A design a nagyfrekvenciás PCB bonyolult folyamat, és számos tényező közvetlenül befolyásolhatja a nagyfrekvenciás áramkör működési teljesítményét. A nagyfrekvenciás áramkörök kialakítása és bekötése nagyon fontos az egész tervezéshez. A következő tíz tipp a nagyfrekvenciás áramköri PCB tervezéshez különösen ajánlott:

1. Többrétegű lapkábelezés

A nagyfrekvenciás áramkörök általában nagy integrációval és nagy huzalozási sűrűséggel rendelkeznek. A többrétegű táblák használata nem csak a vezetékezéshez szükséges, hanem hatékony eszköz az interferencia csökkentésére is. A PCB-elrendezési szakaszban a nyomtatott kártya méretének ésszerű kiválasztása bizonyos számú réteggel teljes mértékben kihasználhatja a közbenső réteget az árnyékolás felállításához, jobban megvalósíthatja a legközelebbi földelést, hatékonyan csökkenti a parazita induktivitást és lerövidíti a jelet. átviteli hossz, miközben továbbra is nagy. Mindezek a módszerek előnyösek a nagyfrekvenciás áramkörök megbízhatósága szempontjából, mint például a jel kereszt-interferenciájának amplitúdójának csökkentése. Egyes adatok azt mutatják, hogy ha ugyanazt az anyagot használjuk, a négyrétegű tábla zaja 20 dB-lel alacsonyabb, mint a kétoldalas lapé. Van azonban egy probléma is. Minél több a PCB félrétegek száma, annál bonyolultabb a gyártási folyamat, és annál magasabb az egységköltség. Ez megköveteli, hogy a PCB Layout végrehajtásakor a megfelelő számú rétegű NYÁK-kártyákat válasszuk ki. Ésszerű alkatrészelrendezési tervezés, és a megfelelő vezetékezési szabályok alkalmazása a tervezés befejezéséhez.

2. Minél kevésbé hajlik meg az ólom a nagy sebességű elektronikus eszközök érintkezői között, annál jobb

A nagyfrekvenciás áramkör vezetékeinek vezetéke a legjobb, ha teljes egyenes vonalat vesz fel, amelyet meg kell forgatni. 45 fokos szaggatott vonallal vagy körívvel forgatható. Ez a követelmény csak kisfrekvenciás áramkörökben a rézfólia rögzítési szilárdságának javítására szolgál, míg a nagyfrekvenciás áramkörökben ez a követelmény teljesül. Az egyik követelmény csökkentheti a nagyfrekvenciás jelek külső kibocsátását és kölcsönös csatolását.

3. Minél rövidebb a vezeték a nagyfrekvenciás áramköri eszköz érintkezői között, annál jobb

A jel sugárzási intenzitása arányos a jelvonal nyomhosszával. Minél hosszabb a nagyfrekvenciás jelvezeték, annál könnyebben csatlakoztatható a hozzá közel álló alkatrészekhez. Ezért a jelóra, a kristályoszcillátor, a DDR adatok, az LVDS-vonalak, az USB-vonalak, a HDMI-vonalak és más nagyfrekvenciás jelvonalak a lehető legrövidebbek legyenek.

4. Minél kevésbé váltakozik az ólomréteg a nagyfrekvenciás áramköri eszköz érintkezői között, annál jobb

Az úgynevezett „minél kisebb a vezetékek rétegek közötti váltakozása, annál jobb” azt jelenti, hogy minél kevesebb via-t (Via) használnak a komponens csatlakoztatási folyamatában, annál jobb. Az oldal szerint egy via körülbelül 0.5 pF elosztott kapacitást hozhat, a via-ok számának csökkentése pedig jelentősen növelheti a sebességet és csökkentheti az adathibák lehetőségét.

