Hogyan lehet elkerülni az átviteli vonal hatását nagy sebességű NYÁK tervezés

1. Módszerek az elektromágneses interferencia elnyomására

A jel integritási problémájának jó megoldása javítja a NYÁK -kártya elektromágneses kompatibilitását (EMC). Az egyik legfontosabb annak biztosítása, hogy a NYÁK kártya jó földeléssel rendelkezzen. A talajréteggel ellátott jelréteg nagyon hatékony módszer az összetett tervezéshez. Ezenkívül az áramköri lap legkülső rétegének jelsűrűségének minimalizálása is jó módszer az elektromágneses sugárzás csökkentésére. Ez a módszer a „felület” technológia „felépítési” NYÁK-tervezésével érhető el. A felületi réteget vékony szigetelő rétegek és mikropórusok kombinációjának hozzáadásával érik el, amelyeket ezeken a rétegeken áthatolnak egy általános eljárású NYÁK-on. Az ellenállást és a kapacitást a felszín alá lehet temetni, és a területegységre jutó lineáris sűrűség majdnem megkétszereződik, így csökken a NYÁK térfogata. A NYÁK -terület csökkentése óriási hatással van az útválasztás topológiájára, ami azt jelenti, hogy csökken az áramhurok, csökken az elágazás -irányítás hossza, és az elektromágneses sugárzás megközelítőleg arányos az áramkör területével; Ugyanakkor a kis méret jellemzők azt jelentik, hogy nagy sűrűségű csapcsomagok használhatók, ami viszont csökkenti a huzal hosszát, ezáltal csökkenti az áramhurkot és javítja az emc jellemzőit.

2. Szigorúan ellenőrizze a legfontosabb hálózati kábelek kábelhosszát

Ha a kialakítás nagysebességű ugróéllel rendelkezik, akkor figyelembe kell venni a távvezeték hatását a NYÁK -ra. A ma általánosan használt, magas órajelű, gyors integrált áramköri chipek még problémásabbak. Van néhány alapelv a probléma megoldására: ha CMOS vagy TTL áramköröket használnak a tervezéshez, az üzemi frekvencia kisebb 10 MHz -nél, és a huzalozás hossza nem lehet nagyobb 7 hüvelyknél. Ha az üzemi frekvencia 50 MHz, a kábel hossza nem lehet nagyobb, mint 1.5 hüvelyk. A vezetékek hosszának 1 hüvelyknek kell lennie, ha a működési frekvencia eléri vagy meghaladja a 75 MHz -et. A GaAs chipek maximális huzalozási hosszának 0.3 hüvelyknek kell lennie. Ha ezt túllépik, akkor távvezeték -probléma lép fel.

3. Megfelelően tervezze meg a kábelezés topológiáját

Az átviteli vonal hatásának megoldásának másik módja a megfelelő útvonal és a terminál topológia kiválasztása. A kábelezési topológia a hálózati kábel kábelezési sorrendjére és szerkezetére utal. Nagysebességű logikai eszközök használata esetén a gyorsan változó élekkel rendelkező jelet eltorzítják a jeltörzs elágazásai, kivéve, ha az elágazás hossza nagyon rövid. Általánosságban elmondható, hogy a PCB útválasztás két alapvető topológiát alkalmaz, nevezetesen a Daisy Chain útválasztást és a Star elosztást.

A százszázalékos láncolatú kábelezésnél a huzalozás a vezető végén kezdődik, és sorra ér el minden fogadó végét. Ha soros ellenállást használnak a jeljellemzők megváltoztatására, akkor a soros ellenállás helyzetének közel kell lennie a hajtás végéhez. A százszorszép láncú kábelezés a legjobb a kábelezés magas harmonikus interferenciájának szabályozására. Ez a fajta huzalozás azonban a legalacsonyabb átviteli sebességgel rendelkezik, és nem könnyű 100%-ban átadni. A tényleges kialakításban azt szeretnénk, hogy a Daisy láncvezetékek elágazási hossza a lehető legrövidebb legyen, és a biztonságos hosszúság értéke legyen: Csonk késleltetés < = Trt * 0.1.

Például a nagy sebességű TTL áramkörök ágvégeinek kevesebb, mint 1.5 hüvelyknek kell lenniük. Ez a topológia kevesebb huzalozási helyet foglal el, és egyetlen ellenállás -illesztéssel leállítható. Ez a huzalozási struktúra azonban azt teszi, hogy a különböző jelvevőkön érkező jel nem szinkron.

