Het ontwerp van de hoogfrequente printplaat is een gecompliceerd proces en veel factoren kunnen de werkprestaties van het hoogfrequente circuit rechtstreeks beïnvloeden. Hoogfrequent circuitontwerp en bedrading zijn erg belangrijk voor het hele ontwerp. De volgende tien tips voor het ontwerpen van PCB’s met hoge frequenties worden speciaal aanbevolen:

1. Bedrading van meerlaagse kaarten

Hoogfrequente circuits hebben meestal een hoge integratie en een hoge bedradingsdichtheid. Het gebruik van meerlaagse borden is niet alleen noodzakelijk voor de bedrading, maar ook een effectief middel om interferentie te verminderen. In de PCB-layoutfase kan een redelijke selectie van de printplaatgrootte met een bepaald aantal lagen volledig gebruik maken van de tussenlaag om het schild op te zetten, de dichtstbijzijnde aarding beter te realiseren en de parasitaire inductantie effectief te verminderen en het signaal te verkorten transmissielengte, met behoud van een grote. Al deze methoden zijn gunstig voor de betrouwbaarheid van hoogfrequente circuits, zoals de amplitudevermindering van signaalkruisinterferentie. Sommige gegevens laten zien dat wanneer hetzelfde materiaal wordt gebruikt, het geluid van het vierlaagse bord 20dB lager is dan dat van het dubbelzijdige bord. Er is echter ook een probleem. Hoe hoger het aantal PCB-halflagen, hoe complexer het fabricageproces en hoe hoger de kosten per eenheid. Dit vereist dat we printplaten met het juiste aantal lagen selecteren bij het uitvoeren van PCB-lay-out. Redelijke planning van de lay-out van componenten en gebruik de juiste bedradingsregels om het ontwerp te voltooien.

2. Hoe minder het snoer tussen de pinnen van elektronische apparaten met hoge snelheid buigt, hoe beter

De geleidingsdraad van hoogfrequente circuitbedrading is het beste om een ​​volledige rechte lijn aan te nemen, die moet worden gedraaid. Het kan worden gedraaid door een onderbroken lijn van 45 graden of een cirkelboog. Deze eis wordt alleen gebruikt om de fixeersterkte van de koperfolie in laagfrequente circuits te verbeteren, terwijl in hoogfrequente circuits aan deze eis wordt voldaan. Een vereiste kan de externe emissie en onderlinge koppeling van hoogfrequente signalen verminderen.

3. Hoe korter de kabel tussen de pinnen van het hoogfrequente circuitapparaat, hoe beter

De stralingsintensiteit van het signaal is evenredig met de spoorlengte van de signaallijn. Hoe langer de hoogfrequente signaalleiding, des te gemakkelijker is deze te koppelen met de nabije componenten. Daarom moeten voor de signaalklok, kristaloscillator, DDR-gegevens, LVDS-lijnen, USB-lijnen, HDMI-lijnen en andere hoogfrequente signaallijnen zo kort mogelijk zijn.

4. Hoe minder de loodlaag tussen de pinnen van het hoogfrequente circuitapparaat afwisselt, hoe beter!

De zogenaamde “hoe minder afwisseling tussen de lagen van de leads, hoe beter” betekent dat hoe minder via’s (Via) worden gebruikt in het verbindingsproces van de componenten, hoe beter. Volgens de kant kan één via ongeveer 0.5 pF gedistribueerde capaciteit opleveren, en het verminderen van het aantal via’s kan de snelheid aanzienlijk verhogen en de kans op gegevensfouten verkleinen.

5. Let op de “overspraak” die wordt geïntroduceerd door de signaallijn in nauwe parallelle routering

Hoogfrequente circuitbedrading moet aandacht besteden aan de “overspraak” die wordt geïntroduceerd door de nauwe parallelle routering van signaallijnen. Overspraak verwijst naar het koppelingsverschijnsel tussen signaallijnen die niet direct zijn verbonden. Aangezien hoogfrequente signalen worden verzonden in de vorm van elektromagnetische golven langs de transmissielijn, zal de signaallijn fungeren als een antenne en zal de energie van het elektromagnetische veld rond de transmissielijn worden uitgezonden. Door de onderlinge koppeling van elektromagnetische velden tussen de signalen ontstaan ​​ongewenste ruissignalen. Overspraak genoemd (Crosstalk). De parameters van de PCB-laag, de afstand van de signaallijnen, de elektrische kenmerken van het aandrijf- en het ontvangende uiteinde, en de signaallijnafsluitingsmethode hebben allemaal een zekere invloed op de overspraak. Om de overspraak van hoogfrequente signalen te verminderen, is het daarom vereist om bij de bedrading zoveel mogelijk het volgende te doen:

Als de bedradingsruimte het toelaat, kan het plaatsen van een aardingsdraad of een aardingsvlak tussen de twee draden met ernstigere overspraak een rol spelen bij het isoleren en het verminderen van overspraak. Wanneer er een in de tijd variërend elektromagnetisch veld is in de ruimte rond de signaallijn en parallelle distributie niet kan worden vermeden, kan een groot gebied van “aarde” worden aangebracht aan de andere kant van de parallelle signaallijn om interferentie sterk te verminderen.

Onder het uitgangspunt dat de bedradingsruimte het toelaat, vergroot u de afstand tussen aangrenzende signaallijnen, verkleint u de parallelle lengte van de signaallijnen en probeert u de kloklijn loodrecht op de sleutelsignaallijn te maken in plaats van parallel. Als parallelle bedrading in dezelfde laag bijna onvermijdelijk is, in twee aangrenzende lagen, moeten de richtingen van de bedrading loodrecht op elkaar staan.

