Өндөр хурдны ПХБ -ийн дизайнд дамжуулах шугамын нөлөөллөөс хэрхэн зайлсхийх вэ?

Дамжуулах шугамын нөлөөллөөс хэрхэн зайлсхийх вэ өндөр хурдны ПХБ зураг төсөл

1. Цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог таслан зогсоох арга

Дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хангах сайн шийдэл нь ПХБ -ийн хавтангийн цахилгаан соронзон нийцтэй байдлыг (EMC) сайжруулах болно. Хамгийн чухал зүйл бол ПХБ -ийн хавтанг сайн газардуулгатай байлгах явдал юм. Газрын давхаргатай дохионы давхарга нь нарийн төвөгтэй дизайны хувьд маш үр дүнтэй арга юм. Нэмж дурдахад хэлхээний самбарын хамгийн гадна талын давхаргын дохионы нягтралыг багасгах нь цахилгаан соронзон цацрагийг бууруулах сайн арга юм. Энэ аргыг “гадаргуугийн талбай” технологийг ашиглан “хуримтлуулах” ПХБ-ийн загварыг ашиглан хийж болно. Гадаргуугийн давхаргыг ерөнхий боловсруулалтын ПХБ дээр эдгээр давхаргад нэвтрэхэд ашигладаг нимгэн тусгаарлагч давхаргууд ба микро нүхнүүдийн хослолыг нэмснээр олж авдаг. Эсэргүүцэл ба багтаамжийг гадаргуугийн доор булж болох бөгөөд нэгж талбай дахь шугаман нягтралыг бараг хоёр дахин нэмэгдүүлж, ПХБ -ийн эзлэхүүнийг бууруулдаг. ПХБ -ийн талбайг багасгах нь чиглүүлэлтийн топологид асар их нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь одоогийн гогцоо багасч, салбар чиглүүлэлтийн урт багасч, цахилгаан соронзон цацраг нь одоогийн гогцооны талбайтай пропорциональ байна гэсэн үг юм; 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. Өнөө үед түгээмэл хэрэглэгддэг өндөр хурдтай хурдан нэгдсэн хэлхээний чипүүд нь бүр ч асуудалтай байдаг. Энэ асуудлыг шийдэх хэд хэдэн үндсэн зарчим байдаг: хэрэв CMOS эсвэл TTL хэлхээг дизайн хийхэд ашигладаг бол ажиллах давтамж нь 10 МГц -ээс бага, утасны урт нь 7 инчээс хэтрэхгүй байх ёстой. 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 чипийн хамгийн дээд утас урт нь 0.3 инч байх ёстой. Хэрэв энэ хэмжээнээс хэтэрвэл дамжуулах шугамын асуудал үүснэ.

3. Кабелийн топологийг зөв төлөвлөх

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Кабелийн топологи нь сүлжээний кабелийн кабелийн дараалал, бүтцийг хэлнэ. Өндөр хурдны логик төхөөрөмжийг ашиглах үед салааны уртыг маш богино байлгахгүй бол ирмэг нь хурдан өөрчлөгдөж буй дохиог дохионы их биеийн салбараар гажуудуулах болно. Ерөнхийдөө ПХБ -ийн чиглүүлэлт нь Daisy Chain чиглүүлэлт ба Оддын тархалт гэсэн хоёр үндсэн топологийг ашигладаг.

Daisy-гинжин хэлхээний хувьд утас нь жолоочийн төгсгөлөөс эхэлж, хүлээн авах төгсгөл бүрт ээлжлэн хүрдэг. Хэрэв дохионы шинж чанарыг өөрчлөхийн тулд цуваа резистор ашигладаг бол цуваа резисторын байрлал нь жолоодлогын төгсгөлд ойрхон байх ёстой. Daisy гинжин кабель нь кабелийн өндөр гармоник хөндлөнгийн оролцоог хянах хамгийн сайн арга юм. Гэсэн хэдий ч энэ төрлийн утас нь хамгийн бага дамжуулах хурдтай бөгөөд 100%дамжуулах нь тийм ч хялбар биш юм. Бодит загварт бид Daisy гинжин хэлхээний салбар уртыг аль болох богино болгохыг хүсч байгаа бөгөөд аюулгүй уртын утга нь: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Жишээлбэл, өндөр хурдны TTL хэлхээний салбар төгсгөл нь 1.5 инчээс бага байх ёстой. Энэхүү топологи нь утас бага зай эзэлдэг бөгөөд үүнийг нэг эсэргүүцэл тохируулснаар цуцалж болно. Гэсэн хэдий ч энэхүү утасны бүтэц нь өөр өөр дохио хүлээн авагч дээр дохио хүлээн авах нь синхрон биш болгодог.

