PCB nagy sebességű analóg bemeneti jelútválasztási módszer tervezése

Minél szélesebb a vonalszélesség, annál erősebb az interferencia-elhárító képesség, és annál jobb a jelminőség (a bőrhatás hatása). Ugyanakkor garantálni kell az 50Ω-os karakterisztikus impedancia követelményét. Normál FR4 kártya, a felületi vonal szélessége 6MIL impedancia 50Ω. Ez nyilvánvalóan nem felel meg a nagy sebességű analóg bemenet jelminőségi követelményeinek, ezért általában a GND02 kiürítését használjuk, és hagyjuk, hogy az ART03 rétegre hivatkozzon. Ily módon a differenciáljel 12/10-nek, az egyetlen vonal pedig 18MIL-nek számítható. (Ne feledje, hogy a vonal szélessége meghaladja a 18MIL-t, és a szélesítés értelmetlen)

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

Az ábrán zölddel kiemelt CLINE az ART03 réteg egysoros és differenciális nagysebességű analóg bemenetére vonatkozik. Ennek során néhány részlettel foglalkozni kell:

(1) A TOP réteg szimulációs részét csomagolni kell, amint az a fenti ábrán látható. Meg kell jegyezni, hogy a földréz és a CLINE analóg bemenet közötti távolságnak 3 W-nak kell lennie, vagyis az AIRGAP a réz szélétől a CLINE-ig kétszerese a vonal szélességének. Egyes elektromágneses elméleti számítások és szimulációk szerint a NYÁK-on lévő jelvezetékek mágneses tere és elektromos tere főként 3W tartományon belül oszlik meg. (A környező jelekből származó zaj interferencia kisebb vagy egyenlő, mint 1%).

(2) Az analóg terület pozitív rétegének GND rezet is el kell szigetelni a környező digitális területtől, vagyis minden réteg le van szigetelve.

(3) A GND02 kiürítéséhez általában ezt a teljes területet kiürítjük, így a művelet viszonylag egyszerű és nincs probléma. De a részleteket figyelembe véve, vagy a jobb eredmény érdekében csak az analóg bemeneti kábelezést tudjuk kiüríteni, természetesen ugyanúgy, mint a TOP réteg, a 3W-os terület. Ez garantálja a jel minőségét és a tábla síkságát. A feldolgozás eredménye a következő:

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

Ily módon a nagysebességű analóg bemeneti jel visszatérési útja gyorsan visszafolyatható a GND02 rétegen. Vagyis a szimulált földi visszatérési út lerövidül.

(4) Szabálytalanul lyukasztson nagyszámú GND-átmenetet a nagy sebességű analóg jel köré, hogy az analóg jel gyorsan visszaáramoljon. A zajt is képes elnyelni.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási szabályai

1. szabály: A nagy sebességű NYÁK jeltovábbítási árnyékolási szabályai A nagy sebességű PCB-k tervezésénél a kulcsfontosságú nagysebességű jelvonalak, például az órák útválasztását árnyékolni kell. Ha nincs pajzs, vagy csak egy része, az EMI-szivárgást okoz. Javasoljuk, hogy az árnyékolt vezetéket 1000 milenkénti lyukkal földeljék.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

2. szabály: Nagy sebességű jeltovábbítási zárt hurkú szabályok

A PCB kártyák növekvő sűrűsége miatt sok PCB LAYOUT mérnök hajlamos hibára az útválasztás folyamatában, vagyis a nagy sebességű jelhálózatokban, mint például az órajelek, amelyek zárt hurkú eredményeket produkálnak a többrétegű PCB-k útválasztásakor. Egy ilyen zárt hurok eredményeként hurokantenna készül, ami növeli az EMI kisugárzott intenzitását.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

3. szabály: Nagy sebességű jeltovábbítási nyílt hurkú szabályok

A 2. szabály megemlíti, hogy a nagy sebességű jelek zárt köre EMI-sugárzást, de a nyitott hurok EMI-sugárzást is okoz.

A nagy sebességű jelhálózatok, például az órajelek, amint nyílt hurkú eredmény lép fel a többrétegű PCB irányításakor, lineáris antenna jön létre, ami növeli az EMI sugárzás intenzitását.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

4. szabály: A nagy sebességű jel karakterisztikus impedancia folytonossági szabálya

A nagysebességű jeleknél a rétegek közötti váltáskor a karakterisztikus impedanciának folytonosságnak kell lennie, különben növeli az EMI sugárzást. Vagyis ugyanazon réteg vezetékeinek szélessége folytonos, a különböző rétegek vezetékeinek impedanciája pedig folytonos kell legyen.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

5. szabály: A nagy sebességű nyomtatott áramköri lapok bekötési irányának szabályai

A két szomszédos réteg közötti huzalozásnak a függőleges huzalozás elvét kell követnie, különben áthallást okoz a vonalak között, és növeli az EMI-sugárzást.

Röviden, a szomszédos huzalozási rétegek követik a vízszintes és függőleges huzalozási irányt, és a függőleges huzalozás elnyomja a vonalak közötti áthallást.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

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

A nagysebességű PCB tervezésnél az áramköri lap karakterisztikus impedanciájának szabályozása és a topológiai szerkezet kialakítása többterheléses körülmények között közvetlenül meghatározza a termék sikerességét vagy kudarcát.

Az ábra egy százszoros lánc topológiát mutat, ami általában előnyös néhány Mhz-es használat esetén. Nagysebességű NYÁK kivitelben a hátoldalon csillag alakú szimmetrikus szerkezet alkalmazása javasolt.

PCB tervezés nagy sebességű analóg bemeneti jelek útválasztási módszere és szabályai

7. szabály: A nyomhosszúság rezonanciaszabálya

Ellenőrizze, hogy a jelvezeték hossza és a jel frekvenciája rezonanciát képez-e, vagyis ha a huzalozás hossza a jel hullámhosszának egész számú többszöröse, akkor a vezetékek rezonálni fognak, és a rezonancia elektromágneses hullámokat sugároz-e és interferenciát okoz.