Med økningen av integrert krets utgang bytte hastighet og PCB-kort tetthet, har signalintegritet blitt et av problemene som må tas opp i høyhastighets digital PCB-design. Parametrene til komponenter og PCB-kort, utformingen av komponentene på PCB-kortet, kablingen til høyhastighetssignallinje og andre faktorer, Kan forårsake problemer med signalintegritet.

For PCB-oppsett krever signalintegritet et kortoppsett som ikke påvirker signaltiming eller spenning, mens for kretsledninger krever signalintegritet termineringselementer, layoutstrategier og kablingsinformasjon. Høy signalhastighet på et PCB, feil plassering av endekomponenter eller feil kabling av høyhastighetssignaler kan forårsake signalintegritetsproblemer, som kan føre til at systemet sender ut feil data, at kretsen fungerer feil eller ikke fungerer i det hele tatt. Hvordan ta signalintegritet i betraktning og ta effektive kontrolltiltak i PCB-design har blitt et hett tema i PCB-designindustrien.

Signalintegritet Problem God signalintegritet betyr at signalet kan reagere med riktig timing og spenningsnivåverdier når det er nødvendig. Motsatt, når signalet ikke reagerer riktig, er det et signalintegritetsproblem. Signalintegritetsproblemer kan føre til eller direkte føre til signalforvrengning, tidsfeil, feil data, adresse- og kontrolllinjer, og systemfeil, eller til og med systemkrasj. I prosessen med PCB-designpraksis har folk samlet mange PCB-designregler. I PCB-design kan signalintegriteten til PCB oppnås bedre ved å referere nøye til disse designreglene.

Når vi designer PCB, bør vi først forstå designinformasjonen til hele kretskortet, som hovedsakelig inkluderer:

1. Antall enheter, enhetsstørrelse, enhetspakke, brikkehastighet, om PCB er delt inn i lavhastighets-, middelhastighets- og høyhastighetsområde, som er grensesnittinn- og utdataområdet;

2. De generelle layoutkravene, enhetens layoutplassering, om det er en høyeffektsenhet, chip-enhet varmespredning spesielle krav;

3. Type signallinje, hastighet og overføringsretning, impedanskontrollkrav til signallinje, busshastighetsretning og kjøresituasjon, nøkkelsignaler og beskyttelsestiltak;

4. Type strømforsyning, type jord, krav til støytoleranse for strømforsyning og jord, innstilling og segmentering av strømforsyning og jordplan;

5. Typer og hastigheter for klokkelinjer, kilde og retning for klokkelinjer, krav til klokkeforsinkelse, krav til lengste linje.

PCB lagdelt design

Etter å ha forstått den grunnleggende informasjonen til kretskortet, er det nødvendig å veie designkravene til kretskortets kostnader og signalintegritet, og velge et rimelig antall ledningslag. I dag har kretskortet gradvis utviklet seg fra ett lag, dobbelt lag og fire lag til mer flerlags kretskort. Flerlags PCB-design kan forbedre referanseoverflaten til signalruting og gi tilbakestrømningsvei for signal, som er hovedtiltaket for å oppnå god signalintegritet. Følg følgende regler når du designer PCB-lag:

1. Referanseplanet skal fortrinnsvis være grunnplanet. Både strømforsyning og jordplan kan brukes som referanseplan, og begge har en viss skjermingsfunksjon. Imidlertid er skjermingseffekten til strømforsyningsplanet mye lavere enn jordplanet på grunn av dens høyere karakteristiske impedans og større potensielle forskjell mellom strømforsyningsplanet og referansejordnivået.

2. Digital krets og analog krets er lagdelt. Der designkostnadene tillater det, er det best å arrangere digitale og analoge kretser på separate lag. Hvis må ønske å ordne i samme ledningslag, kan du bruke grøft, legge til jordingslinje, metoden som skillelinje for å rette opp. Analog og digital strøm og jord må skilles, aldri blandes.

3. Nøkkelsignalrutingen til tilstøtende lag krysser ikke segmenteringsområdet. Signaler vil danne en stor signalsløyfe over regionen og generere sterk stråling. Dersom signalkabelen må krysse området når jordkabelen deles, kan et enkelt punkt kobles mellom jord for å danne en forbindelsesbro mellom de to jordpunktene, og deretter kan kabelen føres gjennom koplingsbroen.

4. Det bør være et relativt komplett grunnplan under komponentoverflaten. Jordplanets integritet må opprettholdes så langt som mulig for flerlagsplaten. Ingen signallinjer tillates normalt å gå i jordplanet.

5, høy frekvens, høy hastighet, klokke og andre nøkkelsignallinjer bør ha tilstøtende jordplan. På denne måten er avstanden mellom signallinje og jordlinje bare avstanden mellom PCB -lagene, så den faktiske strømmen flyter alltid i jordlinjen rett under signallinjen, danner det minste signalløyfeområdet og reduserer stråling.

