PCB merancang metode perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Semakin lebar garis lebar, semakin kuat kemampuan anti-interferensi dan semakin baik kualitas sinyal (pengaruh efek kulit). Tetapi pada saat yang sama, persyaratan impedansi karakteristik 50Ω harus dijamin. Papan FR4 normal, lebar garis permukaan impedansi 6MIL adalah 50Ω. Ini jelas tidak dapat memenuhi persyaratan kualitas sinyal input analog berkecepatan tinggi, jadi kami biasanya menggunakan pelubangan GND02 dan membiarkannya merujuk ke lapisan ART03. Dengan cara ini, sinyal diferensial dapat dihitung sebagai 12/10, dan satu baris dapat dihitung sebagai 18MIL. (Perhatikan bahwa lebar garis melebihi 18MIL dan kemudian pelebaran tidak ada artinya)

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

CLINE yang disorot dalam warna hijau pada gambar mengacu pada input analog kecepatan tinggi jalur tunggal dan diferensial dari lapisan ART03. Saat melakukannya, beberapa detail harus ditangani:

(1) Bagian simulasi lapisan TOP perlu dikemas, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Perlu dicatat bahwa jarak dari tembaga arde ke input analog CLINE harus 3W, yaitu, AIRGAP dari tepi tembaga ke CLINE adalah dua kali lebar garis. Menurut beberapa perhitungan dan simulasi teoretis elektromagnetik, medan magnet dan medan listrik dari garis sinyal pada PCB terutama didistribusikan dalam kisaran 3W. (Interferensi derau dari sinyal sekitar kurang dari atau sama dengan 1%).

(2) Tembaga GND dari lapisan positif area analog juga perlu diisolasi dari area digital sekitarnya, yaitu, semua lapisan diisolasi.

(3) Untuk pelubangan GND02, kami biasanya melubangi semua area ini, sehingga pengoperasiannya relatif sederhana dan tidak ada masalah. Namun mengingat detailnya atau agar bisa lebih baik, kita hanya bisa melubangi bagian kabel input analog, tentunya sama seperti layer TOP, area 3W. Ini dapat menjamin kualitas sinyal dan kerataan papan. Hasil pengolahannya adalah sebagai berikut:

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Dengan cara ini, jalur kembali dari sinyal input analog berkecepatan tinggi dapat dengan cepat dialirkan kembali pada lapisan GND02. Artinya, jalur kembali tanah yang disimulasikan menjadi lebih pendek.

(4) Memukul sejumlah besar vias GND secara tidak teratur di sekitar sinyal analog berkecepatan tinggi untuk membuat sinyal analog mengalir kembali dengan cepat. Itu juga dapat menyerap kebisingan.

Desain PCB aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 1: Aturan pelindung perutean sinyal PCB berkecepatan tinggi Dalam desain PCB berkecepatan tinggi, perutean jalur sinyal berkecepatan tinggi utama seperti jam perlu dilindungi. Jika tidak ada pelindung atau hanya sebagian saja, maka akan menyebabkan kebocoran EMI. Direkomendasikan agar kabel berpelindung diarde dengan lubang per 1000 mil.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 2: Aturan loop tertutup perutean sinyal berkecepatan tinggi

Karena meningkatnya kepadatan papan PCB, banyak insinyur LAYOUT PCB rentan terhadap kesalahan dalam proses perutean, yaitu jaringan sinyal berkecepatan tinggi seperti sinyal clock, yang menghasilkan hasil loop tertutup saat merutekan PCB multi-layer. Sebagai hasil dari loop tertutup tersebut, antena loop akan diproduksi, yang akan meningkatkan intensitas radiasi EMI.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 3: Aturan loop terbuka perutean sinyal berkecepatan tinggi

Aturan 2 menyebutkan bahwa loop tertutup dari sinyal berkecepatan tinggi akan menyebabkan radiasi EMI, tetapi loop terbuka juga akan menyebabkan radiasi EMI.

Jaringan sinyal berkecepatan tinggi seperti sinyal clock, setelah hasil loop terbuka terjadi ketika PCB multilayer diarahkan, antena linier akan diproduksi, yang meningkatkan intensitas radiasi EMI.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 4: Aturan kontinuitas impedansi karakteristik dari sinyal kecepatan tinggi

Untuk sinyal berkecepatan tinggi, impedansi karakteristik harus kontinuitas ketika beralih antar lapisan, jika tidak maka akan meningkatkan radiasi EMI. Dengan kata lain, lebar kabel dari lapisan yang sama harus kontinu, dan impedansi kabel dari lapisan yang berbeda harus kontinu.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 5: Aturan arah pengkabelan untuk desain PCB berkecepatan tinggi

Pengkabelan antara dua lapisan yang berdekatan harus mengikuti prinsip pengkabelan vertikal, jika tidak maka akan menyebabkan crosstalk antara garis dan meningkatkan radiasi EMI.

Singkatnya, lapisan kabel yang berdekatan mengikuti arah kabel horizontal dan vertikal, dan kabel vertikal dapat menekan crosstalk di antara garis.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 6: Aturan struktur topologi dalam desain PCB berkecepatan tinggi

Dalam desain PCB berkecepatan tinggi, kontrol impedansi karakteristik papan sirkuit dan desain struktur topologi dalam kondisi multi-beban secara langsung menentukan keberhasilan atau kegagalan produk.

Gambar tersebut menunjukkan topologi rantai daisy, yang umumnya bermanfaat bila digunakan dalam beberapa Mhz. Disarankan untuk menggunakan struktur simetris berbentuk bintang di bagian belakang dalam desain PCB berkecepatan tinggi.

PCB merancang metode dan aturan perutean sinyal input analog berkecepatan tinggi

Aturan 7: Aturan resonansi panjang jejak

Periksa apakah panjang garis sinyal dan frekuensi sinyal merupakan resonansi, yaitu, ketika panjang kabel adalah kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang sinyal 1/4, kabel akan beresonansi, dan resonansi akan memancarkan gelombang elektromagnetik dan menimbulkan gangguan.