site logo

Каковы навыки проектирования высокочастотных схем печатных плат?

Конструкция высокочастотная печатная плата Это сложный процесс, и многие факторы могут напрямую повлиять на рабочие характеристики высокочастотной цепи. Конструкция высокочастотной схемы и проводка очень важны для всей конструкции. Следующие десять советов по проектированию печатных плат высокочастотных цепей особенно рекомендуются:

ipcb

1. Многослойная разводка платы

Высокочастотные цепи, как правило, имеют высокую степень интеграции и высокую плотность проводки. Использование многослойных плат не только необходимо для электромонтажа, но и является эффективным средством уменьшения помех. На этапе компоновки печатной платы разумный выбор размера печатной платы с определенным количеством слоев может полностью использовать промежуточный слой для установки экрана, лучше реализовать ближайшее заземление и эффективно снизить паразитную индуктивность и сократить сигнал. длина передачи при сохранении большого значения. Все эти методы полезны для надежности высокочастотных цепей, например, для уменьшения амплитуды перекрестных помех сигнала. Некоторые данные показывают, что при использовании того же материала шум четырехслойной платы на 20 дБ ниже, чем у двухсторонней платы. Однако есть и проблема. Чем больше количество полуслоев печатной платы, тем сложнее производственный процесс и выше удельная стоимость. Это требует от нас выбора печатных плат с соответствующим количеством слоев при выполнении компоновки печатных плат. Разумное планирование компоновки компонентов и использование правильных правил подключения для завершения проектирования.

2. Чем меньше изгибается провод между контактами высокоскоростных электронных устройств, тем лучше.

Подводящий провод высокочастотной схемы лучше всего иметь полностью прямую линию, которую нужно повернуть. Его можно повернуть по ломаной линии под углом 45 градусов или по дуге окружности. Это требование используется только для повышения прочности крепления медной фольги в низкочастотных цепях, тогда как в высокочастотных цепях это требование выполняется. Одно требование может уменьшить внешнее излучение и взаимную связь высокочастотных сигналов.

3. Чем короче провод между контактами устройства высокочастотной цепи, тем лучше.

Интенсивность излучения сигнала пропорциональна длине следа сигнальной линии. Чем длиннее провод высокочастотного сигнала, тем легче соединиться с близкими к нему компонентами. Следовательно, для тактовой частоты сигнала, кварцевого генератора, данных DDR, линий LVDS, линий USB, линий HDMI и других линий высокочастотных сигналов требуется, чтобы они были как можно короче.

4. Чем меньше свинцовый слой чередуется между выводами устройства высокочастотной цепи, тем лучше

Так называемое «чем меньше межслойное чередование выводов, тем лучше» означает, что чем меньше переходных отверстий (переходных отверстий) используется в процессе соединения компонентов, тем лучше. Согласно стороне, одно переходное отверстие может обеспечить распределенную емкость около 0.5 пФ, а уменьшение количества переходных отверстий может значительно увеличить скорость и снизить вероятность ошибок данных.

5. Обратите внимание на «перекрестные помехи», создаваемые сигнальной линией при близкой параллельной трассе.

При подключении высокочастотных цепей следует обращать внимание на «перекрестные помехи», возникающие из-за близкой параллельной прокладки сигнальных линий. Перекрестные помехи относятся к явлению связи между сигнальными линиями, которые не подключены напрямую. Поскольку высокочастотные сигналы передаются в форме электромагнитных волн вдоль линии передачи, сигнальная линия будет действовать как антенна, а энергия электромагнитного поля будет излучаться вокруг линии передачи. Нежелательные шумовые сигналы возникают из-за взаимной связи электромагнитных полей между сигналами. Вызывается перекрестными помехами (Crosstalk). Параметры слоя печатной платы, расстояние между сигнальными линиями, электрические характеристики приводного конца и приемного конца, а также метод завершения сигнальной линии – все это оказывает определенное влияние на перекрестные помехи. Следовательно, чтобы уменьшить перекрестные помехи высокочастотных сигналов, при электромонтаже требуется как можно больше делать следующее:

Если позволяет пространство для проводки, вставка заземляющего провода или заземляющего провода между двумя проводами с более серьезными перекрестными помехами может сыграть роль в изоляции и уменьшить перекрестные помехи. Когда существует изменяющееся во времени электромагнитное поле в пространстве, окружающем сигнальную линию, если нельзя избежать параллельного распределения, на противоположной стороне параллельной сигнальной линии можно расположить большую площадь «земли», чтобы значительно уменьшить помехи.

Исходя из того, что пространство для разводки позволяет, увеличьте расстояние между соседними сигнальными линиями, уменьшите параллельную длину сигнальных линий и попытайтесь сделать тактовую линию перпендикулярной сигнальной линии ключа, а не параллельной. Если параллельная разводка в одном слое почти неизбежна, в двух соседних слоях направления разводки должны быть перпендикулярны друг другу.

