Konštrukcia vysokofrekvenčné PCB je komplikovaný proces a mnohé faktory môžu priamo ovplyvniť pracovný výkon vysokofrekvenčného obvodu. Dizajn a zapojenie vysokofrekvenčného obvodu sú veľmi dôležité pre celý dizajn. Odporúča sa najmä nasledujúcich desať tipov pre návrh plošných spojov vysokofrekvenčných obvodov:

1. Zapojenie viacvrstvovej dosky

Vysokofrekvenčné obvody majú tendenciu mať vysokú integráciu a vysokú hustotu zapojenia. Použitie viacvrstvových dosiek je nielen nevyhnutné pre elektroinštaláciu, ale aj účinný prostriedok na zníženie rušenia. Vo fáze rozloženia PCB môže rozumný výber veľkosti dosky plošných spojov s určitým počtom vrstiev plne využiť medzivrstvu na nastavenie tienenia, lepšie realizovať najbližšie uzemnenie a efektívne znížiť parazitnú indukčnosť a skrátiť signál. dĺžka prenosu, pričom sa stále zachováva veľká Všetky tieto metódy sú prospešné pre spoľahlivosť vysokofrekvenčných obvodov, ako je napríklad zníženie amplitúdy krížového rušenia signálu. Niektoré údaje ukazujú, že pri použití rovnakého materiálu je hlučnosť štvorvrstvovej dosky o 20 dB nižšia ako u obojstrannej dosky. Je tu však aj problém. Čím vyšší je počet polovičných vrstiev DPS, tým zložitejší je výrobný proces a tým vyššie sú jednotkové náklady. To si vyžaduje, aby sme pri zostavovaní rozloženia PCB vybrali dosky plošných spojov s príslušným počtom vrstiev. Rozumné plánovanie rozloženia komponentov a použitie správnych pravidiel zapojenia na dokončenie návrhu.

2. Čím menej sa olovo ohýba medzi kolíkmi vysokorýchlostných elektronických zariadení, tým lepšie

Vodič vedenia vysokofrekvenčného obvodu je najlepšie použiť plnú priamku, ktorú je potrebné otočiť. Dá sa otáčať 45-stupňovou prerušovanou čiarou alebo kruhovým oblúkom. Táto požiadavka sa používa iba na zlepšenie pevnosti medenej fólie v nízkofrekvenčných obvodoch, zatiaľ čo vo vysokofrekvenčných obvodoch je táto požiadavka splnená. Jednou požiadavkou je znížiť vonkajšiu emisiu a vzájomnú väzbu vysokofrekvenčných signálov.

3. Čím kratší je prívod medzi kolíkmi zariadenia vysokofrekvenčného obvodu, tým lepšie

Intenzita žiarenia signálu je úmerná dĺžke stopy signálneho vedenia. Čím dlhší je vodič vysokofrekvenčného signálu, tým ľahšie je spojenie s komponentmi v jeho blízkosti. Preto sa pre takt signálu vyžaduje, aby kryštálový oscilátor, dáta DDR, linky LVDS, linky USB, linky HDMI a iné linky vysokofrekvenčného signálu boli čo najkratšie.

4. Čím menej sa olovená vrstva strieda medzi kolíkmi zariadenia vysokofrekvenčného obvodu, tým lepšie

Takzvané „čím menšie striedanie vodičov medzi vrstvami, tým lepšie“ znamená, že čím menej priechodov (Via) sa použije v procese pripojenia komponentov, tým lepšie. Podľa strany môže jeden priechod priniesť distribuovanú kapacitu približne 0.5 pF a zníženie počtu priechodov môže výrazne zvýšiť rýchlosť a znížiť možnosť chýb údajov.

