Si të shmangni efektin e linjës së transmetimit në PCB me shpejtësi të lartë dizajni

1. Metodat për të shtypur ndërhyrjen elektromagnetike

Një zgjidhje e mirë për problemin e integritetit të sinjalit do të përmirësojë përputhshmërinë elektromagnetike (EMC) të bordit të PCB. Një nga më të rëndësishmet është të sigurohet që bordi i PCB të ketë bazë të mirë. Një shtresë sinjali me një shtresë tokësore është një metodë shumë efektive për dizajn kompleks. Për më tepër, minimizimi i densitetit të sinjalit të shtresës më të jashtme të tabelës së qarkut është gjithashtu një mënyrë e mirë për të zvogëluar rrezatimin elektromagnetik. Kjo metodë mund të arrihet duke përdorur modelin e “ndërtimit” të PCB të teknologjisë “sipërfaqe”. Shtresa e sipërfaqes arrihet duke shtuar një kombinim të shtresave të hollë izoluese dhe mikroporeve të përdorura për të depërtuar në këto shtresa në një PCB të procesit të përgjithshëm. Rezistenca dhe kapaciteti mund të varrosen nën sipërfaqe, dhe dendësia lineare për njësi sipërfaqe është pothuajse e dyfishuar, duke zvogëluar kështu vëllimin e PCB. Reduktimi i sipërfaqes së PCB ka një ndikim të madh në topologjinë e drejtimit, që do të thotë se laku aktual është zvogëluar, gjatësia e drejtimit të degëve është zvogëluar dhe rrezatimi elektromagnetik është afërsisht proporcional me zonën e lakut aktual; At the same time, the small size characteristics mean that high-density pin packages can be used, which in turn reduces the length of the wire, thus reducing the current loop and improving emc characteristics.

2. Strictly control the cable lengths of key network cables

If the design has a high speed jump edge, the transmission line effect on the PCB must be considered. Patate të skuqura të shpejta me shpejtësi të lartë të qarkut të integruar që përdoren zakonisht sot janë edhe më problematike. Ekzistojnë disa parime themelore për të zgjidhur këtë problem: nëse qarqet CMOS ose TTL përdoren për dizajn, frekuenca e funksionimit është më pak se 10MHz, dhe gjatësia e instalimeve elektrike nuk duhet të jetë më e madhe se 7 inç. If the operating frequency is 50MHz, the cable length should not be greater than 1.5 inches. Wiring length should be 1 inch if operating frequency reaches or exceeds 75MHz. Gjatësia maksimale e telave për patate të skuqura GaAs duhet të jetë 0.3 inç. Nëse kjo tejkalohet, ka një problem në linjën e transmetimit.

3. Planifikoni siç duhet topologjinë e kabllove

Another way to solve the transmission line effect is to choose the correct routing path and terminal topology. Topologjia e kabllove i referohet sekuencës dhe strukturës së kabllove të një kabllo rrjeti. Kur përdoren pajisje logjike me shpejtësi të lartë, sinjali me skajet që ndryshojnë me shpejtësi do të shtrembërohet nga degët e trungut të sinjalit nëse gjatësia e degës nuk mbahet shumë e shkurtër. Në përgjithësi, drejtimi i PCB -së miraton dy topologji themelore, përkatësisht drejtimin e Daisy Chain dhe shpërndarjen Star.

Për instalimet elektrike me zinxhir margaritar, instalimet elektrike fillojnë nga fundi i drejtuesit dhe arrijnë me radhë në secilin fund të marrjes. If a series resistor is used to change the signal characteristics, the position of the series resistor should be close to the driving end. Kabllot e zinxhirit Daisy janë më të mirat në kontrollin e ndërhyrjes së lartë harmonike të kabllove. Sidoqoftë, ky lloj instalime elektrike ka shkallën më të ulët të transmetimit dhe nuk është e lehtë të kalosh 100%. Në modelin aktual, ne duam që gjatësia e degës në instalimet elektrike të zinxhirit Daisy të jetë sa më e shkurtër, dhe vlera e gjatësisë së sigurt duhet të jetë: Vonesa në Stub < = Trt * 0.1.