5. Ügyeljen a jelvezeték által bevezetett „crosstalk”-ra a szoros párhuzamos irányítás során

A nagyfrekvenciás áramkörök huzalozásánál ügyelni kell a jelvezetékek szoros párhuzamos irányítása által bevezetett „keresztre”. Az áthallás a nem közvetlenül csatlakoztatott jelvezetékek közötti csatolási jelenségre utal. Mivel a nagyfrekvenciás jeleket elektromágneses hullámok formájában továbbítják az átviteli vonal mentén, a jelvezeték antennaként fog működni, és az elektromágneses mező energiája az átviteli vonal körül kerül kibocsátásra. A jelek közötti elektromágneses mezők kölcsönös csatolása miatt nemkívánatos zajjelek keletkeznek. Áthallásnak (Crosstalk) hívják. A NYÁK-réteg paraméterei, a jelvonalak távolsága, a meghajtó és a vevővég elektromos jellemzői, valamint a jelvonal-lezárási mód mind-mind bizonyos hatással vannak az áthallásra. Ezért a nagyfrekvenciás jelek áthallásának csökkentése érdekében a vezetékezés során a lehető legnagyobb mértékben meg kell tenni a következőket:

Ha a bekötési hely megengedi, a két, komolyabb áthallással rendelkező vezeték közé földelővezeték vagy földelőlap behelyezése szerepet játszhat az izolálásban és csökkentheti az áthallást. Ha a jelvezetéket körülvevő térben időben változó elektromágneses tér van, ha a párhuzamos eloszlás nem kerülhető el, akkor a párhuzamos jelvonal ellentétes oldalán nagy „föld” terület helyezhető el az interferencia nagymértékű csökkentése érdekében.

Abban az előfeltételezésben, hogy a bekötési hely lehetővé teszi, növelje a szomszédos jelvonalak közötti távolságot, csökkentse a jelvezetékek párhuzamos hosszát, és próbálja meg az órajelet merőlegessé tenni a kulcsjelvonalra, nem pedig párhuzamosra. Ha az azonos rétegben a párhuzamos huzalozás szinte elkerülhetetlen, akkor két szomszédos rétegben a huzalozás irányának merőlegesnek kell lennie egymásra.

A digitális áramkörökben a szokásos órajelek gyors élváltoztatással járó jelek, amelyeknek nagy a külső áthallásuk. Ezért a tervezésben az óravezetéket földvezetékkel kell körülvenni, és több földvonali lyukat kell lyukasztani az elosztott kapacitás csökkentése érdekében, ezáltal csökkentve az áthallást. A nagyfrekvenciás jelórák esetében próbáljon alacsony feszültségű differenciál órajeleket használni, és a földelési módot lefedje, és ügyeljen a csomag földelési lyukasztásának integritására.

A használaton kívüli bemeneti kapcsot nem felfüggeszteni, hanem földelni vagy a tápegységre kell csatlakoztatni (a tápegység is földelve van a nagyfrekvenciás jelhurokban), mert a felfüggesztett vonal egyenértékű lehet az adóantennával, és a földelés gátolja a kibocsátás. A gyakorlat bebizonyította, hogy ezzel a módszerrel az áthallás kiküszöbölésére néha azonnali eredményeket lehet elérni.

6. Adjon hozzá nagyfrekvenciás leválasztó kondenzátort az integrált áramköri blokk tápcsatlakozójához

Minden közeli integrált áramköri blokk tápegység érintkezőjéhez egy nagyfrekvenciás leválasztó kondenzátor van hozzáadva. A tápegység érintkezőjének nagyfrekvenciás leválasztó kondenzátorának növelése hatékonyan elnyomhatja a tápegység érintkezőjén a nagyfrekvenciás harmonikusok interferenciáját.

