Dizajni i PCB me frekuencë të lartë është një proces i ndërlikuar dhe shumë faktorë mund të ndikojnë drejtpërdrejt në performancën e punës së qarkut me frekuencë të lartë. Dizajni i qarkut me frekuencë të lartë dhe instalimet elektrike janë shumë të rëndësishme për të gjithë dizajnin. Rekomandohen veçanërisht dhjetë këshillat e mëposhtme për dizajnimin e PCB-ve të qarkut me frekuencë të lartë:

1. Instalimet elektrike të bordit me shumë shtresa

Qarqet me frekuencë të lartë priren të kenë integrim të lartë dhe densitet të lartë instalime elektrike. Përdorimi i pllakave me shumë shtresa nuk është vetëm i nevojshëm për instalime elektrike, por edhe një mjet efektiv për të zvogëluar ndërhyrjen. Në fazën e paraqitjes së PCB-së, një përzgjedhje e arsyeshme e madhësisë së tabelës së printuar me një numër të caktuar shtresash mund të përdorë plotësisht shtresën e ndërmjetme për të vendosur mburojën, për të realizuar më mirë tokëzimin më të afërt dhe për të reduktuar në mënyrë efektive induktancën parazitare dhe për të shkurtuar sinjalin. Gjatësia e transmetimit, duke ruajtur ende një të madhe Të gjitha këto metoda janë të dobishme për besueshmërinë e qarqeve me frekuencë të lartë, siç është reduktimi i amplitudës së ndërhyrjes së sinjalit. Disa të dhëna tregojnë se kur përdoret i njëjti material, zhurma e tabelës me katër shtresa është 20 dB më e ulët se ajo e tabelës me dy anë. Megjithatë, ka edhe një problem. Sa më i madh të jetë numri i gjysmështresave të PCB, aq më kompleks është procesi i prodhimit dhe aq më i lartë është kostoja e njësisë. Kjo kërkon që ne të zgjedhim pllaka PCB me numrin e duhur të shtresave kur kryejmë paraqitjen e PCB-ve. Planifikimi i arsyeshëm i paraqitjes së komponentëve dhe përdorni rregulla të sakta instalime elektrike për të përfunduar dizajnin.

2. Sa më pak të përkulet plumbi midis kunjave të pajisjeve elektronike me shpejtësi të lartë, aq më mirë

Teli plumb i instalimeve elektrike të qarkut me frekuencë të lartë është më i miri për të adoptuar një vijë të plotë të drejtë, e cila duhet të kthehet. Mund të kthehet nga një vijë e thyer 45 gradë ose një hark rrethor. Kjo kërkesë përdoret vetëm për të përmirësuar forcën e fiksimit të fletës së bakrit në qarqet me frekuencë të ulët, ndërsa në qarqet me frekuencë të lartë, kjo kërkesë plotësohet. Një kërkesë mund të zvogëlojë emetimin e jashtëm dhe bashkimin e ndërsjellë të sinjaleve me frekuencë të lartë.

3. Sa më i shkurtër të jetë kalimi midis kunjave të pajisjes së qarkut me frekuencë të lartë, aq më mirë

Intensiteti i rrezatimit të sinjalit është proporcional me gjatësinë e gjurmës së linjës së sinjalit. Sa më i gjatë të jetë kalimi i sinjalit me frekuencë të lartë, aq më e lehtë është bashkimi me komponentët afër tij. Prandaj, për orën e sinjalit, oshilatori kristal, të dhënat DDR, linjat LVDS, linjat USB, linjat HDMI dhe linjat e tjera të sinjalit me frekuencë të lartë kërkohet të jenë sa më të shkurtra.

4. Sa më pak të alternohet shtresa e plumbit midis kunjave të pajisjes së qarkut me frekuencë të lartë, aq më mirë

E ashtuquajtura “sa më pak të jetë alternimi ndërshtresor i prizave, aq më mirë” do të thotë se sa më pak via (Via) të përdoren në procesin e lidhjes së komponentëve, aq më mirë. Sipas anës, një via mund të sjellë rreth 0.5 pF kapacitet të shpërndarë, dhe zvogëlimi i numrit të vias mund të rrisë ndjeshëm shpejtësinë dhe të zvogëlojë mundësinë e gabimeve të të dhënave.