В цифровых схемах обычные тактовые сигналы – это сигналы с быстрым изменением фронта, которые имеют высокие внешние перекрестные помехи. Следовательно, в проекте линия синхронизации должна быть окружена линией заземления и пробивать больше отверстий для линии заземления, чтобы уменьшить распределенную емкость, тем самым уменьшая перекрестные помехи. Для высокочастотных тактовых сигналов попробуйте использовать низковольтные дифференциальные тактовые сигналы и обернуть режим заземления, и обратите внимание на целостность пробивки заземления корпуса.

Неиспользуемая входная клемма не должна быть подвешена, а должна быть заземлена или подключена к источнику питания (источник питания также заземлен в контуре высокочастотного сигнала), потому что подвешенная линия может быть эквивалентна передающей антенне, а заземление может препятствовать эмиссия. Практика доказала, что использование этого метода для устранения перекрестных помех иногда может дать немедленные результаты.

6. Добавьте высокочастотный развязывающий конденсатор на вывод питания блока интегральной схемы.

Конденсатор высокочастотной развязки добавлен к выводу источника питания каждого блока интегральной схемы поблизости. Увеличение конденсатора высокочастотной развязки на выводе источника питания может эффективно подавить помехи высокочастотных гармоник на выводе источника питания.

7. Изолируйте заземляющий провод высокочастотного цифрового сигнала и заземляющий провод аналогового сигнала.

Когда аналоговый заземляющий провод, цифровой заземляющий провод и т. Д. Подключены к общему проводу заземления, используйте высокочастотные дроссельные магнитные шарики для подключения или прямой изоляции и выбора подходящего места для одноточечного соединения. Потенциал заземления заземляющего провода высокочастотного цифрового сигнала обычно нестабилен. Часто между ними напрямую возникает определенная разница в напряжении. Кроме того, заземляющий провод высокочастотного цифрового сигнала часто содержит очень богатые гармонические составляющие высокочастотного сигнала. Когда провод заземления цифрового сигнала и провод заземления аналогового сигнала подключены напрямую, гармоники высокочастотного сигнала будут мешать аналоговому сигналу через соединение провода заземления. Следовательно, в нормальных условиях заземляющий провод высокочастотного цифрового сигнала и заземляющий провод аналогового сигнала должны быть изолированы, и в подходящем месте можно использовать метод одноточечного соединения или метод высокочастотного соединения. может использоваться соединение с магнитным шариком частотного дросселя.

8. Избегайте петель, образованных проводкой.

Всевозможные трассы высокочастотного сигнала не должны максимально образовывать петлю. Если это неизбежно, площадь петли должна быть как можно меньше.

9. Необходимо обеспечить хорошее согласование импеданса сигнала.

В процессе передачи сигнала, когда импеданс не совпадает, сигнал будет отражаться в канале передачи, и отражение вызовет выброс синтезированного сигнала, в результате чего сигнал будет колебаться около логического порога.

Основным способом устранения отражения является точное согласование импеданса передаваемого сигнала. Поскольку чем больше разница между импедансом нагрузки и характеристическим импедансом линии передачи, тем больше отражение, поэтому характеристический импеданс линии передачи сигнала должен быть максимально равен импедансу нагрузки. В то же время обратите внимание, что линия передачи на печатной плате не может иметь резких изменений или углов, и старайтесь поддерживать постоянное сопротивление каждой точки линии передачи, иначе будут отражения между различными участками линии передачи. Это требует, чтобы при высокоскоростном подключении печатной платы соблюдались следующие правила подключения:

Правила подключения USB. Требуется дифференциальная маршрутизация сигнала USB, ширина линии составляет 10 мил, межстрочный интервал составляет 6 мил, а расстояние между линиями заземления и сигнальными линиями составляет 6 мил.

Правила подключения HDMI. Требуется дифференциальная маршрутизация сигнала HDMI, ширина линии составляет 10 мил, межстрочный интервал составляет 6 мил, а расстояние между каждыми двумя наборами пар дифференциальных сигналов HDMI превышает 20 мил.

Правила подключения LVDS. Требуется дифференциальная маршрутизация сигнала LVDS, ширина линии 7 мил, межстрочный интервал 6 мил, цель состоит в том, чтобы контролировать сопротивление дифференциального сигнала HDMI до 100 + -15% Ом.

Правила разводки DDR. Трассы DDR1 требуют, чтобы сигналы не проходили через дыры, насколько это возможно, сигнальные линии имеют одинаковую ширину и линии расположены на одинаковом расстоянии. Трассы должны соответствовать принципу 2W, чтобы уменьшить перекрестные помехи между сигналами. Для высокоскоростных устройств DDR2 и выше также требуются высокочастотные данные. Линии равны по длине, чтобы обеспечить согласование импеданса сигнала.

10. Гарантировать целостность передачи.

Поддерживайте целостность передачи сигнала и предотвращайте «явление отскока земли», вызванное расщеплением земли.