Për shembull, skajet e degëve në qarqet TTL me shpejtësi të lartë duhet të jenë më pak se 1.5 inç të gjata. Kjo topologji merr më pak hapësirë ​​për instalime elektrike dhe mund të përfundojë me një përputhshmëri të vetme të rezistencës. Sidoqoftë, kjo strukturë e telave bën që marrja e sinjalit në marrës të ndryshëm të sinjalit nuk është sinkron.

The star topology can effectively avoid the problem of clock signal synchronization, but it is very difficult to finish the wiring manually on the PCB with high density. Përdorimi i kabllove automatike është mënyra më e mirë për të përfunduar kabllimin e yjeve. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Kjo mund të bëhet me dorë ose përmes mjeteve CAD për të llogaritur vlerat e rezistencës karakteristike dhe vlerat e rezistencës së përputhjes terminale.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Opsioni i parë është terminali i ndeshjeve RC. Terminalet e përputhjes RC mund të zvogëlojnë konsumin e energjisë, por mund të përdoren vetëm kur funksionimi i sinjalit është relativisht i qëndrueshëm. Kjo metodë është më e përshtatshme për përpunimin e përputhjes së sinjalit të linjës së orës. Disavantazhi është se kapaciteti në terminalin e përputhjes RC mund të ndikojë në formën dhe shpejtësinë e përhapjes së sinjalit.

The series resistor matching terminal incurs no additional power consumption, but slows down signal transmission. This approach is used in bus-driven circuits where time delays are not significant. Terminali i përputhjes së rezistencës serike gjithashtu ka avantazhin e zvogëlimit të numrit të pajisjeve të përdorura në tabelë dhe densitetit të lidhjeve.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Avantazhi i tij është se nuk do të tërheqë sinjalin dhe mund të jetë shumë i mirë për të shmangur zhurmën. Zakonisht përdoret për sinjalet hyrëse TTL (ACT, HCT, FAST).

In addition, the package type and installation type of the terminal matching resistor must be considered. SMD surface mount resistors generally have lower inductance than through-hole components, so SMD package components are preferred. There are also two installation modes for ordinary straight plug resistors: vertical and horizontal.

Në modalitetin vertikal të montimit, rezistenca ka një kunj të shkurtër montimi, i cili zvogëlon rezistencën termike midis rezistencës dhe tabelës së qarkut dhe e bën nxehtësinë e rezistencës të emetohet më lehtë në ajër. Por një instalim vertikal më i gjatë do të rrisë induktancën e rezistencës. Horizontal installation has lower inductance due to lower installation. However, the overheated resistance will drift, and in the worst case, the resistance will become open, resulting in PCB wiring termination matching failure, becoming a potential failure factor.

4. Teknologji të tjera të zbatueshme

Për të zvogëluar tejkalimin e tensionit kalimtar në furnizimin me energji IC, kondensatori i shkëputjes duhet të shtohet në çipin IC. Kjo heq efektivisht ndikimin e burrs në furnizimin me energji elektrike dhe zvogëlon rrezatimin nga laku i energjisë në tabelën e shtypur.

Efekti i zbutjes së gropës është më i miri kur kondensatori i shkëputjes lidhet drejtpërdrejt me këmbën e furnizimit me energji të qarkut të integruar dhe jo me shtresën e furnizimit me energji. Kjo është arsyeja pse disa pajisje kanë kondensatorë shkëputës në prizat e tyre, ndërsa të tjerët kërkojnë që distanca midis kondensatorit të shkëputjes dhe pajisjes të jetë mjaft e vogël.

Çdo pajisje me shpejtësi të lartë dhe konsum të lartë të energjisë duhet të vendosen së bashku për aq sa është e mundur për të zvogëluar tejkalimin kalimtar të tensionit të furnizimit me energji elektrike.

Pa një shtresë energjie, linjat e gjata të energjisë formojnë një lak midis sinjalit dhe lakut, duke shërbyer si një burim rrezatimi dhe një qark induktiv.

Kablloja që formon një lak që nuk kalon përmes të njëjtit kabllo rrjeti ose kabllo të tjera quhet lak i hapur. Nëse lak kalon përmes të njëjtit kabllo rrjeti, rrugët e tjera formojnë një lak të mbyllur. Në të dy rastet, efekti i antenës (antena e linjës dhe antena e unazës) mund të ndodhë.