5. Dávajte pozor na „presluchy“ spôsobené signálnym vedením v úzkom paralelnom smerovaní

Zapojenie vysokofrekvenčných obvodov by malo venovať pozornosť „presluchom“ spôsobeným úzkym paralelným vedením signálnych vedení. Presluchy sa týkajú javu spojenia medzi signálnymi vedeniami, ktoré nie sú priamo spojené. Pretože vysokofrekvenčné signály sa prenášajú vo forme elektromagnetických vĺn pozdĺž prenosového vedenia, signálne vedenie bude pôsobiť ako anténa a energia elektromagnetického poľa sa bude vysielať okolo prenosového vedenia. Vzájomnou väzbou elektromagnetických polí medzi signálmi vznikajú nežiaduce šumové signály. Nazývané presluchy (Crosstalk). Parametre vrstvy PCB, rozstup signálnych vedení, elektrické charakteristiky hnacieho konca a prijímacieho konca a spôsob ukončenia signálneho vedenia majú určitý vplyv na presluchy. Preto, aby sa znížilo presluchy vysokofrekvenčných signálov, je potrebné pri zapájaní čo najviac urobiť nasledovné:

Ak to priestor vedenia dovoľuje, vloženie uzemňovacieho vodiča alebo uzemňovacej roviny medzi dva vodiče so závažnejšími presluchmi môže hrať úlohu pri izolácii a znížení presluchov. Keď je v priestore okolo signálneho vedenia časovo premenné elektromagnetické pole, ak sa nedá vyhnúť paralelnému rozloženiu, veľká plocha „zeme“ môže byť usporiadaná na opačnej strane paralelného signálového vedenia, aby sa výrazne znížilo rušenie.

Za predpokladu, že to priestor zapojenia dovoľuje, zväčšite rozostup medzi susednými signálovými vedeniami, znížte paralelnú dĺžku signálových vedení a pokúste sa urobiť hodinovú čiaru kolmú na kľúčovú signálnu čiaru namiesto paralelnej. Ak je paralelné vedenie v rovnakej vrstve takmer nevyhnutné, v dvoch susedných vrstvách musia byť smery vedenia navzájom kolmé.

V digitálnych obvodoch sú zvyčajnými hodinovými signálmi signály s rýchlymi zmenami hrany, ktoré majú vysoký vonkajší presluch. Preto by v návrhu malo byť hodinové vedenie obklopené uzemňovacím vedením a vyrazené viac otvorov pre zemné vedenie, aby sa znížila distribuovaná kapacita, čím sa zníži presluchy. Pre vysokofrekvenčné signálové hodiny skúste použiť nízkonapäťové diferenciálne hodinové signály a zabaľte zemný režim a dávajte pozor na integritu zemného dierovania obalu.

Nepoužitý vstupný terminál by nemal byť zavesený, ale uzemnený alebo pripojený k napájaciemu zdroju (napájací zdroj je tiež uzemnený vo vysokofrekvenčnej signálovej slučke), pretože zavesené vedenie môže byť ekvivalentom vysielacej antény a uzemnenie môže brániť emisie. Prax ukázala, že použitie tejto metódy na odstránenie presluchov môže niekedy priniesť okamžité výsledky.

6. Pridajte vysokofrekvenčný oddeľovací kondenzátor na napájací kolík bloku integrovaného obvodu

Na napájací kolík každého bloku integrovaného obvodu v blízkosti je pridaný vysokofrekvenčný oddeľovací kondenzátor. Zvýšenie vysokofrekvenčného oddeľovacieho kondenzátora napájacieho kolíka môže účinne potlačiť rušenie vysokofrekvenčných harmonických na napájacom kolíku.