A csillag topológia hatékonyan elkerülheti az órajel szinkronizálásának problémáját, de nagyon nehéz befejezni a huzalozást manuálisan a nagy sűrűségű NYÁK -on. Az automatikus kábelvezeték használata a legjobb módja a csillagkábelezés befejezésének. Mindegyik ágon terminálellenállás szükséges. A kapocsellenállás értékének meg kell egyeznie a vezeték jellemző impedanciájával. Ezt manuálisan vagy CAD eszközökkel lehet elvégezni a jellemző impedanciaértékek és a terminál illesztési ellenállás értékeinek kiszámításához.

Míg a fenti két példában egyszerű sorkapocs ellenállásokat használnak, a gyakorlatban opcionális egy összetettebb illesztő terminál. Az első lehetőség az RC match terminál. Az RC illesztő terminálok csökkenthetik az energiafogyasztást, de csak akkor használhatók, ha a jel működése viszonylag stabil. Ez a módszer a legalkalmasabb az órajel jelek illesztésének feldolgozására. Hátránya, hogy az RC illesztő terminál kapacitása befolyásolhatja a jel alakját és terjedési sebességét.

A soros ellenállás -illesztő terminálnak nincs további energiafogyasztása, de lelassítja a jelátvitelt. Ezt a megközelítést használják busz-meghajtású áramkörökben, ahol az időkésések nem jelentősek. A soros ellenállás -illesztő terminál előnye az is, hogy csökkenti az alaplapon használt eszközök számát és a csatlakozások sűrűségét.

A végső módszer az illesztő terminál szétválasztása, amelyben a megfelelő elemet a fogadó vég közelében kell elhelyezni. Előnye, hogy nem húzza le a jelet, és nagyon jó lehet a zaj elkerülésére. Általában TTL bemeneti jelekhez (ACT, HCT, FAST) használják.

Ezenkívül figyelembe kell venni a sorkapocs -ellenállás csomag típusát és telepítési típusát. Az SMD felületre szerelt ellenállások általában alacsonyabb induktivitással rendelkeznek, mint az átmenő lyukak, ezért előnyben részesítik az SMD csomag alkatrészeit. A hagyományos egyenes dugós ellenállásoknak két telepítési módja is van: függőleges és vízszintes.

Függőleges szerelési módban az ellenállásnak van egy rövid rögzítőcsapja, amely csökkenti az ellenállás és az áramköri lap közötti hőellenállást, és megkönnyíti az ellenálláshő kibocsátását a levegőbe. De egy hosszabb függőleges telepítés növeli az ellenállás induktivitását. A vízszintes telepítés alacsonyabb induktivitással rendelkezik az alacsonyabb telepítés miatt. A túlmelegedett ellenállás azonban elsodródik, és a legrosszabb esetben az ellenállás nyitott lesz, ami azt eredményezi, hogy a NYÁK -vezetékek lezárásának meghibásodási hibája potenciális meghibásodási tényezővé válik.

4. Egyéb alkalmazható technológiák

Annak érdekében, hogy csökkentse az átmeneti feszültség túllépését az IC tápegységén, a leválasztó kondenzátort hozzá kell adni az IC chiphez. Ez hatékonyan eltávolítja a sorjakat a tápegységre, és csökkenti a nyomtatott táblán lévő táphurok sugárzását.

A sorja simító hatás akkor a legjobb, ha a leválasztó kondenzátor közvetlenül az integrált áramkör tápellátó lábához van csatlakoztatva, nem pedig a tápegységréteghez. Ez az oka annak, hogy egyes eszközök aljzataiban leválasztó kondenzátorok találhatók, míg mások megkövetelik, hogy a leválasztó kondenzátor és az eszköz közötti távolság elég kicsi legyen.

A nagy sebességű és nagy fogyasztású eszközöket a lehető legnagyobb mértékben együtt kell elhelyezni, hogy csökkentsék a tápfeszültség átmeneti túllépését.

Áramréteg nélkül a hosszú távvezetékek hurkot képeznek a jel és a hurok között, amelyek sugárforrásként és induktív áramkörként szolgálnak.

Azokat a kábeleket, amelyek olyan hurkot képeznek, amely nem megy át ugyanazon a hálózati kábelen vagy más kábelezésen, nyílt huroknak nevezzük. Ha a hurok ugyanazon a hálózati kábelen halad át, akkor más útvonalak zárt hurkot képeznek. Mindkét esetben előfordulhat az antennahatás (vonali antenna és gyűrűs antenna).