PCB navrhnúť metódu smerovania vysokorýchlostného analógového vstupného signálu

Čím väčšia je šírka čiary, tým silnejšia je schopnosť proti rušeniu a tým lepšia kvalita signálu (vplyv skinefektu). Zároveň však musí byť zaručená požiadavka charakteristickej impedancie 50Ω. Normálna doska FR4, impedancia povrchovej čiary 6MIL je 50Ω. To samozrejme nemôže spĺňať požiadavky na kvalitu signálu vysokorýchlostného analógového vstupu, takže vo všeobecnosti používame vyhĺbenie GND02 a necháme to odkazovať na vrstvu ART03. Týmto spôsobom môže byť diferenciálny signál počítaný ako 12/10 a jedna linka môže byť počítaná ako 18MIL. (Všimnite si, že šírka čiary presahuje 18 MIL a potom rozšírenie nemá význam)

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

CLINE zvýraznená zelenou farbou na obrázku sa týka jednoriadkového a diferenciálneho vysokorýchlostného analógového vstupu vrstvy ART03. Pritom je potrebné venovať pozornosť niektorým detailom:

(1) Simulačná časť vrstvy TOP musí byť zabalená, ako je znázornené na obrázku vyššie. Je potrebné poznamenať, že vzdialenosť od uzemňovacej medi po analógový vstup CLINE musí byť 3 W, to znamená, že VZDUCHOVÁ MIESTA od okraja medeného vodiča po CLINE je dvojnásobkom šírky vedenia. Podľa niektorých teoretických elektromagnetických výpočtov a simulácií je magnetické pole a elektrické pole signálových vedení na DPS distribuované hlavne v rozsahu 3W. (Rušenie šumu z okolitých signálov je menšie alebo rovné 1 %).

(2) GND meď kladnej vrstvy analógovej oblasti musí byť tiež izolovaná od okolitej digitálnej oblasti, to znamená, že všetky vrstvy sú izolované.

(3) Pri vyhĺbení GND02 zvyčajne vyhĺbime celú túto oblasť, takže operácia je relatívne jednoduchá a nie je problém. Ale ak vezmeme do úvahy detaily alebo aby sme to urobili lepšie, môžeme vyhĺbiť iba časť zapojenia analógového vstupu, samozrejme, rovnako ako vrchnú vrstvu, oblasť 3W. To môže zaručiť kvalitu signálu a rovinnosť dosky. Výsledok spracovania je nasledovný:

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Týmto spôsobom môže byť spätná cesta vysokorýchlostného analógového vstupného signálu rýchlo pretavená na vrstvu GND02. To znamená, že simulovaná dráha návratu zo zeme sa skráti.

(4) Nepravidelne prerazte veľký počet prestupov GND okolo vysokorýchlostného analógového signálu, aby analógový signál rýchlo prúdil späť. Dokáže pohltiť aj hluk.

Pravidlá smerovania vysokorýchlostného analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 1: Pravidlá tienenia vysokorýchlostného smerovania signálu PCB Pri návrhu vysokorýchlostného PCB musí byť smerovanie kľúčových vysokorýchlostných signálnych vedení, ako sú hodiny, tienené. Ak nie je štít alebo len jeho časť, spôsobí to únik EMI. Odporúča sa, aby bol tienený vodič uzemnený s otvorom na 1000 mil.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 2: Pravidlá pre smerovanie vysokorýchlostného signálu v uzavretej slučke

V dôsledku zvyšujúcej sa hustoty dosiek plošných spojov je veľa inžinierov rozmiestnenia plošných spojov náchylných na chyby v procese smerovania, tj vysokorýchlostných signálnych sietí, ako sú napríklad hodinové signály, ktoré pri smerovaní viacvrstvových plošných spojov vytvárajú výsledky v uzavretej slučke. V dôsledku takejto uzavretej slučky vznikne slučková anténa, ktorá zvýši vyžarovanú intenzitu EMI.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 3: Pravidlá pre smerovanie vysokorýchlostného signálu v otvorenej slučke

Pravidlo 2 uvádza, že uzavretá slučka vysokorýchlostných signálov spôsobí EMI žiarenie, ale otvorená slučka tiež spôsobí EMI žiarenie.

Vysokorýchlostné signálne siete, ako sú napríklad hodinové signály, akonáhle dôjde k výsledku s otvorenou slučkou pri smerovaní viacvrstvovej PCB, vytvorí sa lineárna anténa, ktorá zvýši intenzitu EMI žiarenia.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 4: Charakteristické pravidlo kontinuity impedancie vysokorýchlostného signálu

Pre vysokorýchlostné signály musí byť charakteristická impedancia kontinuita pri prepínaní medzi vrstvami, inak sa zvýši EMI žiarenie. Inými slovami, šírka vedenia rovnakej vrstvy musí byť súvislá a impedancia vedenia rôznych vrstiev musí byť spojitá.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 5: Pravidlá smeru zapojenia pre návrh vysokorýchlostnej dosky plošných spojov

Zapojenie medzi dvoma susednými vrstvami musí dodržiavať princíp vertikálneho vedenia, inak spôsobí presluchy medzi vedeniami a zvýši EMI žiarenie.

Stručne povedané, susedné vrstvy vedenia sledujú horizontálny a vertikálny smer vedenia a vertikálne vedenie môže potlačiť presluchy medzi vedeniami.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 6: Pravidlá topologickej štruktúry pri návrhu vysokorýchlostných DPS

Vo vysokorýchlostnom návrhu PCB riadenie charakteristickej impedancie dosky plošných spojov a návrh topologickej štruktúry v podmienkach viacnásobného zaťaženia priamo určujú úspech alebo zlyhanie produktu.

Na obrázku je znázornená reťazová topológia, ktorá je vo všeobecnosti výhodná pri použití v niekoľkých Mhz. Odporúča sa použiť hviezdicovú symetrickú štruktúru na zadnej strane vo vysokorýchlostnom dizajne PCB.

Spôsob a pravidlá vysokorýchlostného smerovania analógového vstupného signálu pre návrh PCB

Pravidlo 7: Pravidlo rezonancie dĺžky stopy

Skontrolujte, či dĺžka signálneho vedenia a frekvencia signálu predstavujú rezonanciu, to znamená, že keď je dĺžka vedenia celočíselným násobkom 1/4 vlnovej dĺžky signálu, vedenie bude rezonovať a rezonancia bude vyžarovať elektromagnetické vlny. a spôsobiť rušenie.