5. Kushtojini vëmendje “crosstalk” të futur nga linja e sinjalit në rrugëzim të ngushtë paralel

Instalimet elektrike të qarkut me frekuencë të lartë duhet t’i kushtojnë vëmendje “kryqit” të paraqitur nga drejtimi paralel i ngushtë i linjave të sinjalit. Crosstalk i referohet fenomenit të bashkimit midis linjave të sinjalit që nuk janë të lidhura drejtpërdrejt. Meqenëse sinjalet me frekuencë të lartë transmetohen në formën e valëve elektromagnetike përgjatë linjës së transmetimit, linja e sinjalit do të veprojë si një antenë dhe energjia e fushës elektromagnetike do të emetohet rreth linjës së transmetimit. Sinjalet e zhurmës së padëshirueshme gjenerohen për shkak të bashkimit të ndërsjellë të fushave elektromagnetike midis sinjaleve. Quhet crosstalk (Crosstalk). Parametrat e shtresës së PCB-së, ndarja e linjave të sinjalit, karakteristikat elektrike të skajit drejtues dhe të skajit marrës, dhe metoda e përfundimit të linjës së sinjalit, të gjitha kanë një ndikim të caktuar në ndërlidhjen. Prandaj, për të reduktuar ndërlidhjen e sinjaleve me frekuencë të lartë, kërkohet të bëni sa më poshtë që të jetë e mundur gjatë instalimeve elektrike:

Nëse hapësira e instalimeve elektrike e lejon, futja e një teli tokëzimi ose rrafshi i tokëzimit midis dy telave me ndërlidhje më serioze mund të luajë një rol në izolim dhe në reduktimin e ndërlidhjes. Kur ka një fushë elektromagnetike që ndryshon nga koha në hapësirën që rrethon linjën e sinjalit, nëse shpërndarja paralele nuk mund të shmanget, një zonë e madhe “tokë” mund të organizohet në anën e kundërt të linjës së sinjalit paralel për të reduktuar shumë ndërhyrjen.

Nën premisën që lejon hapësira e instalimeve elektrike, rrisni hapësirën midis linjave të sinjalit ngjitur, zvogëloni gjatësinë paralele të linjave të sinjalit dhe përpiquni ta bëni vijën e orës pingul me vijën e sinjalit kyç në vend të paraleles. Nëse instalimet elektrike paralele në të njëjtën shtresë janë pothuajse të pashmangshme, në dy shtresa ngjitur, drejtimet e instalimeve elektrike duhet të jenë pingul me njëri-tjetrin.

Në qarqet dixhitale, sinjalet e zakonshme të orës janë sinjale me ndryshime të shpejta të skajeve, të cilat kanë ndërlidhje të lartë të jashtme. Prandaj, në dizajn, linja e orës duhet të rrethohet nga një vijë tokësore dhe të hapë më shumë vrima të linjës tokësore për të zvogëluar kapacitetin e shpërndarë, duke reduktuar kështu ndërlidhjen. Për orët e sinjalit me frekuencë të lartë, përpiquni të përdorni sinjalet e orës diferenciale të tensionit të ulët dhe mbështillni modalitetin e tokëzimit dhe kushtojini vëmendje integritetit të goditjes së tokës së paketës.

Terminali hyrës i papërdorur nuk duhet të pezullohet, por të tokëzohet ose të lidhet me furnizimin me energji elektrike (furnizimi me energji elektrike është gjithashtu i bazuar në qarkun e sinjalit me frekuencë të lartë), sepse linja e pezulluar mund të jetë e barabartë me antenën transmetuese dhe tokëzimi mund të pengojë emetimi. Praktika ka vërtetuar se përdorimi i kësaj metode për të eliminuar ndërlidhjen ndonjëherë mund të japë rezultate të menjëhershme.

6. Shtoni kondensatorin e shkëputjes me frekuencë të lartë në kutinë e furnizimit me energji elektrike të bllokut të qarkut të integruar

Një kondensator shkëputës me frekuencë të lartë shtohet në kutinë e furnizimit me energji elektrike të çdo blloku të qarkut të integruar aty pranë. Rritja e kondensatorit të shkëputjes me frekuencë të lartë të pinit të furnizimit me energji mund të shtypë në mënyrë efektive ndërhyrjen e harmonikëve me frekuencë të lartë në kutinë e furnizimit me energji elektrike.

