Šiuo metu aukšto dažnio ir greitaeigė PCB dizainas tapo pagrindiniu, ir kiekvienas PCB išdėstymo inžinierius turėtų būti įgudęs. Tada „Banermei“ pasidalins su jumis aukšto dažnio ir didelės spartos PCB grandinių techninės įrangos ekspertų projektavimo patirtimi ir tikiuosi, kad tai bus naudinga visiems.

1. Kaip išvengti aukšto dažnio trukdžių?

Pagrindinė idėja, kaip išvengti aukšto dažnio trukdžių, yra sumažinti aukšto dažnio signalų elektromagnetinio lauko trukdžius, kurie yra vadinamieji crosstalk (Crosstalk). Galite padidinti atstumą tarp didelės spartos signalo ir analoginio signalo arba šalia analoginio signalo pridėti žemės apsaugos / šunto pėdsakus. Taip pat atkreipkite dėmesį į triukšmo trukdžius nuo skaitmeninio įžeminimo iki analoginio įžeminimo.

2. Kaip atsižvelgti į varžos suderinimą kuriant didelės spartos PCB projektavimo schemas?

Projektuojant didelės spartos PCB grandines, varžos suderinimas yra vienas iš dizaino elementų. Impedanso vertė turi absoliutų ryšį su laidų sujungimo metodu, pvz., ėjimas ant paviršiaus sluoksnio (mikrojuostos) arba vidinio sluoksnio (juostinė / dviguba juostelė), atstumas nuo atskaitos sluoksnio (galios sluoksnis arba žemės sluoksnis), laidų plotis, PCB medžiaga. , ir tt Abu turės įtakos būdingajai pėdsakų varžos vertei. Tai reiškia, kad varžos vertę galima nustatyti tik sujungus laidus. Paprastai modeliavimo programinė įranga negali atsižvelgti į kai kurias laidų sąlygas, kurių varža yra nepertraukiama dėl grandinės modelio arba naudojamo matematinio algoritmo apribojimų. Šiuo metu schemoje galima rezervuoti tik kai kuriuos baigiamuosius elementus (pabaigą), pvz., nuoseklų pasipriešinimą. Sušvelninkite pėdsakų impedanso nepertraukiamumo poveikį. Tikrasis problemos sprendimas yra pabandyti išvengti impedanso nutrūkimų jungiant laidus.

3. Į kuriuos aspektus projektuotojas turėtų atsižvelgti projektuodamas didelės spartos PCB ir EMS taisykles?

Paprastai projektuojant EMI/EMC reikia tuo pačiu metu atsižvelgti ir į spinduliavimo, ir laidumo aspektus. Pirmoji priklauso aukštesnio dažnio daliai (<30MHz), o antroji – žemesnio dažnio daliai (<30MHz). Taigi jūs negalite tiesiog atkreipti dėmesį į aukštą dažnį ir ignoruoti žemo dažnio dalį. Kuriant gerą EMI/EMC dizainą, išdėstymo pradžioje turi būti atsižvelgta į įrenginio vietą, PCB kamino išdėstymą, svarbų prijungimo būdą, įrenginio pasirinkimą ir kt. Jei nėra geresnio susitarimo iš anksto, tai bus išspręsta vėliau. Perpus mažiau pastangų pasieksite dvigubai didesnį rezultatą ir padidinsite išlaidas. Pavyzdžiui, laikrodžio generatoriaus vieta neturėtų būti arti išorinės jungties. Didelės spartos signalai turėtų kuo daugiau eiti į vidinį sluoksnį. Kad sumažintumėte atspindžius, atkreipkite dėmesį į būdingą impedanso atitiktį ir atskaitos sluoksnio tęstinumą. Įrenginio stumiamo signalo apsisukimo greitis turi būti kuo mažesnis, kad būtų sumažintas aukštis. Dažnio komponentai, rinkdamiesi atjungimo/apėjimo kondensatorių, atkreipkite dėmesį į tai, ar jo dažnio charakteristika atitinka keliamus reikalavimus sumažinti triukšmą galios plokštumoje. Be to, atkreipkite dėmesį į aukšto dažnio signalo srovės grįžtamąjį kelią, kad kilpos plotas būtų kuo mažesnis (ty kilpos varža būtų kuo mažesnė), kad sumažintumėte spinduliuotę. Žemę taip pat galima padalinti, kad būtų galima valdyti aukšto dažnio triukšmo diapazoną. Galiausiai tinkamai pasirinkite važiuoklės įžeminimą tarp PCB ir korpuso.

