Ինչպես խուսափել էլեկտրահաղորդման գծի ազդեցությունից գերարագ PCB դիզայն

1. Էլեկտրամագնիսական միջամտությունը ճնշելու մեթոդներ

Ազդանշանի ամբողջականության խնդրի լավ լուծումը կբարելավի PCB տախտակի էլեկտրամագնիսական համատեղելիությունը (EMC): Ամենակարևորներից մեկն այն է, որ ապահովվի PCB- ի տախտակի լավ հիմնավորումը: Գրունտային շերտով ազդանշանային շերտը բարդ դիզայնի շատ արդյունավետ մեթոդ է: Բացի այդ, տպատախտակի ամենաերկար շերտի ազդանշանի խտությունը նվազեցնելը նույնպես լավ միջոց է էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը նվազեցնելու համար: Այս մեթոդին կարելի է հասնել ՝ օգտագործելով «մակերեսային» տեխնոլոգիա ՝ «կուտակված» PCB դիզայն: Մակերևույթի շերտը ձեռք է բերվում `մեկուսացման բարակ շերտերի և միկրոբևեռների համադրություն ավելացնելով, որոնք օգտագործվում են այս շերտերը ներթափանցելու համար ընդհանուր պրոցեսի PCB- ի վրա: Դիմադրությունն ու տարողությունը կարող են թաղվել մակերևույթի տակ, իսկ գծային խտությունը մեկ միավորի մակերեսին գրեթե կրկնապատկվում է ՝ դրանով իսկ նվազեցնելով PCB- ի ծավալը: PCB- ի տարածքի կրճատումը հսկայական ազդեցություն ունի երթուղու տոպոլոգիայի վրա, ինչը նշանակում է, որ ընթացիկ օղակը կրճատվում է, ճյուղերի ուղղման երկարությունը կրճատվում է, իսկ էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը մոտավորապես համաչափ է ընթացիկ հանգույցի տարածքին: Միևնույն ժամանակ, փոքր չափերի բնութագրերը նշանակում են, որ կարող են օգտագործվել բարձր խտության կապող փաթեթներ, ինչը, իր հերթին, նվազեցնում է մետաղալարերի երկարությունը `այդպիսով նվազեցնելով ընթացիկ օղակը և բարելավելով emc բնութագրերը:

2. Խստորեն վերահսկեք առանցքային ցանցի մալուխների մալուխների երկարությունները

Եթե ​​դիզայնն ունի բարձր արագության ցատկման եզր, ապա պետք է հաշվի առնել PCB- ի վրա հաղորդման գծի ազդեցությունը: Commonlyամացույցի բարձր արագությամբ արագ ինտեգրալային միկրոսխեմաները, որոնք սովորաբար օգտագործվում են այսօր, նույնիսկ ավելի խնդրահարույց են: Այս խնդիրը լուծելու համար կան մի քանի հիմնական սկզբունքներ. Եթե նախագծման համար օգտագործվում են CMOS կամ TTL սխեմաներ, աշխատանքային հաճախականությունը 10 ՄՀց -ից պակաս է, իսկ լարերի երկարությունը չպետք է լինի ավելի քան 7 դյույմ: Եթե ​​աշխատանքային հաճախականությունը 50 ՄՀց է, մալուխի երկարությունը չպետք է լինի ավելի քան 1.5 դյույմ: Լարերի երկարությունը պետք է լինի 1 դյույմ, եթե շահագործման հաճախականությունը հասնում կամ գերազանցում է 75 ՄՀց հաճախականությունը: GaAs չիպերի միացման առավելագույն երկարությունը պետք է լինի 0.3 դյույմ: Եթե ​​դա գերազանցվի, ապա կա էլեկտրահաղորդման գծի խնդիր:

3. planիշտ պլանավորել մալուխների տեղագրությունը

Հաղորդման գծի էֆեկտը լուծելու մեկ այլ տարբերակ է երթուղու ճիշտ ուղու և տերմինալային տոպոլոգիայի ընտրությունը: Մալուխային տոպոլոգիան վերաբերում է ցանցի մալուխի մալուխների հաջորդականությանը և կառուցվածքին: Երբ օգտագործվում են գերարագ տրամաբանական սարքեր, արագ փոփոխվող եզրերով ազդանշանը կխեղաթյուրվի ազդանշանի միջքաղաքային ճյուղերով, եթե ճյուղի երկարությունը շատ կարճ չի պահվում: Ընդհանուր առմամբ, PCB- ի ուղղորդումը ընդունում է երկու հիմնական տոպոլոգիա, այն է `Daisy Chain երթուղին և Star բաշխումը:

Մարգարիտ շղթայի էլեկտրագծերի համար էլեկտրագծերը սկսվում են վարորդի վերջից և հերթով հասնում յուրաքանչյուր ընդունման ծայրին: Եթե ​​ազդանշանային բնութագրերը փոխելու համար օգտագործվում է մի շարք դիմադրություն, ապա սերիայի դիմադրության դիրքը պետք է մոտ լինի շարժիչ ծայրին: Դեյզի շղթայի մալուխը լավագույնն է մալուխների բարձր ներդաշնակ միջամտությունը վերահսկելու համար: Այնուամենայնիվ, էլեկտրագծերի այս տեսակն ունի փոխանցման ամենացածր արագությունը և հեշտ չէ անցնել 100%-ով: Իրական նախագծում մենք ցանկանում ենք հնարավորինս կարճացնել Daisy շղթայի էլեկտրագծերի ճյուղի երկարությունը, իսկ անվտանգ երկարության արժեքը պետք է լինի. Stub Delay < = Trt * 0.1.

Օրինակ, արագընթաց TTL սխեմաներում ճյուղի ծայրերը պետք է ունենան 1.5 դյույմից պակաս երկարություն: Այս տոպոլոգիան ավելի քիչ տեղ է զբաղեցնում էլեկտրագծերի վրա և կարող է դադարեցվել մեկ դիմադրության համապատասխանեցմամբ: Այնուամենայնիվ, էլեկտրագծերի այս կառուցվածքը ստիպում է տարբեր ազդանշանի ընդունիչում ստացող ազդանշանը համաժամանակյա չլինել:

Աստղի տոպոլոգիան կարող է արդյունավետորեն խուսափել ժամացույցի ազդանշանի համաժամացման խնդրից, բայց շատ դժվար է բարձր խտությամբ PCB- ով էլեկտրագծերը ձեռքով ավարտելը: Ավտոմատ մալուխի օգտագործումը աստղային մալուխներն ավարտելու լավագույն միջոցն է: Յուրաքանչյուր ճյուղի վրա պահանջվում է տերմինալային ռեզիստոր: Տերմինալային դիմադրության արժեքը պետք է համապատասխանի մետաղալարերի բնորոշ դիմադրությանը: Դա կարելի է անել ձեռքով կամ CAD գործիքների միջոցով `հաշվարկելու բնութագրական դիմադրողականության արժեքները և տերմինալների համապատասխանող դիմադրության արժեքները:

Թեև պարզ տերմինալային ռեզիստորներն օգտագործվում են վերը նշված երկու օրինակներում, ավելի բարդ համընկնող տերմինալը գործնականում պարտադիր չէ: Առաջին տարբերակը RC համընկնումների տերմինալն է: RC- ի համապատասխան տերմինալները կարող են նվազեցնել էներգիայի սպառումը, բայց կարող են օգտագործվել միայն այն դեպքում, երբ ազդանշանի աշխատանքը համեմատաբար կայուն է: Այս մեթոդը առավել հարմար է ժամացույցի գծի ազդանշանի համապատասխան մշակման համար: Թերությունն այն է, որ RC- ի համապատասխան տերմինալում թողունակությունը կարող է ազդել ազդանշանի ձևի և տարածման արագության վրա:

Սերիական ռեզիստորին համապատասխանող տերմինալը չի ​​պահանջում լրացուցիչ էներգիայի սպառում, բայց դանդաղեցնում է ազդանշանի փոխանցումը: Այս մոտեցումը օգտագործվում է ավտոբուսներով շարժվող սխեմաներում, որտեղ ժամանակի ուշացումները էական չեն: Սերիայի դիմադրիչների համընկնող տերմինալը նաև առավելություն ունի նվազեցնել տախտակի վրա օգտագործվող սարքերի քանակը և միացումների խտությունը:

