PCB projetar método de roteamento de sinal de entrada analógica de alta velocidade

Quanto maior a largura da linha, mais forte será a capacidade anti-interferência e melhor será a qualidade do sinal (a influência do efeito de pele). Mas, ao mesmo tempo, o requisito de impedância característica de 50Ω deve ser garantido. Placa FR4 normal, a impedância de 6MIL de largura de linha de superfície é 50Ω. Obviamente, isso não pode atender aos requisitos de qualidade de sinal da entrada analógica de alta velocidade, então geralmente usamos o esvaziamento GND02 e deixamos que se refira à camada ART03. Desta forma, o sinal diferencial pode ser contado como 12/10, e a linha única pode ser contada como 18MIL. (Observe que a largura da linha excede 18MIL e o alargamento não faz sentido)

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

A CLINE destacada em verde na figura refere-se à entrada analógica de linha única e diferencial de alta velocidade da camada ART03. Ao fazer isso, alguns detalhes devem ser tratados:

(1) A parte de simulação da camada TOP precisa ser empacotada, conforme mostrado na figura acima. Deve-se observar que a distância do cobre aterrado até a entrada analógica CLINE precisa ser de 3W, ou seja, o AIRGAP da borda do cobre até CLINE tem o dobro da largura da linha. De acordo com alguns cálculos e simulações teóricas eletromagnéticas, o campo magnético e o campo elétrico das linhas de sinal no PCB são principalmente distribuídos dentro da faixa de 3W. (A interferência de ruído dos sinais circundantes é menor ou igual a 1%).

(2) O cobre GND da camada positiva da área analógica também precisa ser isolado da área digital circundante, ou seja, todas as camadas são isoladas.

(3) Para o esvaziamento do GND02, normalmente esvaziamos toda essa área, então a operação é relativamente simples e sem problemas. Mas considerando os detalhes ou para fazer melhor, podemos apenas esvaziar a parte da fiação da entrada analógica, é claro, da mesma forma que a camada TOP, a área de 3W. Isso pode garantir a qualidade do sinal e a planura da placa. O resultado do processamento é o seguinte:

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Desta forma, o caminho de retorno do sinal de entrada analógico de alta velocidade pode ser rapidamente refluído na camada GND02. Ou seja, o caminho de retorno ao solo simulado torna-se mais curto.

(4) Perfure irregularmente um grande número de vias GND ao redor do sinal analógico de alta velocidade para fazer o sinal analógico retornar rapidamente. Também pode absorver ruído.

Regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 1: Regras de blindagem de roteamento de sinal de PCB de alta velocidade No projeto de PCB de alta velocidade, o roteamento das principais linhas de sinal de alta velocidade, como relógios, precisa ser protegido. Se não houver blindagem ou apenas parte dela, isso causará vazamento de EMI. Recomenda-se que o fio blindado seja aterrado com um orifício por 1000 mil.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 2: Regras de circuito fechado de roteamento de sinal de alta velocidade

Devido à densidade crescente das placas PCB, muitos engenheiros de PCB LAYOUT estão propensos a cometer erros no processo de roteamento, ou seja, redes de sinal de alta velocidade, como sinais de clock, que produzem resultados de loop fechado ao rotear PCBs multicamadas. Como resultado de tal circuito fechado, uma antena de quadro será produzida, o que aumentará a intensidade irradiada de EMI.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 3: Regras de circuito aberto de roteamento de sinal de alta velocidade

A regra 2 menciona que o circuito fechado de sinais de alta velocidade causará radiação EMI, mas o circuito aberto também causará radiação EMI.

Redes de sinal de alta velocidade, como sinais de relógio, uma vez que um resultado de loop aberto ocorre quando o PCB multicamadas é roteado, uma antena linear é produzida, o que aumenta a intensidade de radiação EMI.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 4: Regra de continuidade de impedância característica de sinal de alta velocidade

Para sinais de alta velocidade, a impedância característica deve ser continuidade ao alternar entre as camadas, caso contrário, aumentará a radiação EMI. Em outras palavras, a largura da fiação da mesma camada deve ser contínua, e a impedância da fiação das diferentes camadas deve ser contínua.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 5: Regras de direção de fiação para projeto de PCB de alta velocidade

A fiação entre duas camadas adjacentes deve seguir o princípio da fiação vertical, caso contrário, causará interferência entre as linhas e aumentará a radiação EMI.

Resumindo, as camadas de fiação adjacentes seguem as direções de fiação horizontal e vertical, e a fiação vertical pode suprimir a diafonia entre as linhas.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 6: Regras de estrutura topológica em design de PCB de alta velocidade

No projeto de PCB de alta velocidade, o controle da impedância característica da placa de circuito e o projeto da estrutura topológica sob condições de multi-carga determinam diretamente o sucesso ou falha do produto.

A figura mostra uma topologia em cadeia, que geralmente é benéfica quando usada em alguns Mhz. Recomenda-se o uso de uma estrutura simétrica em forma de estrela na extremidade posterior do projeto de PCB de alta velocidade.

Método e regras de roteamento de sinal de entrada analógica de design PCB de alta velocidade

Regra 7: Regra de ressonância do comprimento do traço

Verifique se o comprimento da linha de sinal e a frequência do sinal constituem ressonância, ou seja, quando o comprimento da fiação é um múltiplo inteiro do comprimento de onda do sinal 1/4, a fiação irá ressonar e a ressonância irradiará ondas eletromagnéticas e causar interferência.