ໃນການອອກແບບຂອງ ກະດານ PCB, ດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຢ່າງໄວວາ, ຈະມີການແຊກແຊງຫຼາຍອັນເຊິ່ງແຕກຕ່າງຈາກຄະນະ PCB ຄວາມຖີ່ຕ່ ຳ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມຖີ່ແລະຄວາມຂັດແຍ້ງລະຫວ່າງຂະ ໜາດ ນ້ອຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່າຂອງຄະນະ PCB, ການແຊກແຊງເຫຼົ່ານີ້ຈະກາຍເປັນເລື່ອງທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ.

ໃນການຄົ້ນຄ້ວາຕົວຈິງ, ພວກເຮົາສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີສີ່ດ້ານຂອງການແຊກແຊງ, ລວມທັງສິ່ງລົບກວນການສະ ໜອງ ພະລັງງານ, ການລົບກວນສາຍສົ່ງ, ການຕໍ່ຄູ່ແລະການລົບກວນໄຟຟ້າ (EMI). ຜ່ານການວິເຄາະບັນຫາການແຊກແຊງຕ່າງ various ຂອງ PCB ຄວາມຖີ່ສູງແລະການສົມທົບກັບການປະຕິບັດໃນວຽກ, ການແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ມີປະສິດທິພາບໄດ້ຖືກວາງອອກ.

ປະການທໍາອິດ, ສິ່ງລົບກວນການສະຫນອງພະລັງງານ

ໃນວົງຈອນຄວາມຖີ່ສູງ, ສຽງຂອງການສະ ໜອງ ພະລັງງານມີອິດທິພົນຢ່າງຈະແຈ້ງຕໍ່ກັບສັນຍານຄວາມຖີ່ສູງ. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. ພື້ນທີ່ສະອາດມີຄວາມ ສຳ ຄັນເທົ່າກັບໄຟຟ້າສະອາດ. ເປັນຫຍັງ? ລັກສະນະພະລັງງານແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1. ແນ່ນອນ, ການສະ ໜອງ ພະລັງງານມີຄວາມຕ້ານທານທີ່ແນ່ນອນ, ແລະຄວາມຕ້ານທານໄດ້ຖືກແຈກຢາຍທົ່ວທັງການສະ ໜອງ ພະລັງງານ, ສະນັ້ນ, ສຽງຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃສ່ການສະ ໜອງ ພະລັງງານ.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. ໃນການອອກແບບວົງຈອນ hf, ມັນດີກວ່າຫຼາຍທີ່ຈະອອກແບບການສະ ໜອງ ພະລັງງານເປັນຊັ້ນຫຼາຍກວ່າເປັນລົດເມໃນກໍລະນີຫຼາຍທີ່ສຸດ, ສະນັ້ນວົງຈອນສາມາດໄປຕາມເສັ້ນທາງຂອງຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າສຸດສະເີ.

In addition, the power board must provide a signal loop for all generated and received signals on the PCB. This minimizes the signal loop and thus reduces noise, which is often overlooked by low-frequency circuit designers.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

ຮູບທີ 1: ລັກສະນະພະລັງງານ

ມີຫຼາຍວິທີທີ່ຈະກໍາຈັດສິ່ງລົບກວນພະລັງງານໃນການອອກແບບ PCB:

1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. If the opening of the power supply layer is too large, it is bound to affect the signal loop, the signal is forced to bypass, the loop area increases, and the noise increases. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. ເບິ່ງຮູບທີ 2.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

ຮູບທີ 2: ເສັ້ນທາງທົ່ວໄປຂອງວົງຈອນສັນຍານຂ້າມ

2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.

3. ການສະ ໜອງ ພະລັງງານແບບອະນາລັອກແລະດິຈິຕອນເພື່ອແຍກອອກຈາກກັນ: ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງໂດຍທົ່ວໄປມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ກັບສຽງລົບກວນທາງດິຈິຕອລ, ສະນັ້ນທັງສອງຄວນແຍກອອກຈາກກັນ, ເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າກັນຢູ່ທີ່ທາງເຂົ້າຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍໄຟຟ້າ, ຖ້າສັນຍານທົ່ວທັງພາກສ່ວນອະນາລັອກແລະດິຈິຕອລຂອງ ຄໍາສັບຕ່າງ can, ສາມາດຖືກວາງໄວ້ໃນສັນຍານໃນທົ່ວ loop ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນພື້ນທີ່ loop. ຂອບເຂດດິຈິຕອລ-ອະນາລັອກທີ່ໃຊ້ສໍາລັບສາຍສັນຍານແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

Figure 3: Digital – analog span for signal loop

4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.