7. Izolujte uzemňovací vodič vysokofrekvenčného digitálneho signálu a uzemňovací vodič analógového signálu

Keď je analógový uzemňovací vodič, digitálny uzemňovací vodič atď. pripojený k verejnému uzemňovaciemu káblu, použite na pripojenie alebo priamu izoláciu vysokofrekvenčné magnetické tlmivky a vyberte vhodné miesto pre jednobodové prepojenie. Zemný potenciál uzemňovacieho vodiča vysokofrekvenčného digitálneho signálu je vo všeobecnosti nekonzistentný. Priamo medzi nimi je často určitý rozdiel napätia. Okrem toho uzemňovací vodič vysokofrekvenčného digitálneho signálu často obsahuje veľmi bohaté harmonické zložky vysokofrekvenčného signálu. Keď sú uzemňovací vodič digitálneho signálu a uzemňovací vodič analógového signálu priamo spojené, harmonické zložky vysokofrekvenčného signálu budú interferovať s analógovým signálom cez spojku uzemňovacieho vodiča. Za normálnych okolností je preto potrebné izolovať uzemňovací vodič vysokofrekvenčného digitálneho signálu a uzemňovací vodič analógového signálu a vo vhodnej polohe možno použiť metódu jednobodového prepojenia alebo metódu vysokofrekvenčného signálu. možno použiť prepojenie magnetických guľôčok s frekvenčnou tlmivkou.

8. Vyhnite sa slučkám tvoreným vedením

Všetky druhy stôp vysokofrekvenčného signálu by nemali čo najviac tvoriť slučku. Ak je to nevyhnutné, oblasť slučky by mala byť čo najmenšia.

9. Musí zabezpečiť dobré prispôsobenie impedancie signálu

V procese prenosu signálu, keď sa impedancia nezhoduje, sa signál odrazí v prenosovom kanáli a odraz spôsobí, že syntetizovaný signál vytvorí prekmit, čo spôsobí, že signál bude kolísať blízko logického prahu.

Základným spôsobom eliminácie odrazu je dobré prispôsobenie impedancie vysielaného signálu. Pretože čím väčší je rozdiel medzi impedanciou záťaže a charakteristickou impedanciou prenosového vedenia, tým väčší je odraz, takže charakteristická impedancia prenosového vedenia signálu by sa mala čo najviac rovnať impedancii záťaže. Zároveň si uvedomte, že prenosová linka na doske plošných spojov nemôže mať náhle zmeny alebo rohy a snažte sa udržať impedanciu každého bodu prenosovej linky nepretržitú, inak dôjde k odrazom medzi rôznymi časťami prenosovej linky. To si vyžaduje, aby pri vysokorýchlostnom zapájaní PCB boli dodržané nasledujúce pravidlá zapojenia:

Pravidlá zapojenia USB. Vyžaduje rozdielové smerovanie signálu USB, šírka vedenia je 10 mil, vzdialenosť medzi riadkami je 6 mil a vzdialenosť medzi pozemným a signálnym vedením je 6 mil.

Pravidlá zapojenia HDMI. Vyžaduje sa rozdielové smerovanie signálu HDMI, šírka linky je 10 mil, vzdialenosť medzi riadkami je 6 mil a vzdialenosť medzi každým dvomi sadami párov diferenciálneho signálu HDMI presahuje 20 mil.

Pravidlá zapojenia LVDS. Vyžaduje rozdielové smerovanie signálu LVDS, šírka linky je 7 mil, riadkovanie je 6 mil, účelom je ovládať rozdielovú impedanciu signálu HDMI na 100 ± 15 % ohm

Pravidlá zapojenia DDR. Stopy DDR1 vyžadujú, aby signály čo najviac neprechádzali cez otvory, signálne čiary majú rovnakú šírku a čiary sú rovnako vzdialené. Stopy musia spĺňať princíp 2W, aby sa znížili presluchy medzi signálmi. Pre vysokorýchlostné zariadenia DDR2 a vyššie sú potrebné aj vysokofrekvenčné dáta. Linky majú rovnakú dĺžku, aby sa zabezpečilo impedančné prispôsobenie signálu.

10. Zaručiť integritu prenosu

Udržujte integritu prenosu signálu a zabráňte „fenoménu odrazu zeme“ spôsobenému rozdeľovaním zeme.