Hvernig á að forðast flutningslínuáhrif í háhraða PCB hönnun

1. Aðferðir til að bæla rafsegultruflanir

Góð lausn á vandamáli merkiheiðarleika mun bæta rafsegulsviðssamhæfni (EMC) PCB borðsins. Eitt af því mikilvægasta er að tryggja að PCB borðið hafi góða jarðtengingu. Merkjalag með jarðlagi er mjög áhrifarík aðferð við flókna hönnun. Að auki er lágmarks merkiþéttleiki ysta lags hringrásarinnar einnig góð leið til að draga úr rafsegulgeislun. Þessari aðferð er hægt að ná með því að nota „yfirborðs“ tækni „uppbyggingu“ PCB hönnun. Yfirborðslaginu er náð með því að bæta við blöndu af þunnum einangrunarlögum og míkróforum sem notaðir eru til að komast í gegnum þessi lög á almenna vinnslu PCB. Viðnám og rýmd er hægt að grafa undir yfirborðinu og línuleg þéttleiki á hverja flatareiningu er næstum tvöfaldaður og dregur þannig úr rúmmáli PCB. Minnkun PCB svæðisins hefur mikil áhrif á staðfræði leiðar, sem þýðir að núverandi lykkja er minnkuð, lengd greinarleiðar er minnkuð og rafsegulgeislunin er um það bil í hlutfalli við flatarmál núverandi lykkju; At the same time, the small size characteristics mean that high-density pin packages can be used, which in turn reduces the length of the wire, thus reducing the current loop and improving emc characteristics.

2. Strictly control the cable lengths of key network cables

If the design has a high speed jump edge, the transmission line effect on the PCB must be considered. Hátt klukkuhraði hratt samþætt hringrás flís almennt notað í dag eru jafnvel meira vandamál. Það eru nokkrar grundvallarreglur til að leysa þetta vandamál: ef CMOS eða TTL hringrás er notuð til hönnunar er vinnslutíðni minni en 10MHz og lengd raflögn ætti ekki að vera meiri en 7 tommur. If the operating frequency is 50MHz, the cable length should not be greater than 1.5 inches. Wiring length should be 1 inch if operating frequency reaches or exceeds 75MHz. Hámarks raflengd fyrir GaAs flís ætti að vera 0.3 tommur. Ef farið er yfir þetta er vandamál með flutningslínu.

3. Skipuleggðu rétt staðfræði kaðall

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Með kaðallafræðinni er átt við kaðallarröð og uppbyggingu netsnúrunnar. Þegar háhraða rökfræðibúnaður er notaður mun merki með brúnir sem breytast hratt brenglast af greinum merkisstofns nema lengd greinarinnar sé mjög stutt. Almennt samþykkir PCB leiðbeiningar tvær grundvallar staðfræði, nefnilega Daisy Chain routing og Star dreifingu.

Fyrir daisy-keðju raflögn, raflögn byrjar í lok ökumannsins og nær hverjum móttökuenda í röð. Ef röð viðnám er notað til að breyta merkiseinkennum, ætti staða seríumótstöðu að vera nálægt akstursenda. Daisy keðja kaðall er best til að stjórna mikilli samhljóða truflun kaðall. Hins vegar hefur þessa tegund raflögn lægsta flutningshraða og er ekki auðvelt að standast 100%. Í raunverulegri hönnun viljum við gera greinarlengdina í Daisy keðjulögn eins stutt og mögulegt er og öryggislengdin ætti að vera: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Til dæmis, útibú endar í háhraða TTL hringrásum ætti að vera minna en 1.5 tommur á lengd. Þessi staðfræði tekur minna raflagnirými og hægt er að ljúka henni með einni mótstöðu. Hins vegar gerir þessi raflögn uppbygging þess að merki sem tekur við mismunandi merki móttakara er ekki samstillt.

The star topology can effectively avoid the problem of clock signal synchronization, but it is very difficult to finish the wiring manually on the PCB with high density. Notkun sjálfvirkrar snúru er besta leiðin til að ljúka stjörnu kaðall. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Þetta er hægt að gera handvirkt eða í gegnum CAD verkfæri til að reikna út einkennandi viðnámgildi og viðmiðunargildi viðstöðva.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Fyrsti kosturinn er RC eldstöðin. RC samsvarandi skautar geta dregið úr orkunotkun en er aðeins hægt að nota þegar merkiaðgerðin er tiltölulega stöðug. Þessi aðferð hentar best fyrir vinnslu klukkulínu merkis. Ókosturinn er sá að rýmd í RC samsvarandi flugstöðinni getur haft áhrif á lögun og útbreiðsluhraða merkisins.

The series resistor matching terminal incurs no additional power consumption, but slows down signal transmission. This approach is used in bus-driven circuits where time delays are not significant. Röð viðnámssamhæfingarstöðvarinnar hefur einnig þann kost að draga úr fjölda tækja sem notuð eru á spjaldið og þéttleika tenginga.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Kostur þess er að það dregur ekki merkið niður og getur verið mjög gott til að forðast hávaða. Venjulega notað fyrir TTL inntaksmerki (ACT, HCT, FAST).

In addition, the package type and installation type of the terminal matching resistor must be considered. SMD surface mount resistors generally have lower inductance than through-hole components, so SMD package components are preferred. There are also two installation modes for ordinary straight plug resistors: vertical and horizontal.

Í lóðréttri uppsetningarham hefur viðnám stuttan festipinna, sem dregur úr hitauppstreymi viðnáms milli mótstöðu og hringrásarborðs og gerir viðnámshitann auðveldara fyrir loft. En lengri lóðrétt uppsetning mun auka hvatvísi viðnámsins. Horizontal installation has lower inductance due to lower installation. However, the overheated resistance will drift, and in the worst case, the resistance will become open, resulting in PCB wiring termination matching failure, becoming a potential failure factor.

4. Önnur tækni sem við á

Til að draga úr tímabundinni spennuþrýstingi á IC aflgjafa ætti að bæta aftengingu þétti við IC flís. Þetta fjarlægir í raun áhrif burrs á aflgjafann og dregur úr geislun frá rafmagnslykkjunni á prentuðu borðinu.

Burr sléttunaráhrifin eru best þegar aftengingartappinn er tengdur beint við aflgjafarinn í samþættu hringrásinni frekar en aflgjafarlaginu. Þetta er ástæðan fyrir því að sum tæki eru með aftengingarþétti í innstungum sínum en önnur þurfa að fjarlægðin milli aftengingarþéttisins og tækisins sé nógu lítil.

Öllum háhraða og mikilli orkunotkunarbúnaði ætti að setja saman eins langt og hægt er til að draga úr skammvinnri yfirhleðslu spennu.

Án rafmagnslags mynda langar raflínur lykkju milli merkisins og lykkjunnar og þjóna sem geislavirki og hvatvísi hringrás.

Kaðall sem myndar lykkju sem fer ekki í gegnum sama netsnúruna eða aðra kaðall kallast opin lykkja. Ef lykkjan fer í gegnum sama netsnúruna mynda aðrar leiðir lokaða lykkju. Í báðum tilfellum geta loftnetáhrif (línu loftnet og hringloftnet) komið fram.