Дизайн дээр ПХБ-ийн ТУЗ-ийн, давтамж хурдацтай нэмэгдэхийн хэрээр бага давтамжтай ПХБ-ийн хавтангаас ялгаатай маш их хөндлөнгийн оролцоо үүсэх болно. Түүгээр ч барахгүй давтамж нэмэгдэж, ПХБ -ийн хавтангийн жижигрүүлэлт ба хямд өртгийн хоорондын зөрчилдөөн нь эдгээр хөндлөнгийн оролцоо улам бүр төвөгтэй болно.

Бодит судалгаагаар цахилгаан хангамжийн дуу чимээ, дамжуулах шугамын хөндлөнгийн холбоо, холболт, цахилгаан соронзон интерференц (EMI) зэрэг интерференцийн үндсэн дөрвөн тал байдаг гэж дүгнэж болно. Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн янз бүрийн хөндлөнгийн асуудлуудад дүн шинжилгээ хийж, ажлын практиктай хослуулан үр дүнтэй шийдлүүдийг санал болгодог.

Нэгдүгээрт, цахилгаан хангамжийн дуу чимээ

Өндөр давтамжийн хэлхээнд цахилгаан хангамжийн дуу чимээ нь өндөр давтамжийн дохионд тодорхой нөлөөлдөг. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. Clean floors are just as important as clean electricity. Why? Эрчим хүчний шинж чанарыг Зураг 1 -д үзүүлэв. Мэдээжийн хэрэг, цахилгаан хангамж нь тодорхой эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд эсэргүүцэл нь бүхэл бүтэн цахилгаан тэжээлд тархдаг тул дуу чимээг цахилгаан хангамжид нэмэх болно.

Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. Цахилгаан гүйдлийн хэлхээний дизайны хувьд ихэнх тохиолдолд цахилгаан хангамжийг автобусаар хийхээс илүү давхарга хэлбэрээр хийх нь илүү дээр байдаг.

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.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Зураг 1: Эрчим хүчний шинж чанар

ПХБ -ийн дизайны цахилгаан дуу чимээг арилгах хэд хэдэн арга байдаг.

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. Зураг 2-ийг үзнэ үү.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Зураг 2: Дамжуулах дохионы хүрдний нийтлэг зам

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. Аналог ба дижитал цахилгаан хангамжийг салгах: өндөр давтамжийн төхөөрөмжүүд нь дижитал дуу чимээнд маш мэдрэмтгий байдаг тул хэрэв дохио нь аналог болон дижитал хэсгүүдэд дамждаг бол тэдгээрийг хооронд нь холбож, цахилгаан хангамжийн үүдэнд холбох ёстой. давталтын талбайг багасгахын тулд давталтын дохио дээр байрлуулж болно. Дохионы хүрдэнд ашиглагддаг дижитал-аналог хугацааг Зураг 3-т үзүүлэв.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

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.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Зураг 4: Цахилгааны утсыг дохионы шугамын хажууд байрлуулна

Two, transmission line

ПХБ -д зөвхөн хоёр боломжит дамжуулах шугам байдаг:

Тууз ба богино долгионы шугамын хамгийн том асуудал бол тусгал юм. Дахин бодох нь олон асуудал үүсгэх болно. Жишээлбэл, ачааллын дохио нь анхны дохио болон цуурай дохионы хэт байрлал байх бөгөөд энэ нь дохионы шинжилгээний хүндрэлийг нэмэгдүүлэх болно. Дүгнэлт нь буцах алдагдал (буцах алдагдал) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нэмэлт дуу чимээний хөндлөнгийн оролцоотой адил дохионд муугаар нөлөөлдөг.

