Како да се избегне ефектот на далекуводот во PCB со голема брзина дизајн

1. Методи за сузбивање електромагнетни пречки

Добро решение за проблемот со интегритетот на сигналот ќе ја подобри електромагнетната компатибилност (ЕМС) на плочката со ПХБ. Едно од најважните е да се осигура дека плочката на ПХБ има добра основа. Сигнален слој со заземјен слој е многу ефикасен метод за комплексен дизајн. Покрај тоа, минимизирањето на густината на сигналот на најоддалечениот слој на плочата е исто така добар начин за намалување на електромагнетното зрачење. Овој метод може да се постигне со користење на технологија „изградена површина“ на ПХБ со технологија „површина“. Слојот на површината се постигнува со додавање на комбинација на тенки изолациски слоеви и микропори што се користат за пробивање на овие слоеви на општа процесна плочка. Отпорот и капацитетот може да се закопаат под површината, а линеарната густина по единица површина е скоро двојно зголемена, со што се намалува обемот на ПХБ. Намалувањето на површината на ПХБ има огромно влијание врз топологијата на рутирање, што значи дека тековната јамка е намалена, должината на рутирањето на гранките е намалена, а електромагнетното зрачење е приближно пропорционално со површината на тековната јамка; 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. Чиповите со брзо интегрирано коло со висока брзина на часовникот кои најчесто се користат денес се уште попроблематични. Постојат неколку основни принципи за решавање на овој проблем: ако CMOS или TTL кола се користат за дизајн, работната фреквенција е помала од 10MHz, а должината на жиците не треба да биде поголема од 7 инчи. 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. Максималната должина на жици за чиповите GaAs треба да биде 0.3 инчи. Ако ова е надминето, има проблем со далекуводот.

3. Правилно планирајте ја топологијата на каблирање

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Топологијата на кабли се однесува на секвенцата и структурата на каблирање на мрежниот кабел. Кога се користат логички уреди со голема брзина, сигналот со брзо менување на рабовите ќе биде искривен од гранките на сигналното стебло, освен ако должината на гранката не се држи многу кратка. Општо земено, рутирањето на ПХБ усвојува две основни топологии, имено рутирање на Daisy Chain и дистрибуција на Star.

За жици од синџир на маргаритки, жици започнуваат од крајот на возачот и стигнуваат по ред на секој прием. If a series resistor is used to change the signal characteristics, the position of the series resistor should be close to the driving end. Каблирањето со синџири Дејзи е најдобро во контролирањето на високите хармонични пречки во каблирањето. Сепак, овој вид на жици има најниска стапка на пренос и не е лесно да се помине 100%. Во вистинскиот дизајн, сакаме да ја направиме должината на гранката во жици на синџирот Дејзи што е можно пократка, а вредноста на безбедната должина треба да биде: Одложување на никулци < = Trt * 0.1.

На пример, краевите на гранките во TTL кола со голема брзина треба да бидат долги помалку од 1.5 инчи. Оваа топологија зазема помалку простор за жици и може да се прекине со едно појавување на отпорник. Меѓутоа, оваа структура на жици го прави примањето сигнал на различен приемник на сигнал не е синхроно.

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. Користењето автоматски кабел е најдобриот начин да се заврши каблирањето со starвезди. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Ова може да се направи рачно или преку CAD -алатки за да се пресметаат вредностите на карактеристичната импеданса и вредностите на отпорноста на терминалното совпаѓање.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Првата опција е терминалот за совпаѓање RC. Терминалите за совпаѓање RC може да ја намалат потрошувачката на енергија, но може да се користат само кога работата на сигналот е релативно стабилна. Овој метод е најсоодветен за обработка на совпаѓање на сигналот на часовната линија. Недостаток е што капацитетот во терминалот за совпаѓање RC може да влијае на обликот и брзината на ширење на сигналот.

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. Серискиот терминал за појавување на отпорници, исто така, има предност да го намали бројот на уреди што се користат на таблата и густината на врските.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Неговата предност е тоа што нема да го повлече сигналот и може да биде многу добро за да се избегне бучава. Обично се користи за влезни сигнали TTL (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.

Во режим на вертикална монтажа, отпорот има краток монтажен игла, со што се намалува термичкиот отпор помеѓу отпорот и плочата и ја прави отпорноста топлина полесно емитувана во воздухот. Но, подолга вертикална инсталација ќе ја зголеми индуктивноста на отпорот. Horizontal installation has lower inductance due to lower installation. 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. Други применливи технологии

Со цел да се намали преодното пречекорување на напонот при напојување со IC, кондензаторот за одвојување треба да се додаде на IC чипот. Ова ефикасно го отстранува влијанието на брусите врз напојувањето и го намалува зрачењето од јамката за напојување на печатената табла.

Ефектот на измазнување на брус е најдобар кога кондензаторот за раздвојување е поврзан директно со кракот за напојување на интегрираното коло, а не со слојот за напојување. Ова е причината зошто некои уреди имаат кондензатори за раздвојување во нивните приклучници, додека други бараат растојанието помеѓу кондензаторот за раздвојување и уредот да биде доволно мало.

Сите уреди со голема брзина и голема потрошувачка на енергија треба да бидат поставени заедно колку што е можно за да се намали минливото пречекорување на напонот на напојување.

Без електричен слој, долгите далноводи формираат јамка помеѓу сигналот и јамката, служејќи како извор на зрачење и индуктивно коло.

Каблирањето што формира јамка што не поминува низ истиот мрежен кабел или друго каблирање се нарекува отворена јамка. Ако јамката поминува низ истиот мрежен кабел, другите правци формираат затворена јамка. Во двата случаи, може да се појави ефектот на антената (линиска антена и прстенеста антена).