel ärge segage digitaalseid ja analoogsignaale. Kui analoog- ja digitaalsignaale tuleb segada, joondage ristiühenduse mõju vähendamiseks kindlasti vertikaalselt. Trükkplaadil olev digitaalskeem, analoogskeem ja müra tekitav vooluahel tuleks eraldada ja tundlik vooluahel kõigepealt suunata ning ahelate vaheline sidumistee kõrvaldada. Eelkõige arvestage kella, lähtestus- ja katkestusliine, ärge asetage neid jooni paralleelselt suure vooluga lülitusliinidega, sest muidu võivad elektromagnetilised sidestussignaalid neid kergesti kahjustada, põhjustades ootamatu lähtestamise või katkestamise. Üldine paigutus peaks järgima järgmisi põhimõtteid:

1. Funktsionaalne vaheseinte paigutus, analoog- ja digitaalahel PCB -l peaks olema erineva ruumilise paigutusega.

2. Vastavalt vooluahela signaali protsessile korraldada funktsionaalsed vooluringi üksused nii, et signaal liiguks samas suunas.

3. Võtke iga funktsionaalse vooluahela üksuse põhikomponendid keskpunktiks ja teised komponendid paiknevad selle ümber.

4. Lühendage võimalikult palju kõrgsageduskomponentide vahelist ühendust ja proovige vähendada nende jaotusparameetreid.

5. Kergesti häiritavad komponendid ei tohiks olla üksteisele liiga lähedal, sisend- ja väljundkomponendid peaksid olema kaugel.

Kuidas kujundada terviklikkuse PCB signaali

PCB juhtmestiku disain

Kõik signaalliinid tuleks klassifitseerida enne trükkplaadi juhtmestikku. Esiteks kellariin, tundlik signaaliliin ja seejärel kiire signaaliliin, et seda tüüpi signaalist läbi augu piisaks, heade omaduste jaotusparameetrid ja seejärel üldine ebaoluline signaaliliin.

Ühildumatud signaaliliinid peaksid olema üksteisest kaugel ega tohi olla paralleelsed, nagu digitaalne ja analoog, kiire ja väike kiirus, suur vool ja väike vool, kõrgepinge ja madalpinge. Erinevatel kihtidel olevad signaalikaablid tuleks ülekõla vähendamiseks suunata üksteise suhtes vertikaalselt. Signaaliliinide paigutus on kõige parem korraldada vastavalt signaali voolusuunale. Vooluahela väljundsignaali joont ei tohiks tagasi tõmmata sisendsignaali alale. Kiired signaaliliinid peaksid olema võimalikult lühikesed, et vältida teiste signaaliliinide segamist. Kahekordsel paneelil saab vajaduse korral eraldada maandusjuhtme mõlemal pool kiiret signaaliliini. Kõik mitmekihilise plaadi kiired kellaliinid peavad olema kaitstud vastavalt kellajoonte pikkusele.

Juhtmete ühendamise üldpõhimõtted on järgmised:

1. Võimaluse korral valida madala tihedusega juhtmestiku konstruktsioon ja signaalijuhtmete paksus võimalikult ühtlane, mis soodustab impedantsi sobitamist. Rf-ahela puhul võib signaaliliini suuna, laiuse ja reavahe ebamõistlik disain põhjustada signaali ülekandeliinide vahelisi risthäireid.

2. Võimaluse piires vältida kõrvuti asetsevaid sisend- ja väljundjuhtmeid ning pikamaa paralleeljuhtmestikku. Paralleelsete signaaliliinide ülekõla vähendamiseks võib signaaliliinide vahekaugust suurendada või signaaliliinide vahele paigaldada isolatsioonirihmad.

3. PCB joone laius peab olema ühtlane ja joonelaiuse mutatsioone ei tohi esineda. PCB juhtmestiku painutamine ei tohiks kasutada 90 -kraadist nurka, kasutada kaare või 135 -kraadise nurga all nii palju kui võimalik, et säilitada liini takistus.

4. Minimeerige vooluahela pindala. Vooluahela välise kiirguse intensiivsus on võrdeline läbiva voolu, ahela pindala ja signaali sageduse ruuduga. Vooluahela ala vähendamine võib vähendada PCB ELEKTROMAGNETIlisi häireid.

5. Traadi pikkuse vähendamiseks, traadi laiuse suurendamiseks, aitab see vähendada traadi takistust.

6. Lüliti juhtimissignaalide puhul tuleks SIGNAL PCB juhtmestike arvu, mis muudavad olekut samal ajal, vähendada nii palju kui võimalik.