4. Kaip pasirinkti PCB plokštę?

Renkantis PCB plokštę, būtina išlaikyti pusiausvyrą tarp projektavimo reikalavimų ir masinės gamybos bei sąnaudų. Projektavimo reikalavimai apima tiek elektrines, tiek mechanines dalis. Paprastai ši materialinė problema yra svarbesnė projektuojant labai didelės spartos PCB plokštes (dažnis didesnis nei GHz). Pavyzdžiui, dažniausiai naudojama FR-4 medžiaga, dielektriniai nuostoliai kelių GHz dažniu turės didelę įtaką signalo slopinimui ir gali būti netinkami. Kalbant apie elektrą, atkreipkite dėmesį į tai, ar dielektrinė konstanta ir dielektriniai nuostoliai tinka projektuojamam dažniui.

5. Kaip maksimaliai atitikti EMC reikalavimus nesukeliant per didelio išlaidų spaudimo?

Padidėjusios PCB plokštės kainos dėl EMC dažniausiai atsiranda dėl padidėjusio įžeminimo sluoksnių skaičiaus, siekiant sustiprinti ekranavimo efektą, ir pridedant ferito rutuliukų, droselio ir kitų aukšto dažnio harmonikų slopinimo įtaisų. Be to, paprastai reikia suderinti kitų institucijų ekranavimo struktūrą, kad visa sistema atitiktų EMC reikalavimus. Toliau pateikiami tik keli PCB plokščių projektavimo būdai, siekiant sumažinti grandinės sukuriamą elektromagnetinės spinduliuotės poveikį.

Pabandykite pasirinkti įrenginį su lėtesniu signalo sukimosi greičiu, kad sumažintumėte signalo generuojamus aukšto dažnio komponentus.

Atkreipkite dėmesį į aukšto dažnio komponentų išdėstymą, ne per arti išorinės jungties.

Atkreipkite dėmesį į didelės spartos signalų varžos atitiktį, laidų sluoksnį ir jo grįžtamosios srovės kelią, kad sumažintumėte aukšto dažnio atspindį ir spinduliuotę.

Ant kiekvieno įrenginio maitinimo kaiščių uždėkite pakankamai ir atitinkamų atjungiamųjų kondensatorių, kad sumažintumėte triukšmą maitinimo plokštumoje ir įžeminimo plokštumoje. Ypatingą dėmesį atkreipkite į tai, ar kondensatoriaus dažnio charakteristikos ir temperatūros charakteristikos atitinka projektavimo reikalavimus.

Įžeminimas šalia išorinės jungties gali būti tinkamai atskirtas nuo žemės, o jungties įžeminimą galima prijungti prie šalia esančio važiuoklės įžeminimo.

Antžeminės apsaugos / šunto pėdsakai gali būti tinkamai naudojami šalia kai kurių specialių didelės spartos signalų. Tačiau atkreipkite dėmesį į apsauginių / šunto pėdsakų įtaką būdingai pėdsakų varžai.

Galios sluoksnis susitraukia 20H nuo žemės sluoksnio, o H yra atstumas tarp galios sluoksnio ir žemės sluoksnio.

6. Į kokius aspektus reikėtų atkreipti dėmesį projektuojant, skiriant ir išdėstant aukšto dažnio PCB virš 2G?

Aukšto dažnio PCB, viršijantys 2G, priklauso radijo dažnių grandinių projektavimui ir nepatenka į diskusijų apie didelės spartos skaitmeninių grandinių projektavimą. Radijo dažnio grandinės išdėstymas ir maršrutas turėtų būti nagrinėjami kartu su schema, nes išdėstymas ir maršrutas sukels paskirstymo efektus. Be to, kai kurie pasyvūs įtaisai kuriant radijo dažnių grandines realizuojami naudojant parametrinius apibrėžimus ir specialios formos vario foliją. Todėl norint pateikti parametrinius įrenginius ir redaguoti specialios formos vario foliją, reikalingi EDA įrankiai. Mentor’s boardstation turi specialų RF projektavimo modulį, kuris gali atitikti šiuos reikalavimus. Be to, bendram RF projektavimui reikalingi specializuoti RF grandinės analizės įrankiai. Garsiausias pramonėje yra agilent’s eesoft, kuris turi gerą sąsają su Mentor įrankiais.

7. Ar bandymo taškų pridėjimas turės įtakos didelės spartos signalų kokybei?

Ar tai turės įtakos signalo kokybei, priklauso nuo bandymo taškų pridėjimo būdo ir signalo greičio. Iš esmės prie linijos gali būti pridedami papildomi bandymo taškai (nenaudokite esamo perėjimo ar DIP kaiščio kaip bandymo taškų) arba ištraukite trumpą liniją nuo linijos. Pirmasis prilygsta mažo kondensatoriaus prijungimui prie linijos, antrasis yra papildoma šaka. Abi šios sąlygos daugiau ar mažiau paveiks didelės spartos signalą, o poveikio mastas yra susijęs su signalo dažnio greičiu ir signalo kraštų sparta. Poveikio dydį galima sužinoti modeliuojant. Iš esmės kuo mažesnis bandymo taškas, tuo geriau (žinoma, jis turi atitikti bandymo įrankio reikalavimus) kuo trumpesnė šaka, tuo geriau.