PCB načrtovanje metode usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala

Širša kot je širina črte, močnejša je sposobnost preprečevanja motenj in boljša je kakovost signala (vpliv kožnega učinka). Hkrati pa mora biti zagotovljena zahteva po karakteristični impedanci 50Ω. Običajna plošča FR4, impedanca širine površinske črte 6MIL je 50Ω. To očitno ne more izpolniti zahtev glede kakovosti signala hitrega analognega vhoda, zato na splošno uporabljamo izdolbeni GND02 in pustimo, da se nanaša na plast ART03. Na ta način se lahko diferenčni signal šteje kot 12/10, posamezna linija pa kot 18MIL. (Upoštevajte, da širina črte presega 18MIL, razširitev pa je nesmiselna)

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

CLINE, označen z zeleno na sliki, se nanaša na enovrstični in diferencialni visokohitrostni analogni vhod sloja ART03. Pri tem je treba upoštevati nekatere podrobnosti:

(1) Simulacijski del sloja TOP je treba zapakirati, kot je prikazano na zgornji sliki. Upoštevati je treba, da mora biti razdalja od ozemljitvenega bakra do analognega vhoda CLINE 3W, to pomeni, da je AIRGAP od roba bakra do CLINE dvakratna širina črte. Po nekaterih elektromagnetnih teoretičnih izračunih in simulacijah sta magnetno polje in električno polje signalnih vodov na PCB porazdeljena predvsem v območju 3W. (Hrupna motnja okoliških signalov je manjša ali enaka 1 %).

(2) GND baker pozitivnega sloja analognega območja je treba tudi izolirati od okoliškega digitalnega območja, to pomeni, da so vse plasti izolirane.

(3) Za izdolbevanje GND02 običajno izdolbemo vse to področje, tako da je operacija relativno preprosta in ni težav. Toda glede na detajle ali da bi bili boljši, lahko izdolbemo le del ožičenja analognega vhoda, seveda enako kot TOP plast, območje 3W. To lahko zagotovi kakovost signala in ravnost plošče. Rezultat obdelave je naslednji:

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Na ta način je mogoče povratno pot hitrega analognega vhodnega signala hitro preoblikovati na sloju GND02. To pomeni, da simulirana povratna pot do tal postane krajša.

(4) Neenakomerno prebijajte veliko število prehodov GND okoli hitrega analognega signala, da bo analogni signal hitro stekel nazaj. Prav tako lahko absorbira hrup.

Pravila za usmerjanje hitrih analognih vhodnih signalov za oblikovanje PCB

Pravilo 1: Pravila za zaščito pri usmerjanju signala visoke hitrosti PCB Pri načrtovanju visokohitrostne PCB je treba usmerjanje ključnih signalnih vodov visoke hitrosti, kot so ure, zaščititi. Če ščita ni ali je le del, bo to povzročilo puščanje elektromagnetnih elektromagnetnih omrežij. Priporočljivo je, da se oklopljena žica ozemlji z luknjo na 1000 mil.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 2: Pravila zaprte zanke za usmerjanje signalov visoke hitrosti

Zaradi vse večje gostote plošč PCB so mnogi inženirji PCB LAYOUT nagnjeni k napakam v procesu usmerjanja, to je signalnih omrežij visoke hitrosti, kot so taktni signali, ki pri usmerjanju večslojnih PCB proizvajajo rezultate v zaprti zanki. Kot rezultat takšne zaprte zanke bo nastala zančna antena, ki bo povečala sevano intenzivnost EMI.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 3: Pravila odprte zanke za usmerjanje signalov visoke hitrosti

Pravilo 2 omenja, da bo zaprta zanka hitrih signalov povzročila EMI sevanje, odprta zanka pa bo povzročila tudi EMI sevanje.

Visokohitrostna signalna omrežja, kot so taktni signali, ko pride do rezultata odprte zanke, ko je večplastna tiskana vezja usmerjena, se ustvari linearna antena, ki poveča intenzivnost sevanja EMI.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 4: Pravilo kontinuitete karakteristične impedance za signal visoke hitrosti

Za signale visoke hitrosti mora biti karakteristična impedanca kontinuiteta pri preklapljanju med plastmi, sicer bo povečalo sevanje EMI. Z drugimi besedami, širina ožičenja iste plasti mora biti neprekinjena, impedanca ožičenja različnih plasti pa mora biti neprekinjena.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 5: Pravila o smeri ožičenja za visokohitrostno zasnovo PCB

Ožičenje med dvema sosednjima slojema mora slediti načelu navpičnega ožičenja, sicer bo povzročilo preslušavanje med linijami in povečalo EMI sevanje.

Skratka, sosednji sloji ožičenja sledijo vodoravni in navpični smeri ožičenja, navpična napeljava pa lahko prepreči preslušavanje med linijami.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 6: Pravila topološke strukture pri načrtovanju visokohitrostnih PCB

Pri načrtovanju visokohitrostnega tiskanega vezja nadzor karakteristične impedance vezja in načrtovanje topološke strukture v pogojih več obremenitev neposredno določata uspeh ali neuspeh izdelka.

Slika prikazuje verižno topologijo, ki je na splošno koristna, če se uporablja v nekaj Mhz. Priporočljivo je, da uporabite simetrično strukturo v obliki zvezde na zadnji strani pri oblikovanju visokohitrostnega tiskanega vezja.

Metoda in pravila usmerjanja hitrega analognega vhodnega signala zasnove PCB

Pravilo 7: Resonančno pravilo dolžine sledi

Preverite, ali dolžina signalne linije in frekvenca signala predstavljata resonanco, to pomeni, da ko je dolžina ožičenja celoštevilski večkratnik valovne dolžine signala 1/4, bo ožičenje odmevalo, resonanca pa bo sevala elektromagnetne valove. in povzročajo motnje.