Hvordan designe signalet om integritet PCB

Design av PCB-layout

Nøkkelen til signalintegritetsdesign av trykt bord er layout og kabling, som er direkte relatert til ytelsen til PCB. Før layout må PCB-størrelsen bestemmes for å oppfylle funksjonen til lavest mulig kostnad. Hvis kretskortet er for stort og distribuert, kan overføringslinjen være veldig lang, noe som resulterer i økt impedans, redusert støymotstand og økte kostnader. Hvis komponentene er plassert sammen, er varmeavledningen dårlig, og koblingsovertale kan oppstå i tilstøtende ledninger. Derfor må oppsettet være basert på kretsens funksjonelle enheter, samtidig som elektromagnetisk kompatibilitet, varmespredning og grensesnittfaktorer vurderes.

Når du legger ut et PCB med blandede digitale og analoge signaler, må du ikke blande digitale og analoge signaler. Hvis analoge og digitale signaler må blandes, sørg for å legge vertikal linje for å redusere effekten av krysskobling. Den digitale kretsen, den analoge kretsen og den støygenererende kretsen på kretskortet bør separeres, og den følsomme kretsen bør rutes først, og koblingsveien mellom kretsene bør elimineres. Tenk spesielt på klokke-, tilbakestillings- og avbruddslinjene, ikke parallelt disse linjene med høystrømsbryterlinjene, ellers lett skadet av elektromagnetiske koblingssignaler, og forårsake uventet tilbakestilling eller avbrudd. Det overordnede oppsettet bør følge følgende prinsipper:

1. Funksjonell partisjonslayout, analog krets og digital krets på PCB bør ha forskjellig romlig layout.

2. I henhold til kretssignalprosessen for å ordne de funksjonelle kretsenhetene, slik at signalstrømmen opprettholder den samme retningen.

3. Ta kjernekomponentene til hver funksjonelle kretsenhet som sentrum, og andre komponenter er arrangert rundt den.

4. Forkort forbindelsen mellom høyfrekvente komponenter så mye som mulig, og prøv å redusere fordelingsparametrene.

5. Komponenter som er lett å forstyrre, bør ikke være for nær hverandre, inngangs- og utgangskomponenter bør være langt unna.

Hvordan designe signalet om integritet PCB

PCB -ledningsdesign

Alle signallinjer bør klassifiseres før PCB -ledninger. Først av alt, klokkelinje, følsom signallinje og deretter høyhastighetssignallinje, for å sikre at denne typen signal gjennom hullet er nok, distribusjonsparametere med gode egenskaper, og deretter generell uviktig signallinje.

Inkompatible signallinjer bør være langt borte fra hverandre og ikke parallelle ledninger, for eksempel digital og analog, høy hastighet og lav hastighet, høy strøm og liten strøm, høy spenning og lav spenning. Signalkabler på forskjellige lag bør føres vertikalt til hverandre for å redusere krysstale. Arrangementet av signallinjer er best arrangert i henhold til strømningsretningen til signalet. Utgangssignallinjen til en krets skal ikke føres tilbake til inngangssignallinjeområdet. Høyhastighetssignallinjer bør holdes så korte som mulig for å unngå forstyrrelser med andre signallinjer. På dobbeltpanelet kan om nødvendig isolasjonsjordledningen legges på begge sider av høyhastighetssignallinjen. Alle høyhastighets klokkelinjer på flerlagskortet skal være skjermet i henhold til lengden på klokkelinjene.

De generelle prinsippene for kabling er:

1. Så langt som mulig å velge lav tetthet ledningsdesign, og signal ledninger så langt som mulig tykkelse konsekvent, bidrar til impedans matching. For rf-kretser kan den urimelige utformingen av signallinjeretning, bredde og linjeavstand forårsake kryssinterferens mellom signaloverføringslinjer.

2. Så langt som mulig unngå tilstøtende inngangs- og utgangsledninger og langdistanse parallelle ledninger. For å redusere krysstale mellom parallelle signallinjer kan avstanden mellom signallinjer økes, eller isolasjonsbelter kan settes inn mellom signallinjer.

3. Linjebredden på PCB skal være jevn og ingen linjebredde -mutasjon skal forekomme. PCB ledninger bøyning bør ikke bruke 90 grader hjørne, bør bruke bue eller 135 grader vinkel, så langt som mulig for å opprettholde kontinuiteten til linje impedans.

4. Minimer arealet av gjeldende sløyfe. Den eksterne strålingsintensiteten til den strømførende kretsen er proporsjonal med strømmen som går gjennom, sløyfeområdet og kvadratet på signalfrekvensen. Å redusere strømsløyfeområdet kan redusere den ELEKTROMAGNETISKE interferensen til PCB.

5. Så langt som mulig for å redusere lengden på ledningen, øke bredden på ledningen, bidrar det til å redusere trådens impedans.

6. For bryterkontrollsignaler bør antallet SIGNAL PCB -ledninger som endrer tilstanden samtidig reduseres så langt som mulig.