5. Isolate sensitive components: such as PLL.

6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

ຮູບທີ 4: ວາງສາຍໄຟຢູ່ທາງຂ້າງສາຍສັນຍານ

Two, transmission line

ມີພຽງສອງສາຍສົ່ງທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນ PCB:

ບັນຫາໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງສາຍໂບແລະສາຍໄມໂຄຣເວບແມ່ນການສະທ້ອນ. ການສະທ້ອນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາຫຼາຍຢ່າງ. ຕົວຢ່າງ, ສັນຍານການໂຫຼດຈະເປັນ superposition ຂອງສັນຍານເດີມແລະສັນຍານ echo, ເຊິ່ງຈະເພີ່ມຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການວິເຄາະສັນຍານ. ການສະທ້ອນຄືນເຮັດໃຫ້ເກີດການສູນເສຍຜົນຕອບແທນ (ຜົນຕອບແທນສູນເສຍ), ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ສັນຍານບໍ່ດີຄືກັບການລົບກວນການເພີ່ມສຽງລົບກວນ:

1. ສັນຍານທີ່ສະທ້ອນກັບຄືນຫາແຫຼ່ງສັນຍານຈະເພີ່ມສຽງລົບກວນຂອງລະບົບ, ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍຂຶ້ນສໍາລັບຜູ້ຮັບໃນການຈໍາແນກສຽງລົບກວນຈາກສັນຍານ;

2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:

(ກ) ຫຼີກເວັ້ນຄວາມບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງຂອງສາຍສົ່ງໄຟຟ້າ. ຈຸດຂອງການຂັດຂວາງທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນຈຸດຂອງການກາຍພັນຂອງສາຍສົ່ງ, ເຊັ່ນ: ມຸມຊື່, ຜ່ານຮູ, ແລະອື່ນ,, ຄວນຫຼີກເວັ້ນໃຫ້ໄກເທົ່າທີ່ຈະຫຼາຍໄດ້. ວິທີການ: ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການມຸມຊື່ຂອງເສັ້ນ, ເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະໄປ 45 °ມຸມຫຼືໂຄ້ງ, ມຸມໃຫຍ່ກໍ່ສາມາດເປັນໄດ້; ໃຊ້ຮູຜ່ານຮູນ້ອຍເທົ່າທີ່ຈະຫຼາຍໄດ້, ເພາະວ່າແຕ່ລະຮູຜ່ານແມ່ນຄວາມບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງຂອງການຂັດຂວາງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. ເນື່ອງຈາກວ່າສາຍກອງໃດກໍ່ເປັນແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງສຽງລົບກວນ. ຖ້າສາຍເສົາເຂັມສັ້ນ, ມັນສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ກັນໄດ້ໃນຕອນທ້າຍຂອງສາຍສົ່ງ; ຖ້າແຖວເສົາຍາວ, ມັນຈະໃຊ້ສາຍສົ່ງໄຟຟ້າຫຼັກເປັນແຫຼ່ງແລະຜະລິດການສະທ້ອນອັນຍິ່ງໃຫຍ່, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ບັນຫາສັບສົນ. ມັນໄດ້ຖືກແນະນໍາໃຫ້ບໍ່ໃຊ້ມັນ.

ອັນທີສາມ, ການຈັບຄູ່

1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

ຮູບທີ 6: ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານທົ່ວໄປ

In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.

2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.

If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.

3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. ການຕໍ່ຄູ່ນີ້ແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ສະນັ້ນສາຍໄຟສອງສາຍສາມາດບິດເຂົ້າກັນໄດ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການລົບກວນ.

4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.

The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. ຂະ ໜາດ ຂອງ crosstalk inductive ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໃກ້ຊິດຂອງສອງ loops, ຂະ ໜາດ ຂອງພື້ນທີ່ loop, ແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງພາລະທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບ.