1. Дохионы эх үүсвэр рүү буцааж тусгасан дохио нь системийн дуу чимээг нэмэгдүүлж, хүлээн авагч нь дуу чимээг дохионоос ялгахад илүү төвөгтэй болгодог;

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:

(а) Цахилгаан дамжуулах шугамын эсэргүүцэл тасрахаас зайлсхий. Тасралтгүй эсэргүүцлийн цэг нь дамжуулах шугамын мутаци болох шулуун булан, нүх гэх мэтийг аль болох зайлсхийх хэрэгтэй. Арга: Шугамын тэгш өнцөгөөс зайлсхийхийн тулд 45 ° өнцөг эсвэл нум руу аль болох хол явахын тулд том өнцөг байж болно; Зураг дээр үзүүлсэн шиг нүх тус бүр нь эсэргүүцлийн тасалдал тул аль болох цөөн тооны нүхийг ашиглах хэрэгтэй. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Figure 5: Method for eliminating transmission line interference

(b) Do not use stake lines. Учир нь аливаа овоолгын шугам нь дуу чимээний эх үүсвэр болдог. Хэрэв овоолгын шугам богино байвал түүнийг дамжуулах шугамын төгсгөлд холбож болно; Хэрэв овоолгын шугам урт байвал гол дамжуулах шугамыг эх үүсвэр болгон авч, маш сайн тусгах бөгөөд энэ нь асуудлыг улам хүндрүүлнэ. Үүнийг ашиглахгүй байхыг зөвлөж байна.

Гуравдугаарт, холболт

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.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Зураг 6: Нийтлэг эсэргүүцлийн холбоо

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. Энэхүү холболтыг ихээхэн багасгасан тул хөндлөнгийн оролцоог багасгахын тулд хоёр утсыг хооронд нь мушгиж болно.

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. Индуктив хөндлөн огтлолын хэмжээ нь хоёр гогцоо ойр байх, гогцооны талбайн хэмжээ, нөлөөлөлд өртсөн ачааллын эсэргүүцлээс хамаарна.

5. Цахилгаан кабелийн холболт: AC эсвэл DC цахилгаан кабель нь цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоотойгоор хөндлөнгөөс оролцдог

Transfer to other devices.

There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:

1. Both types of crosstalk increase with the increase of load impedance, so the signal lines sensitive to interference caused by crosstalk should be properly terminated.

2. Сигналын шугамын хоорондох зайг нэмэгдүүлэх, багтаамжийн хөндлөн дамжуулалтыг үр дүнтэй бууруулах. Газар зохион байгуулалт, утас хоорондын зай (тусгаарлах зориулалттай идэвхтэй дохионы шугам, газрын шугам гэх мэт, ялангуяа дохионы шугам ба газардуулгын хоорондох үсрэлтийн төлөвт) ба хар тугалгын индукцийг бууруулна.

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. Ухаантай загалмайн хувьд давталтын талбайг багасгах ёстой бөгөөд хэрэв зөвшөөрвөл гогцоог арилгах хэрэгтэй.

5. Avoid signal sharing loops.

6. Дохионы бүрэн бүтэн байдалд анхаарлаа хандуулаарай: дизайнер нь дохионы бүрэн бүтэн байдлыг шийдвэрлэхийн тулд гагнуурын процессын төгсгөлийг хэрэгжүүлэх ёстой. Энэхүү аргыг ашигладаг дизайнерууд дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хангахын тулд хамгаалалтын зэс тугалган цаасны бичил зурвасын уртыг анхаарч үзэх боломжтой. 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. Гогцоонуудыг багасгах: Давталт бүр нь антентай тэнцүү тул бид гогцоонуудын тоо, гогцоонуудын талбай, антенны эффектийг багасгах хэрэгтэй. 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.

Өндөр давтамжийн ПХБ-ийн дизайн нь хөндлөнгийн оролцооны шийдлүүдийг бий болгодог

Зураг 7: Шүүлтүүрийн төрлүүд

3. The shielding. Асуудлын урт, олон тооны хэлэлцүүлгийг хамгаалсан нийтлэлүүдийн үр дүнд тодорхой танилцуулга хийхээ больсон.

4. Reduce the speed of high-frequency devices.

5. ПХБ -ийн хавтангийн диэлектрик тогтмолыг нэмэгдүүлэх, энэ нь хавтангийн ойролцоох дамжуулах шугам гэх мэт өндөр давтамжийн хэсгүүдийг гадагшаа цацрахаас урьдчилан сэргийлэх боломжтой; 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. EMC -ийн шаардлагыг хангахын тулд дуу чимээг дарах шаардлагатай.