PCB Suunnittele nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä

Mitä leveämpi viivan leveys, sitä vahvempi häiriönestokyky ja sitä parempi signaalin laatu (skin vaikutus). Mutta samalla 50 Ω:n ominaisimpedanssin vaatimus on taattava. Normaali FR4-levy, pintaviivan leveys 6MIL impedanssi on 50Ω. Tämä ei tietenkään täytä nopean analogisen tulon signaalin laatuvaatimuksia, joten käytämme yleensä koverrettavaa GND02:ta ja annamme sen viitata ART03-kerrokseen. Tällä tavalla differentiaalisignaali voidaan laskea 12/10:ksi ja yksittäinen juova 18MIL. (Huomaa, että viivan leveys ylittää 18MIL ja sitten leventäminen on merkityksetöntä)

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Kuvassa vihreällä korostettu CLINE viittaa ART03-kerroksen yksilinjaiseen ja differentiaaliseen nopeaan analogiseen tuloon. Tätä tehdessäsi on käsiteltävä joitain yksityiskohtia:

(1) TOP-kerroksen simulointiosa on pakattava yllä olevan kuvan mukaisesti. On huomattava, että etäisyyden maadoituskuparista analogiseen CLINE-tuloon tulee olla 3W, eli AIRGAP kuparin reunasta CLINE:hen on kaksi kertaa linjan leveys. Joidenkin sähkömagneettisten teoreettisten laskelmien ja simulaatioiden mukaan piirilevyn signaalilinjojen magneettikenttä ja sähkökenttä jakautuvat pääosin 3 W:n alueelle. (Ympäröivien signaalien aiheuttama kohinahäiriö on pienempi tai yhtä suuri kuin 1 %).

(2) Analogisen alueen positiivisen kerroksen GND-kupari on myös eristettävä ympäröivästä digitaalisesta alueesta, eli kaikki kerrokset on eristetty.

(3) GND02:n koverruksessa koverrataan yleensä koko tämä alue, joten toiminta on suhteellisen helppoa eikä ongelmaa ole. Mutta yksityiskohtia ajatellen tai parempaan ajatellen voimme vain kovertaa analogisen tulon johdotusosan, tietysti samalla tavalla kuin TOP-kerros, 3W-alue. Tämä voi taata signaalin laadun ja levyn tasaisuuden. Käsittelyn tulos on seuraava:

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Tällä tavalla nopean analogisen tulosignaalin paluupolku voidaan nopeasti sulattaa uudelleen GND02-kerroksessa. Toisin sanoen simuloitu paluupolku maahan lyhenee.

(4) Pujota epäsäännöllisesti suuri määrä GND-läpivientejä nopean analogisen signaalin ympärille, jotta analoginen signaali virtaa takaisin nopeasti. Se voi myös vaimentaa melua.

Piirilevysuunnittelun nopeat analogisen tulosignaalin reitityssäännöt

Sääntö 1: Nopeiden piirilevyjen signaalin reitityksen suojaussäännöt Nopeiden piirilevyjen suunnittelussa tärkeimpien nopeiden signaalilinjojen, kuten kellojen, reititys on suojattava. Jos suojusta ei ole tai vain osa siitä, se aiheuttaa EMI-vuodon. On suositeltavaa, että suojattu johto maadoitetaan reiällä 1000 mil.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 2: Nopeiden signaalien reitityksen suljetun silmukan säännöt

Piirilevyjen tiheyden lisääntymisen vuoksi monet PCB LAYOUT -suunnittelijat ovat alttiita virheille reititysprosessissa, eli nopeissa signaaliverkoissa, kuten kellosignaaleissa, jotka tuottavat suljetun silmukan tuloksia reititettäessä monikerroksisia piirilevyjä. Tällaisen suljetun silmukan seurauksena syntyy silmukka-antenni, joka lisää EMI:n säteilyintensiteettiä.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 3: Nopeiden signaalien reitityksen avoimen silmukan säännöt

Säännössä 2 mainitaan, että nopeiden signaalien suljettu silmukka aiheuttaa EMI-säteilyä, mutta avoin silmukka aiheuttaa myös EMI-säteilyä.

Nopeat signaaliverkot, kuten kellosignaalit, kun avoimen silmukan tulos syntyy, kun monikerroksinen piirilevy reititetään, tuotetaan lineaarinen antenni, joka lisää EMI-säteilyn intensiteettiä.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 4: Suurinopeuksisen signaalin ominaisimpedanssin jatkuvuuden sääntö

Nopeille signaaleille ominaisimpedanssin tulee olla jatkuvuus kerrosten välillä vaihdettaessa, muuten se lisää EMI-säteilyä. Toisin sanoen saman kerroksen johdotuksen leveyden tulee olla jatkuva ja eri kerrosten johdotuksen impedanssin on oltava jatkuva.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 5: Johdon suuntasäännöt nopeiden piirilevyjen suunnittelussa

Kahden vierekkäisen kerroksen välisen johdotuksen tulee noudattaa pystyjohdotuksen periaatetta, muuten se aiheuttaa ylikuulumista linjojen välillä ja lisää EMI-säteilyä.

Lyhyesti sanottuna vierekkäiset johdotuskerrokset seuraavat vaaka- ja pystysuuntaisia ​​johdotussuuntia, ja pystysuuntainen johdotus voi estää linjojen välisen ylikuulumisen.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 6: Topologiset rakennesäännöt nopeiden piirilevyjen suunnittelussa

Nopeiden piirilevyjen suunnittelussa piirilevyn ominaisimpedanssin ohjaus ja topologisen rakenteen suunnittelu monikuormitusolosuhteissa määräävät suoraan tuotteen onnistumisen tai epäonnistumisen.

Kuvassa näkyy ketjutopologia, josta on yleensä hyötyä, kun sitä käytetään muutamalla MHz:llä. Nopeiden piirilevyjen suunnittelussa suositellaan käytettäväksi tähtimäistä symmetristä rakennetta takapäässä.

Piirilevysuunnittelun nopea analoginen tulosignaalin reititysmenetelmä ja säännöt

Sääntö 7: Jäljen pituuden resonanssisääntö

Tarkista, muodostavatko signaalilinjan pituus ja signaalin taajuus resonanssia, eli kun johdotuksen pituus on signaalin aallonpituuden kokonaislukukerrannainen 1/4, johdotus resonoi ja resonanssi säteilee sähkömagneettisia aaltoja ja aiheuttaa häiriöitä.