5. ການເຊື່ອມຕໍ່ສາຍໄຟຟ້າ: ສາຍໄຟຟ້າ AC ຫຼື DC ຖືກແຊກແຊງໂດຍການແຊກແຊງໄຟຟ້າ

ໂອນໄປຫາອຸປະກອນອື່ນ.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. ທັງສອງປະເພດຂອງ crosstalk ເພີ່ມຂື້ນດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຂອງການໂຫຼດ, ສະນັ້ນສາຍສັນຍານທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການລົບກວນທີ່ເກີດຈາກ crosstalk ຄວນຖືກຢຸດໃຫ້ຖືກຕ້ອງ.

2. ເພີ່ມໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສາຍສັນຍານໃຫ້ຫຼາຍທີ່ສຸດເພື່ອຫຼຸດປະສິດທິພາບຂອງສາຍສາກທີ່ມີຄວາມສາມາດ. ການຈັດການພື້ນດິນ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສາຍໄຟ (ເຊັ່ນ: ສາຍສັນຍານທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວແລະສາຍດິນສໍາລັບການຢູ່ໂດດດ່ຽວ, ໂດຍສະເພາະໃນສະຖານະການກະໂດດລະຫວ່າງສາຍສັນຍານແລະພື້ນດິນໄປຫາໄລຍະຫ່າງ) ແລະຫຼຸດການນໍາໄຟນໍາເຂົ້າ.

3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.

4. ສໍາລັບ crosstalk ທີ່ມີຄວາມຮູ້ສຶກ, ພື້ນທີ່ loop ຄວນຈະຖືກຫຼຸດຜ່ອນໃຫ້ ໜ້ອຍ ທີ່ສຸດ, ແລະຖ້າອະນຸຍາດ, ວົງປິດຄວນຖືກກໍາຈັດ.

5. Avoid signal sharing loops.

6. ເອົາໃຈໃສ່ກັບຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ: ຜູ້ອອກແບບຄວນປະຕິບັດການສິ້ນສຸດໃນຂະບວນການເຊື່ອມເພື່ອແກ້ໄຂຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ. ຜູ້ອອກແບບໃຊ້ວິທີນີ້ສາມາດສຸມໃສ່ຄວາມຍາວ microstrip ຂອງແຜ່ນທອງແດງປ້ອງກັນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນດີຂອງຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.

Four, electromagnetic interference

As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.

There are several ways to eliminate electromagnetic interference in PCB design:

1. ຫຼຸດຜ່ອນການວົນຊໍ້າ: ແຕ່ລະວົງຈອນທຽບເທົ່າກັບເສົາອາກາດ, ສະນັ້ນພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງຫຼຸດຈໍານວນຂອງ loops, ພື້ນທີ່ຂອງ loops ແລະຜົນກະທົບຂອງເສົາອາກາດຂອງ loops ລົງ. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.

2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.

ການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງເກີດຂື້ນກັບວິທີແກ້ໄຂການລົບກວນ

ຮູບທີ 7: ປະເພດຕົວກອງ

3. The shielding. ອັນເນື່ອງມາຈາກຄວາມຍາວຂອງປະເດັນບວກກັບບົດສົນທະນາປ້ອງກັນຫຼາຍບົດ, ບໍ່ມີການແນະນໍາສະເພາະອີກຕໍ່ໄປ.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. ເພີ່ມກໍາລັງໄຟຟ້າຄົງທີ່ຂອງກະດານ PCB, ເຊິ່ງສາມາດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນຄວາມຖີ່ສູງເຊັ່ນ: ສາຍສົ່ງໃກ້ກັບກະດານຈາກການແຜ່ລັງສີອອກໄປທາງນອກ; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.

At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:

1. Unification and stability of power supply and ground.

2. Carefully considered wiring and proper terminations can eliminate reflections.

3. Carefully considered wiring and proper terminations can reduce capacitive and inductive crosstalk.

4. ການສະກັດກັ້ນສຽງລົບກວນແມ່ນເປັນໄປຕາມຂໍ້ກໍານົດຂອງ EMC.