PCB დიზაინი მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის მარშრუტიზაციის მეთოდი და წესები

PCB შეიმუშავეთ მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის მარშრუტიზაციის მეთოდი

რაც უფრო ფართოა ხაზის სიგანე, მით უფრო ძლიერია ჩარევის საწინააღმდეგო უნარი და მით უკეთესია სიგნალის ხარისხი (კანის ეფექტის გავლენა). მაგრამ ამავე დროს, გარანტირებული უნდა იყოს 50Ω დამახასიათებელი წინაღობის მოთხოვნა. ჩვეულებრივი FR4 დაფა, ზედაპირის ხაზის სიგანე 6MIL წინაღობა არის 50Ω. ეს აშკარად ვერ აკმაყოფილებს მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის ხარისხის მოთხოვნებს, ამიტომ ჩვენ ჩვეულებრივ ვიყენებთ GND02-ის ჩაღრმავებას და ნებას ვაძლევთ მას ეხებოდეს ART03 ფენას. ამ გზით, დიფერენციალური სიგნალი შეიძლება ჩაითვალოს 12/10, ხოლო ერთი ხაზი შეიძლება ჩაითვალოს 18MIL. (გაითვალისწინეთ, რომ ხაზის სიგანე აღემატება 18MIL-ს და შემდეგ გაფართოება აზრი არ აქვს)

PCB დიზაინი მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის მარშრუტიზაციის მეთოდი და წესები

ნახატზე მწვანედ მონიშნული CLINE ეხება ART03 ფენის ერთხაზოვან და დიფერენციალურ მაღალსიჩქარიან ანალოგურ შეყვანას. ამის გაკეთებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ რამდენიმე დეტალი:

(1) TOP ფენის სიმულაციური ნაწილი უნდა იყოს შეფუთული, როგორც ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ ფიგურაში. გასათვალისწინებელია, რომ დაფქული სპილენძიდან CLINE ანალოგური შეყვანის მანძილი უნდა იყოს 3W, ანუ AIRGAP სპილენძის კიდიდან CLINE-მდე ორჯერ აღემატება ხაზის სიგანეს. ზოგიერთი ელექტრომაგნიტური თეორიული გამოთვლებისა და სიმულაციების მიხედვით, PCB-ზე სიგნალის ხაზების მაგნიტური ველი და ელექტრული ველი ძირითადად ნაწილდება 3 ვტ დიაპაზონში. (ხმაურის ჩარევა გარემომცველი სიგნალებიდან არის 1%-ზე ნაკლები ან ტოლი).

(2) ანალოგური არეალის დადებითი ფენის GND სპილენძი ასევე უნდა იყოს იზოლირებული მიმდებარე ციფრული არედან, ანუ ყველა ფენა იზოლირებულია.

(3) GND02-ის ჩაღრმავებისთვის, ჩვეულებრივ, ჩვენ ყველა ამ არეალს ვხსნით, ამიტომ ოპერაცია შედარებით მარტივია და პრობლემა არ არის. მაგრამ დეტალების გათვალისწინებით ან უკეთესობის მიზნით, ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ ანალოგური შეყვანის გაყვანილობის ნაწილის ამოღება, რა თქმა უნდა, იგივე TOP ფენა, 3W ფართობი. ამან შეიძლება უზრუნველყოს სიგნალის ხარისხი და დაფის სიბრტყე. დამუშავების შედეგი შემდეგია:

ამ გზით, მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის დაბრუნების გზა შეიძლება სწრაფად გადაიზარდოს GND02 ფენაზე. ანუ, მიწისზედა დაბრუნების იმიტირებული გზა უფრო მოკლე ხდება.

(4) არარეგულარულად დაარტყით დიდი რაოდენობით GND ვიზებს მაღალსიჩქარიანი ანალოგური სიგნალის გარშემო, რათა ანალოგური სიგნალი სწრაფად დაბრუნდეს უკან. მას ასევე შეუძლია ხმაურის შთანთქმა.

PCB დიზაინის მაღალსიჩქარიანი ანალოგური შეყვანის სიგნალის მარშრუტიზაციის წესები

წესი 1: მაღალსიჩქარიანი PCB სიგნალის მარშრუტიზაციის დაცვის წესები მაღალსიჩქარიანი PCB-ს დიზაინში, ძირითადი მაღალსიჩქარიანი სიგნალის ხაზების მარშრუტი, როგორიცაა საათები, უნდა იყოს დაცული. თუ არ არის ფარი ან მისი მხოლოდ ნაწილი, ეს გამოიწვევს EMI გაჟონვას. რეკომენდირებულია ფარიანი მავთულის დამიწება ნახვრეტით 1000 მილზე.

