PCB progettare un metodo di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità

Maggiore è la larghezza della linea, maggiore è la capacità anti-interferenza e migliore è la qualità del segnale (l’influenza dell’effetto pelle). Ma allo stesso tempo, deve essere garantito il requisito dell’impedenza caratteristica di 50Ω. Scheda FR4 normale, l’impedenza della larghezza della linea di superficie 6MIL è 50 . Questo ovviamente non può soddisfare i requisiti di qualità del segnale dell’ingresso analogico ad alta velocità, quindi generalmente utilizziamo lo svuotamento di GND02 e lo lasciamo fare riferimento al livello ART03. In questo modo il segnale differenziale può essere contato come 12/10, e la singola linea può essere contata come 18MIL. (Si noti che la larghezza della linea supera 18MIL e quindi l’allargamento non ha senso)

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

La CLINE evidenziata in verde in figura si riferisce all’ingresso analogico unifilare e differenziale ad alta velocità del layer ART03. Nel fare ciò, è necessario trattare alcuni dettagli:

(1) La parte di simulazione dello strato TOP deve essere impacchettata, come mostrato nella figura sopra. Va notato che la distanza dal rame di terra all’ingresso analogico CLINE deve essere 3W, ovvero l’AIRGAP dal bordo del rame a CLINE è il doppio della larghezza della linea. Secondo alcuni calcoli e simulazioni teoriche elettromagnetiche, il campo magnetico e il campo elettrico delle linee di segnale sul PCB sono distribuiti principalmente nell’intervallo di 3W. (L’interferenza del rumore dai segnali circostanti è inferiore o uguale all’1%).

(2) Anche il rame GND dello strato positivo dell’area analogica deve essere isolato dall’area digitale circostante, ovvero tutti gli strati sono isolati.

(3) Per lo svuotamento di GND02, di solito svuotiamo tutta quest’area, quindi l’operazione è relativamente semplice e non ci sono problemi. Ma considerando i dettagli o per fare meglio, possiamo solo svuotare la parte di cablaggio dell’ingresso analogico, ovviamente, lo stesso dello strato TOP, l’area 3W. Questo può garantire la qualità del segnale e la planarità della scheda. Il risultato dell’elaborazione è il seguente:

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

In questo modo, il percorso di ritorno del segnale di ingresso analogico ad alta velocità può essere rapidamente reindirizzato sul livello GND02. Cioè, il percorso di ritorno a terra simulato diventa più breve.

(4) Perforare in modo irregolare un numero elevato di via GND attorno al segnale analogico ad alta velocità per far rifluire rapidamente il segnale analogico. Può anche assorbire il rumore.

Regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 1: regole di schermatura del routing del segnale PCB ad alta velocità Nella progettazione di PCB ad alta velocità, l’instradamento delle linee di segnale ad alta velocità chiave come gli orologi deve essere schermato. Se non c’è schermatura o solo una parte di essa, causerà perdite EMI. Si consiglia di mettere a terra il cavo schermato con un foro per 1000 mil.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 2: regole a circuito chiuso di routing del segnale ad alta velocità

A causa della crescente densità delle schede PCB, molti ingegneri di PCB LAYOUT sono soggetti a errori nel processo di routing, ovvero reti di segnali ad alta velocità come segnali di clock, che producono risultati ad anello chiuso durante il routing di PCB multistrato. Come risultato di tale circuito chiuso, verrà prodotta un’antenna ad anello, che aumenterà l’intensità irradiata dell’EMI.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 3: Regole ad anello aperto di routing del segnale ad alta velocità

La Regola 2 afferma che l’anello chiuso dei segnali ad alta velocità causerà radiazioni EMI, ma anche l’anello aperto causerà radiazioni EMI.

Reti di segnale ad alta velocità come i segnali di clock, una volta che si verifica un risultato ad anello aperto quando il PCB multistrato viene instradato, verrà prodotta un’antenna lineare, che aumenta l’intensità della radiazione EMI.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 4: Regola di continuità dell’impedenza caratteristica del segnale ad alta velocità

Per i segnali ad alta velocità, l’impedenza caratteristica deve essere la continuità quando si passa da uno strato all’altro, altrimenti aumenterà la radiazione EMI. In altre parole, la larghezza del cablaggio dello stesso strato deve essere continua e l’impedenza del cablaggio di strati diversi deve essere continua.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 5: Regole sulla direzione del cablaggio per la progettazione di circuiti stampati ad alta velocità

Il cablaggio tra due strati adiacenti deve seguire il principio del cablaggio verticale, altrimenti causerà diafonia tra le linee e aumenterà la radiazione EMI.

In breve, gli strati di cablaggio adiacenti seguono le direzioni di cablaggio orizzontale e verticale e il cablaggio verticale può sopprimere la diafonia tra le linee.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 6: regole della struttura topologica nella progettazione di circuiti stampati ad alta velocità

Nella progettazione di PCB ad alta velocità, il controllo dell’impedenza caratteristica del circuito stampato e la progettazione della struttura topologica in condizioni di carico multiplo determinano direttamente il successo o il fallimento del prodotto.

La figura mostra una topologia a margherita, generalmente vantaggiosa se utilizzata in pochi Mhz. Si consiglia di utilizzare una struttura simmetrica a forma di stella sul retro nella progettazione PCB ad alta velocità.

Metodo e regole di routing del segnale di ingresso analogico ad alta velocità di progettazione PCB

Regola 7: regola di risonanza della lunghezza della traccia

Verificare se la lunghezza della linea del segnale e la frequenza del segnale costituiscono risonanza, ovvero quando la lunghezza del cablaggio è un multiplo intero della lunghezza d’onda del segnale 1/4, il cablaggio risuonerà e la risonanza irradierà onde elettromagnetiche e causare interferenze.