In digitale schakelingen zijn de gebruikelijke kloksignalen signalen met snelle flankveranderingen, die een hoge externe overspraak hebben. Daarom moet in het ontwerp de kloklijn worden omgeven door een aardlijn en meer gaten in de grondlijn ponsen om de gedistribueerde capaciteit te verminderen, waardoor overspraak wordt verminderd. Probeer voor hoogfrequente signaalklokken laagspannings-differentiële kloksignalen te gebruiken en de grondmodus in te pakken, en let op de integriteit van het grondponsen van het pakket.

De ongebruikte ingangsterminal mag niet worden opgehangen, maar geaard of aangesloten op de voeding (de voeding is ook geaard in de hoogfrequente signaallus), omdat de hangende lijn equivalent kan zijn aan de zendantenne en de aarding kan verhinderen de emissie. De praktijk heeft uitgewezen dat het gebruik van deze methode om overspraak te elimineren soms onmiddellijke resultaten kan opleveren.

6. Voeg een hoogfrequente ontkoppelingscondensator toe aan de voedingspin van het geïntegreerde circuitblok

Een hoogfrequente ontkoppelingscondensator wordt toegevoegd aan de voedingspin van elk geïntegreerd circuitblok in de buurt. Het verhogen van de hoogfrequente ontkoppelingscondensator van de voedingspin kan de interferentie van hoogfrequente harmonischen op de voedingspin effectief onderdrukken.

7. Isoleer de aardingsdraad van het hoogfrequente digitale signaal en de analoge signaalaardingsdraad

Wanneer de analoge aardingsdraad, digitale aardingsdraad, enz. zijn aangesloten op de openbare aardingsdraad, gebruik dan hoogfrequente magnetische smoorspoelen om verbinding te maken of direct te isoleren en selecteer een geschikte plaats voor eenpuntsinterconnectie. Het aardpotentiaal van de aardingsdraad van het hoogfrequente digitale signaal is over het algemeen inconsistent. Er is vaak een bepaald spanningsverschil tussen de twee direct. Bovendien bevat de aarddraad van het hoogfrequente digitale signaal vaak zeer rijke harmonische componenten van het hoogfrequente signaal. Wanneer de aardingsdraad van het digitale signaal en de aardingsdraad van het analoge signaal rechtstreeks zijn aangesloten, zullen de harmonischen van het hoogfrequente signaal het analoge signaal verstoren via de koppeling van de aarddraad. Daarom moeten onder normale omstandigheden de aardingsdraad van het hoogfrequente digitale signaal en de aardingsdraad van het analoge signaal worden geïsoleerd, en kan een enkelpuntsverbindingsmethode worden gebruikt op een geschikte positie, of een methode voor hoogfrequente frequentiesmoorspoel magnetische kraal interconnectie kan worden gebruikt.

8. Vermijd lussen gevormd door bedrading

Allerlei hoogfrequente signaalsporen moeten zoveel mogelijk een lus vormen. Als het onvermijdelijk is, moet het lusgebied zo klein mogelijk zijn.

9. Moet zorgen voor een goede aanpassing van de signaalimpedantie;

In het proces van signaaloverdracht, wanneer de impedantie niet overeenkomt, zal het signaal reflecteren in het transmissiekanaal, en de reflectie zal ervoor zorgen dat het gesynthetiseerde signaal een overshoot vormt, waardoor het signaal in de buurt van de logische drempel schommelt.

De fundamentele manier om reflectie te elimineren, is door de impedantie van het transmissiesignaal goed af te stemmen. Aangezien hoe groter het verschil tussen de belastingsimpedantie en de karakteristieke impedantie van de transmissielijn, hoe groter de reflectie, dus de karakteristieke impedantie van de signaaltransmissielijn moet zoveel mogelijk gelijk worden gemaakt aan de belastingsimpedantie. Houd er tegelijkertijd rekening mee dat de transmissielijn op de PCB geen plotselinge veranderingen of hoeken kan hebben, en probeer de impedantie van elk punt van de transmissielijn continu te houden, anders zullen er reflecties zijn tussen de verschillende secties van de transmissielijn. Dit vereist dat bij het bedraden van een hoge snelheidsprintplaat de volgende bedradingsregels in acht moeten worden genomen:

USB-bedradingsregels. Vereist USB-signaal differentiële routering, de lijnbreedte is 10mil, de regelafstand is 6mil, en de grondlijn en de signaallijnafstand is 6mil.

HDMI-bedradingsregels. De differentiële routering van het HDMI-signaal is vereist, de lijnbreedte is 10 mil, de regelafstand is 6 mil en de afstand tussen elke twee sets HDMI-differentiële signaalparen is groter dan 20 mil.

LVDS-bedradingsregels. Vereist LVDS-signaal differentiële routering, de lijnbreedte is 7mil, de regelafstand is 6mil, het doel is om de differentiële signaalimpedantie van HDMI te regelen tot 100+-15% ohm

DDR-bedradingsregels. DDR1-sporen vereisen dat signalen zo veel mogelijk niet door gaten gaan, signaallijnen zijn even breed en lijnen zijn gelijk verdeeld. De sporen moeten voldoen aan het 2W-principe om overspraak tussen signalen te verminderen. Voor hogesnelheidsapparaten van DDR2 en hoger zijn ook hoogfrequente gegevens vereist. De lijnen zijn even lang om de impedantie-aanpassing van het signaal te garanderen.

10. Garandeer de integriteit van de transmissie!

Handhaaf de integriteit van de signaaloverdracht en voorkom het “ground bounce-fenomeen” veroorzaakt door grondsplitsing.