Integroidun piirin lähdön kytkentänopeuden kasvaessa ja PCB-aluksella Signaalin eheydestä on tullut yksi niistä asioista, jotka on otettava huomioon nopeassa digitaalisessa PCB-suunnittelussa. Komponenttien ja piirilevyparametrit, piirilevyllä olevien komponenttien asettelu, nopeiden signaalilinjojen johdotus ja muut tekijät, Voi aiheuttaa ongelmia signaalin eheydessä.

Piirilevyasetteluissa signaalin eheys vaatii piirilevyn asettelun, joka ei vaikuta signaalin ajoitukseen tai jännitteeseen, kun taas piirijohtojen osalta signaalin eheys vaatii päätuselementtejä, asettelustrategioita ja johdotustietoja. Suuri signaalin nopeus piirilevyllä, päätykomponenttien väärä sijoitus tai nopeiden signaalien virheellinen johdotus voi aiheuttaa signaalin eheysongelmia, jotka voivat saada järjestelmän ulos virheellisiä tietoja, piirin toimimaan väärin tai ei toimi ollenkaan. Signaalin eheyden täysimääräisestä huomioimisesta ja tehokkaista valvontatoimenpiteistä piirilevyjen suunnittelussa on tullut kuuma aihe PCB -suunnitteluteollisuudessa.

Signaalin eheys Ongelma Hyvä signaalin eheys tarkoittaa, että signaali voi vastata oikeilla ajoituksilla ja jännitetasoilla tarvittaessa. Toisaalta, kun signaali ei vastaa oikein, signaalin eheysongelma on. Signaalin eheysongelmat voivat johtaa tai johtaa suoraan signaalin vääristymiseen, ajoitusvirheisiin, vääriin tietoihin, osoite- ja ohjauslinjoihin sekä järjestelmän toimintahäiriöihin tai jopa järjestelmän kaatumiseen. PCB -suunnittelun käytännössä ihmiset ovat keränneet paljon PCB -suunnittelusääntöjä. PCB -suunnittelussa PCB: n signaalin eheys voidaan saavuttaa paremmin viittaamalla huolellisesti näihin suunnittelusääntöihin.

Piirilevyä suunniteltaessa meidän on ensin ymmärrettävä koko piirilevyn suunnittelutiedot, jotka sisältävät pääasiassa:

1. Laitteiden lukumäärä, laitteen koko, laitepaketti, sirunopeus, onko PCB jaettu hitaaseen, keskikokoiseen ja nopeaan alueeseen, joka on rajapinnan tulo- ja lähtöalue;

2. Yleiset asetteluvaatimukset, laitteen sijoittelun sijainti, onko olemassa suuritehoista laitetta, sirulaitteen lämmönpoistoa koskevat erityisvaatimukset;

3. Signaalilinjan tyyppi, nopeus ja lähetyssuunta, signaalilinjan impedanssin ohjausvaatimukset, väylän nopeuden suunta ja ajotilanne, avainsignaalit ja suojatoimenpiteet;

4. Virtalähteen tyyppi, maadoitustyyppi, tehonsyötön ja maadoituksen melutasovaatimukset, virtalähteen ja maatason asetus ja segmentointi;

5. Kellolinjojen tyypit ja hinnat, kellolinjojen lähde ja suunta, kelloviivevaatimukset, pisin linjavaatimukset.

PCB -kerrosrakenne

Piirilevyn perustietojen ymmärtämisen jälkeen on tarpeen punnita piirilevyn kustannusten ja signaalin eheyden suunnitteluvaatimukset ja valita kohtuullinen määrä johdotuskerroksia. Tällä hetkellä piirilevy on vähitellen kehittynyt yksikerroksisesta, kaksikerroksisesta ja nelikerroksisesta monikerroksiseksi piirilevyksi. Monikerroksinen piirilevyrakenne voi parantaa signaalin reitityksen vertailupintaa ja tarjota signaalin takaisinvirtausreitin, mikä on tärkein toimenpide hyvän signaalin eheyden saavuttamiseksi. Kun suunnittelet piirilevykerrosta, noudata seuraavia sääntöjä:

1. Vertailutaso on mieluiten maataso. Sekä virtalähdettä että maatasoa voidaan käyttää vertailutasona, ja molemmilla on tietty suojaustoiminto. Tehonsyöttötason suojausvaikutus on kuitenkin paljon pienempi kuin maatason, koska sen ominaisimpedanssi on suurempi ja teholähdetason ja vertailumaatason välinen potentiaaliero on suurempi.