წესი 2: მაღალსიჩქარიანი სიგნალის მარშრუტის დახურული მარშრუტის წესები

PCB დაფების მზარდი სიმკვრივის გამო, PCB LAYOUT-ის ბევრი ინჟინერი მიდრეკილია შეცდომისკენ მარშრუტიზაციის პროცესში, ანუ მაღალსიჩქარიანი სიგნალის ქსელები, როგორიცაა საათის სიგნალები, რომლებიც აწარმოებენ დახურულ მარყუჟის შედეგებს მრავალშრიანი PCB-ების მარშრუტიზაციისას. ასეთი დახურული მარყუჟის შედეგად წარმოიქმნება მარყუჟის ანტენა, რომელიც გაზრდის EMI-ის გამოსხივების ინტენსივობას.

წესი 3: მაღალსიჩქარიანი სიგნალის მარშრუტის ღია მარყუჟის წესები

წესი 2 აღნიშნავს, რომ მაღალსიჩქარიანი სიგნალების დახურული ციკლი გამოიწვევს EMI გამოსხივებას, მაგრამ ღია მარყუჟი ასევე გამოიწვევს EMI გამოსხივებას.

მაღალსიჩქარიანი სიგნალის ქსელები, როგორიცაა საათის სიგნალები, მას შემდეგ, რაც მიიღწევა ღია მარყუჟის შედეგი მრავალშრიანი PCB-ის მარშრუტიზაციისას, წარმოიქმნება ხაზოვანი ანტენა, რომელიც ზრდის EMI გამოსხივების ინტენსივობას.

წესი 4: მაღალი სიჩქარის სიგნალის დამახასიათებელი წინაღობის უწყვეტობის წესი

მაღალსიჩქარიანი სიგნალებისთვის დამახასიათებელი წინაღობა უნდა იყოს უწყვეტობა ფენებს შორის გადართვისას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს გაზრდის EMI გამოსხივებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთი და იგივე ფენის გაყვანილობის სიგანე უნდა იყოს უწყვეტი, ხოლო სხვადასხვა ფენის გაყვანილობის წინაღობა უწყვეტი.

წესი 5: გაყვანილობის მიმართულების წესები მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინისთვის

ორ მიმდებარე ფენას შორის გაყვანილობა უნდა შეესაბამებოდეს ვერტიკალური გაყვანილობის პრინციპს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს გამოიწვევს ხაზებს შორის გადაკვეთას და გაზრდის EMI გამოსხივებას.

მოკლედ, მიმდებარე გაყვანილობის ფენები მიჰყვება გაყვანილობის ჰორიზონტალურ და ვერტიკალურ მიმართულებებს, ხოლო ვერტიკალურ გაყვანილობას შეუძლია თრგუნოს ხაზებს შორის ურთიერთდაკავშირება.

წესი 6: ტოპოლოგიური სტრუქტურის წესები მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში

მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში, მიკროსქემის დაფის დამახასიათებელი წინაღობის კონტროლი და ტოპოლოგიური სტრუქტურის დიზაინი მრავალ დატვირთვის პირობებში პირდაპირ განსაზღვრავს პროდუქტის წარმატებას ან წარუმატებლობას.

ფიგურაში ნაჩვენებია გვირილის ჯაჭვის ტოპოლოგია, რომელიც ზოგადად სასარგებლოა რამდენიმე Mhz-ში გამოყენებისას. რეკომენდირებულია გამოიყენოს ვარსკვლავის ფორმის სიმეტრიული სტრუქტურა უკანა ბოლოზე მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში.

წესი 7: კვალის სიგრძის რეზონანსული წესი

შეამოწმეთ არის თუ არა სიგნალის ხაზის სიგრძე და სიგნალის სიხშირე რეზონანსს, ანუ როდესაც გაყვანილობის სიგრძე არის სიგნალის ტალღის სიგრძის მთელი რიცხვი 1/4, გაყვანილობა რეზონანსდება და რეზონანსი გამოასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. და გამოიწვიოს ჩარევა.