7. Válassza le a nagyfrekvenciás digitális jel és az analóg jel földelő vezetékét

Ha az analóg földelővezeték, digitális földelővezeték stb. csatlakozik a nyilvános földelővezetékhez, használjon nagyfrekvenciás fojtómágneses gyöngyöket a csatlakoztatáshoz, vagy közvetlenül leválasztja, és válassza ki a megfelelő helyet az egypontos összekapcsoláshoz. A nagyfrekvenciás digitális jel földelővezetékének földpotenciálja általában inkonzisztens. A kettő között gyakran van egy bizonyos feszültségkülönbség közvetlenül. Ezenkívül a nagyfrekvenciás digitális jel földelővezetéke gyakran a nagyfrekvenciás jel nagyon gazdag harmonikus összetevőit tartalmazza. Ha a digitális jel földelővezetéke és az analóg jel földvezetéke közvetlenül össze van kötve, a nagyfrekvenciás jel harmonikusai interferálnak az analóg jellel a földelővezeték csatolásán keresztül. Ezért normál körülmények között a nagyfrekvenciás digitális jel földelővezetékét és az analóg jel földelővezetékét le kell választani, és megfelelő helyen egypontos összekapcsolási módszer, vagy nagyfeszültségű módszer alkalmazható. frekvenciafojtó mágnesgyöngy összekapcsolás használható.

8. Kerülje a huzalozás által alkotott hurkokat

Mindenféle nagyfrekvenciás jelnyom nem képezhet hurkot, amennyire csak lehetséges. Ha ez elkerülhetetlen, a hurok területe a lehető legkisebb legyen.

9. Biztosítania kell a jó jelimpedancia illesztést

A jelátvitel során, ha az impedancia nem egyezik, a jel visszaverődik az átviteli csatornában, és a visszaverődés hatására a szintetizált jel túllövést képez, ami a logikai küszöb közelében ingadozik.

A visszaverődés megszüntetésének alapvető módja az átviteli jel impedanciájának megfelelő illeszkedése. Mivel minél nagyobb a különbség a terhelési impedancia és az átviteli vezeték karakterisztikus impedanciája között, annál nagyobb a visszaverődés, ezért a jelátviteli vonal karakterisztikus impedanciáját a terhelési impedanciával kell a lehető legnagyobb mértékben egyenlővé tenni. Ugyanakkor vegye figyelembe, hogy a NYÁK-on lévő távvezetéken nem lehetnek hirtelen változások vagy sarkok, és próbálja meg folyamatosan tartani az átviteli vonal minden pontjának impedanciáját, különben a távvezeték különböző szakaszai között visszaverődések keletkeznek. Ez megköveteli, hogy a nagy sebességű NYÁK-kábelezés során a következő huzalozási szabályokat be kell tartani:

USB kábelezési szabályok. USB jelkülönbség-útválasztást igényel, a vonal szélessége 10 mil, a sortávolság 6 mil, a földvonal és a jelvonal távolsága pedig 6 mil.

HDMI bekötési szabályok. A HDMI jelkülönbség-útválasztás szükséges, a vonal szélessége 10 mil, a sortávolság 6 mil, és a két HDMI differenciáljelpár közötti távolság meghaladja a 20 milit.

LVDS bekötési szabályok. LVDS jelkülönbség-útválasztást igényel, a vonal szélessége 7 mil, a sortávolság 6 mil, a cél a HDMI differenciál jel impedanciájának 100+-15% ohmra vezérlése

DDR bekötési szabályok. A DDR1 nyomkövetések megkövetelik, hogy a jelek ne menjenek át a lyukakon, amennyire csak lehetséges, a jelvonalak azonos szélességűek, és a vonalak egyenlő távolságra vannak. A nyomkövetéseknek meg kell felelniük a 2W-os elvnek, hogy csökkentsék a jelek közötti áthallást. A nagy sebességű DDR2 és újabb eszközökhöz nagyfrekvenciás adatok is szükségesek. A vonalak egyenlő hosszúságúak, hogy biztosítsák a jel impedanciaillesztését.

10. Az átvitel integritásának garantálása

Fenntartja a jelátvitel sértetlenségét, és megakadályozza a földfelhasadás okozta „földrepattanási jelenséget”.