PCB dizajn metoda usmjeravanja analognog ulaznog signala velike brzine

Što je širina linije šira, to je jača sposobnost protiv smetnji i bolja kvaliteta signala (utjecaj skin efekta). Ali u isto vrijeme mora biti zajamčen zahtjev karakteristične impedancije od 50Ω. Normalna FR4 ploča, širina površinske linije 6MIL impedancija je 50Ω. To očito ne može zadovoljiti zahtjeve za kvalitetu signala za analogni ulaz velike brzine, pa općenito koristimo izdubljenje GND02 i dopuštamo da se odnosi na sloj ART03. Na taj se način diferencijalni signal može računati kao 12/10, a pojedinačni vod može se računati kao 18MIL. (Imajte na umu da širina linije prelazi 18MIL i da je proširenje besmisleno)

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

CLINE označen zelenom bojom na slici odnosi se na jednolinijski i diferencijalni brzi analogni ulaz sloja ART03. Pri tome se moraju pozabaviti nekim detaljima:

(1) Simulacijski dio TOP sloja treba biti zapakiran, kao što je prikazano na gornjoj slici. Treba napomenuti da udaljenost od uzemljenog bakra do analognog ulaza CLINE treba biti 3W, odnosno AIRGAP od ruba bakra do CLINE je dvostruko veći od širine linije. Prema nekim elektromagnetskim teorijskim proračunima i simulacijama, magnetsko polje i električno polje signalnih linija na PCB-u uglavnom su raspoređeni u rasponu od 3W. (Smetnja šuma od okolnih signala manja je ili jednaka 1%).

(2) The GND copper of the positive layer of the analog area also needs to be isolated from the surrounding digital area, that is, all layers are isolated.

(3) Za izdubljivanje GND02 obično izdubimo sve ovo područje, tako da je operacija relativno jednostavna i nema problema. Ali s obzirom na detalje ili da bismo bili bolji, možemo samo izdubiti dio ožičenja analognog ulaza, naravno, isto kao i TOP sloj, područje od 3W. To može jamčiti kvalitetu signala i ravnost ploče. Rezultat obrade je sljedeći:

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

In this way, the return path of the high-speed analog input signal can be quickly reflowed on the GND02 layer. That is, the simulated ground return path becomes shorter.

(4) Nepravilno probijajte veliki broj GND spojeva oko brzog analognog signala kako bi se analogni signal brzo vratio natrag. Također može apsorbirati buku.

Pravila usmjeravanja brzih analognih ulaznih signala dizajna PCB-a

Pravilo 1: Pravila zaštite za usmjeravanje signala velike brzine PCB-a U dizajnu PCB-a velike brzine, usmjeravanje ključnih brzih signalnih linija kao što su satovi treba biti zaštićeno. Ako nema štita ili je samo njegov dio, to će uzrokovati curenje EMI. Preporuča se da se oklopljena žica uzemlji s rupom na 1000 mil.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Pravilo 2: Pravila zatvorene petlje za usmjeravanje signala velike brzine

Zbog sve veće gustoće PCB ploča, mnogi inženjeri PCB LAYOUT-a skloni su greškama u procesu usmjeravanja, odnosno signalnih mreža velike brzine kao što su taktni signali, koji daju rezultate zatvorene petlje prilikom usmjeravanja višeslojnih PCB-a. Kao rezultat takve zatvorene petlje, proizvest će se petljasta antena koja će povećati intenzitet zračenja EMI.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Pravilo 3: Pravila otvorene petlje za usmjeravanje signala velike brzine

Pravilo 2 spominje da će zatvorena petlja brzih signala uzrokovati EMI zračenje, ali će otvorena petlja također uzrokovati EMI zračenje.

Mreže signala velike brzine kao što su satni signali, nakon što se pojavi rezultat otvorene petlje kada se višeslojni PCB usmjeri, proizvodit će se linearna antena, koja povećava intenzitet EMI zračenja.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Pravilo 4: Pravilo kontinuiteta karakteristične impedancije brzog signala

For high-speed signals, the characteristic impedance must be continuity when switching between layers, otherwise it will increase EMI radiation. In other words, the width of the wiring of the same layer must be continuous, and the impedance of the wiring of different layers must be continuous.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Rule 5: Wiring direction rules for high-speed PCB design

Ožičenje između dva susjedna sloja mora slijediti princip vertikalnog ožičenja, inače će uzrokovati preslušavanje između vodova i povećati EMI zračenje.

Ukratko, susjedni slojevi ožičenja slijede horizontalni i vertikalni smjer ožičenja, a okomito ožičenje može potisnuti preslušavanje između vodova.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Rule 6: Topological structure rules in high-speed PCB design

U dizajnu PCB-a velike brzine, kontrola karakteristične impedancije pločice i dizajn topološke strukture u uvjetima višestrukog opterećenja izravno određuju uspjeh ili neuspjeh proizvoda.

Slika prikazuje lančanu topologiju, koja je općenito korisna kada se koristi u nekoliko Mhz. Preporuča se korištenje simetrične strukture u obliku zvijezde na stražnjoj strani u dizajnu PCB-a velike brzine.

Metoda i pravila usmjeravanja brzog analognog ulaznog signala dizajna PCB-a

Pravilo 7: Rezonantno pravilo duljine traga

Provjerite čine li duljina signalne linije i frekvencija signala rezonanciju, odnosno, kada je duljina ožičenja cjelobrojni višekratnik valne duljine signala 1/4, ožičenje će rezonirati, a rezonancija će zračiti elektromagnetske valove i uzrokovati smetnje.