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. Автомат кабель ашиглах нь од кабелийг дуусгах хамгийн сайн арга юм. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Үүнийг гараар эсвэл CAD хэрэгслээр хийж, эсэргүүцлийн шинж чанар ба терминалын тохирох эсэргүүцлийн утгыг тооцоолох боломжтой.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Эхний сонголт бол RC тохирох терминал юм. RC тохирох терминалууд нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж болох боловч дохионы ажиллагаа харьцангуй тогтвортой байх үед л ашиглах боломжтой. Энэ арга нь цагийн шугамын дохиог тааруулах боловсруулалт хийхэд хамгийн тохиромжтой. Сул тал нь RC тохирох терминал дахь багтаамж нь дохионы хэлбэр, тархалтын хурданд нөлөөлж болзошгүй юм.

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. Цуврал резисторыг тохируулах терминал нь самбар дээрх төхөөрөмжүүдийн тоо болон холболтын нягтралыг багасгах давуу талтай.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Үүний давуу тал нь дохиог буулгахгүй бөгөөд дуу чимээ гаргахгүй байх болно. Ихэвчлэн TTL оролтын дохионд (ACT, HCT, FAST) ашигладаг.

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.

Босоо холбох горимд эсэргүүцэл нь богино холбох зүүтэй бөгөөд энэ нь эсэргүүцэл ба хэлхээний самбар хоорондын дулааны эсэргүүцлийг бууруулж, эсэргүүцлийн дулааныг агаарт амархан ялгаруулдаг. Гэхдээ урт босоо суурилуулалт нь резисторын индукцийг нэмэгдүүлэх болно. 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. Холбогдох бусад технологи

IC тэжээлийн хангамжийн түр зуурын хүчдэлийг бууруулахын тулд конденсаторыг IC чипт нэмэх шаардлагатай. Энэ нь цахилгаан тэжээлд цохиулах нөлөөг үр дүнтэй арилгаж, хэвлэсэн самбар дээрх цахилгаан гогцооноос цацрагийг бууруулдаг.

Таслах конденсаторыг цахилгаан тэжээлийн давхаргад бус харин нэгдсэн хэлхээний цахилгаан тэжээлийн хөл рүү шууд холбосон тохиолдолд булбарыг тэгшлэх нөлөө хамгийн сайн байдаг. Ийм учраас зарим төхөөрөмж залгуурт нь салгах конденсатортой байдаг бол зарим нь задлах конденсатор ба төхөөрөмжийн хоорондох зай хангалттай бага байхыг шаарддаг.

Цахилгаан хангамжийн хүчдэлийн түр зуурын хэт ачааллыг бууруулахын тулд аливаа өндөр хурдтай, өндөр эрчим хүчний хэрэглээтэй төхөөрөмжийг аль болох байрлуулах ёстой.

Цахилгаан давхарга байхгүй бол урт цахилгаан шугамууд нь дохио ба давталтын хооронд гогцоо үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цацрагийн эх үүсвэр ба индуктив хэлхээ болдог.

Нэг сүлжээний кабель эсвэл бусад кабелиар дамждаггүй гогцоо үүсгэдэг кабелийг нээлттэй хэлхээ гэж нэрлэдэг. Хэрэв давталт нь ижил сүлжээний кабелиар дамждаг бол бусад чиглэлүүд нь хаалттай гогцоо үүсгэдэг. Аль ч тохиолдолд антенны эффект (шугамын антен ба цагираган антен) үүсч болно.