2. Digitaalipiiri ja analoginen piiri ovat kerrostettuja. Jos suunnittelukustannukset sen sallivat, on parasta järjestää digitaaliset ja analogiset piirit eri kerroksille. Jos haluat järjestää samaan johdotuskerrokseen, voit käyttää ojaa, lisätä maadoituslinjan, menetelmän, kuten jakolinjan korjaamiseksi. Analoginen ja digitaalinen teho ja maa on erotettava toisistaan, älä koskaan sekoita keskenään.

3. Vierekkäisten kerrosten avainsignaalireititys ei ylitä segmentointialuetta. Signaalit muodostavat suuren signaalipiirin koko alueelle ja tuottavat voimakasta säteilyä. Jos signaalikaapelin on ylitettävä alue, kun maadoituskaapeli on jaettu, maadoituspisteen väliin voidaan liittää yksi piste, jolloin muodostetaan yhdyssilta kahden maadoituspisteen välille, ja sitten kaapeli voidaan reitittää yhdyssillan läpi.

4. Komponentin pinnan alla tulee olla suhteellisen täydellinen maataso. Maatason eheys on säilytettävä mahdollisimman monikerroksisen levyn osalta. Mikään signaalijohto ei normaalisti saa kulkea maatasossa.

5, korkean taajuuden, nopean, kellon ja muiden keskeisten signaalilinjojen tulee olla vierekkäin maatasolla. Tällä tavalla signaalilinjan ja maajohdon välinen etäisyys on vain PCB -kerrosten välinen etäisyys, joten todellinen virta kulkee aina maaverkossa suoraan signaalilinjan alapuolella muodostaen pienimmän signaalipiirin alueen ja vähentäen säteilyä.

Kuinka suunnitella eheyden signaali PCB

Piirilevyasettelu

Painetun levyn signaalin eheyden suunnittelun avain on asettelu ja johdotus, jotka liittyvät suoraan piirilevyn suorituskykyyn. Ennen asettelua piirilevyn koko on määritettävä vastaamaan toimintoa mahdollisimman pienin kustannuksin. Jos piirilevy on liian suuri ja hajautettu, siirtolinja voi olla hyvin pitkä, mikä voi lisätä impedanssia, vähentää melunkestävyyttä ja lisätä kustannuksia. Jos komponentit on sijoitettu yhteen, lämmöntuotto on heikkoa ja kytkimen ylikuulumista voi esiintyä viereisissä johdotuksissa. Siksi layout on perustuttava piirin toiminnallisiin yksiköihin, ottaen huomioon sähkömagneettinen yhteensopivuus, lämmön haihtumista ja rajapintatekijät.

Kun asetat piirilevyn, jossa on digitaalisia ja analogisia signaaleja, älä sekoita digitaalisia ja analogisia signaaleja. Jos analogisia ja digitaalisia signaaleja on sekoitettava, varmista, että linja on pystysuorassa ristikytkennän vaikutuksen vähentämiseksi. Piirilevyn digitaalipiiri, analoginen piiri ja kohinaa tuottava piiri on erotettava ja herkkä piiri on reititettävä ensin ja piirien välinen kytkentäreitti on poistettava. Huomioi erityisesti kello-, nollaus- ja keskeytyslinjat, älä aseta näitä linjoja rinnakkain suurvirtakytkimen linjojen kanssa, jotka muutoin vaurioituvat helposti sähkömagneettisten kytkentäsignaalien takia, mikä aiheuttaa odottamattomia nollauksia tai keskeytyksiä. Yleisen asettelun tulee noudattaa seuraavia periaatteita:

1. Toiminnallisen osion asettelun, analogisen piirin ja digitaalisen piirilevyn tila-asettelun tulisi olla erilainen.

2. Piirin signaaliprosessin mukaan järjestetään toiminnalliset piiriyksiköt niin, että signaalin virtaus säilyttää saman suunnan.