Վերջնական մեթոդը համապատասխան տերմինալի առանձնացումն է, որի մեջ համապատասխան տարրը պետք է տեղադրվի ընդունման վերջի մոտ: Դրա առավելությունն այն է, որ այն չի իջեցնի ազդանշանը, և կարող է շատ լավ լինել աղմուկից խուսափելու համար: Սովորաբար օգտագործվում է TTL մուտքային ազդանշանների համար (ACT, HCT, FAST):

Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել տերմինալի համապատասխանող դիմադրության փաթեթի տեսակը և տեղադրման տեսակը: SMD մակերևույթի վրա ամրացնող դիմադրիչները, ընդհանուր առմամբ, ավելի ցածր ինդուկտիվություն ունեն, քան անցքերի բաղադրիչները, ուստի նախընտրելի են SMD փաթեթի բաղադրիչները: Կան նաև սովորական ուղիղ խրոցակի դիմադրիչների տեղադրման երկու ռեժիմ ՝ ուղղահայաց և հորիզոնական:

Ուղղահայաց մոնտաժման ռեժիմում դիմադրությունն ունի կարճ ամրացման քորոց, ինչը նվազեցնում է դիմադրության և տպատախտակի միջև ջերմային դիմադրությունը և դիմադրության ջերմությունը դարձնում է ավելի հեշտ արտանետվող օդ: Բայց ավելի երկար ուղղահայաց տեղադրումը կբարձրացնի ռեզիստորի ինդուկտիվությունը: Հորիզոնական տեղադրումն ավելի ցածր ինդուկտիվություն ունի `ավելի ցածր տեղադրման պատճառով: Այնուամենայնիվ, գերտաքացած դիմադրությունը կշարժվի, և վատագույն դեպքում դիմադրությունը բաց կդառնա, որի արդյունքում PCB- ի էլեկտրագծերի դադարեցումը կհամապատասխանի ձախողմանը `դառնալով պոտենցիալ խափանման գործոն:

4. Կիրառելի այլ տեխնոլոգիաներ

IC հոսանքի աղբյուրի վրա անցողիկ լարման գերազանցումը նվազեցնելու համար IC chip- ին պետք է միացնել անջատման կոնդենսատորը: Սա արդյունավետորեն հեռացնում է փորվածքների ազդեցությունը էներգիայի մատակարարման վրա և նվազեցնում է տպագիր տախտակի վրա հոսանքի օղակի ճառագայթումը:

Կտրուկի հարթեցման էֆեկտն ամենալավն է, երբ անջատման կոնդենսատորը միացված է անմիջապես ինտեգրալ սխեմայի էներգիայի մատակարարման ոտքին, այլ ոչ թե սնուցման շերտին: Սա է պատճառը, որ որոշ սարքեր ունեն վարդակների անջատման կոնդենսատորներ, իսկ մյուսները պահանջում են անջատման կոնդենսատորի և սարքի միջև հեռավորությունը բավական փոքր:

Բարձր արագության և էներգիայի սպառման ցանկացած սարք պետք է հնարավորինս միասին տեղակայվեն `նվազեցնելու սնուցման լարման անցողիկ գերազանցումը:

Առանց հոսանքի շերտի, երկար էլեկտրահաղորդման գծերը հանգույց են ստեղծում ազդանշանի և հանգույցի միջև ՝ ծառայելով որպես ճառագայթման աղբյուր և ինդուկտիվ միացում:

Loանցի ձևավորումը, որը չի անցնում նույն ցանցի մալուխի կամ այլ մալուխների միջով, կոչվում է բաց օղակ: Եթե ​​օղակն անցնում է նույն ցանցի մալուխի միջով, այլ երթուղիներ կազմում են փակ օղակ: Երկու դեպքում էլ կարող է առաջանալ ալեհավաքի էֆեկտը (գծային ալեհավաք և մատանի ալեհավաք):