Электр желісінің әсерін қалай болдырмауға болады жоғары жылдамдықты ПХД жобалау

1. Электромагниттік кедергілерді басу әдістері

Сигнал тұтастығы мәселесін жақсы шешу ПХД тақтасының электромагниттік үйлесімділігін (ЭМҚ) жақсартады. Ең маңыздыларының бірі – ПХД тақтасының жақсы жерге тұйықталуын қамтамасыз ету. Жер қабаты бар сигналдық қабат күрделі жобалаудың өте тиімді әдісі болып табылады. Сонымен қатар, электр тақтасының сыртқы қабатының сигнал тығыздығын азайту электромагниттік сәулеленуді төмендетудің жақсы әдісі болып табылады. Бұл әдіске ПХД конструкциясын «жинау» технологиясын қолдану арқылы қол жеткізуге болады. Беткі қабаты жұқа оқшаулағыш қабаттар мен микропропоралардың комбинациясын қосу арқылы қол жеткізіледі, бұл жалпы қабатты ПХД. Қарсылық пен сыйымдылықты жердің астына көмуге болады, ал бірлік аумағындағы сызықтық тығыздық шамамен екі есе артады, осылайша ПХД көлемін азайтады. ПХД аймағының кішіреюі маршруттау топологиясына үлкен әсер етеді, яғни ток тізбегі қысқарады, тармақ бағыттау ұзындығы қысқарады және электромагниттік сәулелену ағымдық контурдың ауданына шамамен пропорционалды; 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. Қазіргі уақытта жиі қолданылатын жоғары жылдамдықтағы жылдам интегралды микросхемалар одан да қиын. Бұл мәселені шешудің бірнеше негізгі принциптері бар: егер дизайн үшін CMOS немесе TTL схемалары пайдаланылса, жұмыс жиілігі 10 МГц -тен төмен, сымдардың ұзындығы 7 дюймден аспауы керек. 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. GaAs чиптері үшін максималды сым ұзындығы 0.3 дюйм болуы керек. Егер бұл көрсеткіш асып кетсе, электр беру желісінде ақау бар.

3. Кабельдеудің топологиясын дұрыс жоспарлау

Электр беру желісінің әсерін шешудің тағы бір әдісі – дұрыс бағыттау жолы мен терминал топологиясын таңдау. Кабельдік топология кабельдердің реттілігі мен желілік кабельдің құрылымын білдіреді. Жоғары жылдамдықтағы логикалық қондырғылар қолданылғанда, жиектері тез өзгеретін сигнал, егер бұтақ ұзындығы өте қысқа сақталмаса, сигнал діңінің тармақтарымен бұрмаланатын болады. Жалпы алғанда, ПХД бағыттау екі негізгі топологияны қолданады, атап айтқанда Daisy Chain маршруттау және Star тарату.

Ромашка сымдары үшін сымдар жүргізушіден басталады және әр қабылдау ұшына кезекпен жетеді. Егер сигналдық сипаттамаларды өзгерту үшін тізбекті резистор қолданылса, сериялы резистордың орналасуы жетекші жаққа жақын болуы керек. Ромашка тізбегінің кабельдері кабельдің жоғары гармоникалық интерференциясын басқаруда ең жақсы болып табылады. Алайда, сымның бұл түрі ең төменгі өткізу жылдамдығына ие және оны 100%өту оңай емес. Нақты дизайнда біз Daisy тізбегіндегі сымның ұзындығын мүмкіндігінше қысқа етіп жасағымыз келеді және қауіпсіз ұзындық мәні келесідей болуы керек: қыстырудың кешігуі < = Trt * 0.1.

Мысалы, жоғары жылдамдықты TTL тізбектеріндегі тармақтардың ұзындығы 1.5 дюймден аз болуы керек. Бұл топология сым аз орын алады және оны бір резистордың сәйкестігімен тоқтатуға болады. Алайда, бұл сымның құрылымы әр түрлі сигнал қабылдағышта сигналды қабылдау синхронды емес етеді.

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. Автоматты кабельді пайдалану – жұлдызды кабельдеуді аяқтаудың ең жақсы әдісі. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Мұны қолмен немесе АЖЖ құралдары арқылы жасауға болады, олар импеданс сипаттамаларын және терминалға сәйкес келетін қарсылық мәндерін есептейді.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Бірінші нұсқа – RC матч терминалы. RC сәйкестендіру терминалдары энергия шығынын азайтуы мүмкін, бірақ сигнал жұмысы салыстырмалы түрде тұрақты болғанда ғана қолданыла алады. Бұл әдіс сигналды сәйкестендіруді өңдеу үшін ең қолайлы. Кемшілігі – RC сәйкес терминалындағы сыйымдылық сигналдың пішіні мен таралу жылдамдығына әсер етуі мүмкін.

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. Сериялы резисторды сәйкестендіру терминалының артықшылығы бар, ол тақтада қолданылатын құрылғылардың санын және қосылыстардың тығыздығын азайтады.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Оның артықшылығы – ол сигналды түсірмейді және шуды болдырмау үшін өте жақсы болуы мүмкін. Әдетте TTL кіріс сигналдары үшін қолданылады (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.

Тік монтаждау режимінде қарсылықтың қысқа бекіту штыры болады, ол қарсылық пен схема арасындағы жылу кедергісін төмендетеді және қарсылық жылуын ауаға оңай шығарады. Бірақ ұзағырақ тік қондырғы резистордың индуктивтілігін арттырады. Көлденең қондырғы төмен индуктивтілікке ие, себебі қондырғы төмен. 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. Басқа қолданылатын технологиялар

Айнымалы ток көзіндегі өтпелі кернеуді азайту үшін ажыратқыш конденсаторды IC чипіне қосу керек. Бұл бұрғылардың қуат көзіне әсерін тиімді түрде жояды және басылған тақтадағы қуат циклынан шығатын сәулеленуді азайтады.

Бөртпе тегістеу әсері ажырату конденсаторы қоректендіру қабатына емес, интегралды тізбектің қуат көзіне тікелей қосылғанда жақсы болады. Сондықтан кейбір құрылғылардың розеткаларында ажырататын конденсаторлар бар, ал басқаларында ажырату конденсаторы мен құрылғы арасындағы қашықтық жеткілікті аз болуы қажет.

Қуат көзінің кернеуінің уақытша асып кетуін азайту үшін жоғары жылдамдықты және жоғары энергия тұтынатын кез келген құрылғыларды мүмкіндігінше бір жерге орналастыру керек.

Қуат қабаты болмаса, ұзын электр желілері сигнал мен циклдің арасында цикл құрайды, олар сәулелену көзі мен индуктивті тізбек қызметін атқарады.

Бір желілік кабельден немесе басқа кабельден өтпейтін контурды құрайтын кабель ашық цикл деп аталады. Егер цикл сол желілік кабель арқылы өтсе, басқа маршруттар тұйық контурды құрайды. Екі жағдайда да антенна әсері болуы мүмкін (желілік антенна мен сақиналы антенна).