3. Ota jokaisen toimintapiiriyksikön ydinkomponentit keskipisteeksi, ja muut komponentit on järjestetty sen ympärille.

4. Lyhennä suurtaajuisten komponenttien välistä yhteyttä mahdollisimman paljon ja yritä pienentää niiden jakeluparametreja.

5. Helposti häiriöitä aiheuttavat osat eivät saa olla liian lähellä toisiaan, tulo- ja lähtöosien tulee olla kaukana.

Kuinka suunnitella eheyden signaali PCB

PCB -johdotuksen suunnittelu

Kaikki signaalilinjat on luokiteltava ennen piirilevyjohdotusta. Ensinnäkin kellolinja, herkkä signaalilinja ja sitten nopea signaalilinja sen varmistamiseksi, että tällainen signaali reiän läpi riittää, hyvien ominaisuuksien jakeluparametrit ja sitten yleinen merkityksetön signaalilinja.

Yhteensopimattomien signaalilinjojen tulee olla kaukana toisistaan ​​eivätkä ne saa olla rinnakkaista johdotusta, kuten digitaalinen ja analoginen, nopea ja hidas, suuri virta ja pieni virta, korkea jännite ja matala jännite. Eri kerrosten signaalikaapelit on reititettävä pystysuunnassa toisiinsa ylikuulumisen vähentämiseksi. Signaalilinjojen järjestely on parasta järjestää signaalin virtaussuunnan mukaan. Piirin lähtösignaalilinjaa ei saa vetää takaisin tulosignaalilinja-alueelle. Nopeat signaalilinjat on pidettävä mahdollisimman lyhyinä, jotta ne eivät häiritse muita signaalilinjoja. Kaksoispaneeliin voidaan tarvittaessa lisätä eristysmaadoitusjohto nopean signaalilinjan molemmille puolille. Kaikki monikerroksisen levyn nopeat kellolinjat tulee suojata kellolinjojen pituuden mukaan.

Yleiset johdotuksen periaatteet ovat:

1. Mahdollisuuksien mukaan valita pienitiheyksinen johdotusmuoto ja signaalijohdotus mahdollisimman paksu paksuus, mikä edistää impedanssin sovittamista. RF -piirissä signaalilinjan suunnan, leveyden ja riviväliä koskeva järjetön suunnittelu voi aiheuttaa ristihäiriöitä signaalin siirtolinjojen välillä.

2. Vältä mahdollisuuksien mukaan vierekkäisiä tulo- ja lähtöjohtoja sekä pitkän matkan rinnakkaisjohdotusta. Rinnakkaisten signaalilinjojen ylikuulumisen vähentämiseksi signaalilinjojen välistä etäisyyttä voidaan suurentaa tai signaalilinjojen väliin voidaan asentaa eristyshihnat.

3. Piirilevyn leveyden on oltava tasainen eikä viivan leveyden mutaatiota saa esiintyä. Piirilevyn johdotuksen mutka ei saa käyttää 90 asteen kulmaa, tulee käyttää kaaria tai 135 asteen kulmaa niin pitkälle kuin mahdollista linjaimpedanssin jatkuvuuden ylläpitämiseksi.

4. Pienennä nykyisen silmukan pinta -ala. Virransiirtopiirin ulkoinen säteilyvoimakkuus on verrannollinen läpäisevään virtaan, silmukka-alueeseen ja signaalitaajuuden neliöön. Nykyisen silmukka -alueen pienentäminen voi vähentää piirilevyn ELECTROMAGNETIC -häiriöitä.

5. Mahdollisuuksien mukaan langan pituuden lyhentäminen, langan leveyden lisääminen on omiaan vähentämään langan impedanssia.

6. Kytkimen ohjaussignaalien osalta SIGNAL PCB -johtojen lukumäärää, joka muuttaa tilaa samanaikaisesti, on vähennettävä mahdollisimman pitkälle.