7. Izoloni telin e tokëzimit të sinjalit dixhital me frekuencë të lartë dhe telit të tokëzimit të sinjalit analog

Kur teli analog i tokëzimit, teli dixhital i tokëzimit, etj. janë të lidhur me telin e tokëzimit publik, përdorni rruaza magnetike të mbytjes me frekuencë të lartë për t’u lidhur ose për të izoluar drejtpërdrejt dhe për të zgjedhur një vend të përshtatshëm për ndërlidhjen me një pikë. Potenciali i tokës i telit të tokëzimit të sinjalit dixhital me frekuencë të lartë është përgjithësisht i paqëndrueshëm. Shpesh ekziston një ndryshim i caktuar i tensionit midis të dyve drejtpërdrejt. Për më tepër, teli tokësor i sinjalit dixhital me frekuencë të lartë shpesh përmban komponentë shumë të pasur harmonikë të sinjalit me frekuencë të lartë. Kur teli i tokëzimit të sinjalit dixhital dhe teli i tokëzimit të sinjalit analog lidhen drejtpërdrejt, harmonikët e sinjalit me frekuencë të lartë do të ndërhyjnë me sinjalin analog përmes bashkimit të telit të tokëzimit. Prandaj, në rrethana normale, teli tokësor i sinjalit dixhital me frekuencë të lartë dhe teli i tokës i sinjalit analog duhet të izolohen dhe një metodë e ndërlidhjes me një pikë mund të përdoret në një pozicion të përshtatshëm, ose një metodë e lartë Mund të përdoret ndërlidhja me rruaza magnetike me mbytje të frekuencës.

8. Shmangni sythe të formuara nga instalimet elektrike

Të gjitha llojet e gjurmëve të sinjalit me frekuencë të lartë nuk duhet të formojnë një lak sa më shumë që të jetë e mundur. Nëse është e pashmangshme, zona e lakut duhet të jetë sa më e vogël që të jetë e mundur.

9. Duhet të sigurojë përputhje të mirë të rezistencës së sinjalit

Në procesin e transmetimit të sinjalit, kur impedanca nuk përputhet, sinjali do të reflektohet në kanalin e transmetimit dhe reflektimi do të bëjë që sinjali i sintetizuar të formojë një tejkalim, duke bërë që sinjali të luhatet pranë pragut logjik.

Mënyra themelore për të eliminuar reflektimin është të përputhet mirë me rezistencën e plotë të sinjalit të transmetimit. Meqenëse sa më i madh të jetë diferenca midis rezistencës së ngarkesës dhe rezistencës karakteristike të linjës së transmetimit, aq më i madh është reflektimi, kështu që impedanca karakteristike e linjës së transmetimit të sinjalit duhet të jetë sa më e barabartë me rezistencën e ngarkesës. Në të njëjtën kohë, ju lutemi vini re se linja e transmetimit në PCB nuk mund të ketë ndryshime ose qoshe të papritura dhe përpiquni të mbani të vazhdueshme rezistencën e çdo pike të linjës së transmetimit, përndryshe do të ketë reflektime midis seksioneve të ndryshme të linjës së transmetimit. Kjo kërkon që gjatë instalimeve elektrike me PCB me shpejtësi të lartë, duhet të respektohen rregullat e mëposhtme të instalimeve elektrike:

Rregullat e lidhjes USB. Kërkon drejtimin e diferencialit të sinjalit USB, gjerësia e linjës është 10 mil, hapësira e linjës është 6 mil, dhe hapësira e linjës tokësore dhe e linjës së sinjalit është 6 mil.

Rregullat e lidhjes HDMI. Kërkohet drejtimi i diferencialit të sinjalit HDMI, gjerësia e linjës është 10 milje, hapësira e linjës është 6 mil, dhe hapësira ndërmjet dy grupeve të çifteve të sinjaleve diferenciale HDMI kalon 20 mil.

Rregullat e instalimeve elektrike LVDS. Kërkon drejtimin diferencial të sinjalit LVDS, gjerësia e linjës është 7 mil, hapësira e linjës është 6 mil, qëllimi është të kontrollojë rezistencën e sinjalit diferencial të HDMI në 100+-15% ohm

Rregullat e instalimeve elektrike DDR. Gjurmët DDR1 kërkojnë që sinjalet të mos kalojnë nëpër vrima sa më shumë që të jetë e mundur, linjat e sinjalit janë me gjerësi të barabartë dhe linjat janë të barabarta. Gjurmët duhet të plotësojnë parimin 2W për të reduktuar ndërlidhjen midis sinjaleve. Për pajisjet me shpejtësi të lartë të DDR2 dhe më lart, kërkohen gjithashtu të dhëna me frekuencë të lartë. Linjat janë të barabarta në gjatësi për të siguruar përputhjen e impedancës së sinjalit.

10. Garantoni integritetin e transmetimit

Ruani integritetin e transmetimit të sinjalit dhe parandaloni “fenomenin e kërcimit në tokë” të shkaktuar nga ndarja e tokës.