Kumaha carana nyingkahan pangaruh jalur transmisi dina desain PCB gancang?

Kumaha carana nyingkahan pangaruh jalur transmisi di PCB gancang-gancang rarancang

1. Cara pikeun neken gangguan éléktromagnétik

Solusi anu saé pikeun masalah integritas sinyal bakal ningkatkeun kasaluyuan éléktromagnétik (EMC) tina papan PCB. Salah sahiji anu paling penting nyaéta pikeun mastikeun yén papan PCB gaduh grounding anu saé. Lapisan sinyal kalayan lapisan taneuh mangrupikeun metode anu épéktip pisan pikeun desain rumit. Salaku tambahan, ngaminimalkeun kapadetan sinyal lapisan paling luar tina papan sirkuit ogé mangrupakeun cara anu saé pikeun ngirangan radiasi éléktromagnétik. Cara ieu tiasa kahontal ku ngagunakeun téknologi “aréa permukaan” téknologi “build-up” PCB. Lapisan luas permukaan kahontal ku nambihan kombinasi lapisan insulasi ipis sareng mikropor anu dianggo pikeun nembus lapisan ieu dina PCB prosés umum. Résistansi sareng kapasitansi tiasa dikubur handapeun permukaan, sareng kapadetan linier per daérah hijian ampir dua kali, sahingga ngirangan volume PCB. Ngirangan daérah PCB gaduh pangaruh ageung kana topologi pengarahan, anu hartosna yén loop ayeuna diréduksi, panjangna perputaran cabang dikirangan, sareng radiasi éléktromagnétik sakitar proporsional sareng daérah loop anu ayeuna; 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. Tingkat jam tinggi chip sirkuit terintegrasi gancang anu biasa dianggo ayeuna bahkan langkung bermasalah. Aya sababaraha prinsip dasar pikeun méréskeun masalah ieu: upami sirkuit CMOS atanapi TTL dianggo pikeun desain, frékuénsi operasi kirang ti 10MHz, sareng panjang kabel kedahna henteu langkung ti 7 inci. 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. Panjang kabel maksimum pikeun chip GaAs kedahna 0.3 inci. Upami ieu dileuwihan, aya masalah saluran transmisi.

3. Leres ngarencanakeun topologi cabling

Cara séjén pikeun méréskeun pangaruh jalur pangiriman nyaéta milih jalur pangarahan anu leres sareng topologi terminal. Topologi cabling nujul kana sekuen kabel sareng struktur kabel jaringan. Nalika alat logika gancang-gancang dianggo, sinyal kalayan ujungna gancang ngarobah bakal distorsi ku dahan tina batang sinyal kacuali panjang dahan dijaga pondok pisan. Sacara umum, PCB routing nyoko kana dua topologi dasar, nyaéta Daisy Chain routing sareng distribusi Star.

Pikeun kabel ranté daisy, kabel mimiti di tungtung supir sareng ngahontal unggal tungtung anu silih berganti. Upami résistor séri dianggo pikeun ngarobih ciri sinyal, posisi résistor séri kedah caket kana tungtung nyetir. Daisy cabling chain nyaéta anu pangsaéna pikeun ngendalikeun gangguan harmonik anu luhur tina cabling. Nanging, jenis kabel ieu gaduh tingkat transmisi anu paling handap sareng henteu gampang lulus 100%. Dina desain anu saéstuna, kami hoyong ngajantenkeun panjang cabang dina kabel ranté Daisy sakedik mungkin, sareng nilai panjang anu aman kedahna: Stub Reureuh < = Trt * 0.1.

Salaku conto, cabangna dina sirkuit TTL gancang-gancang kedahna kirang ti 1.5 inci panjangna. Topologi ieu nyéépkeun kirang kabel sareng tiasa ditamatkeun ku cocog résistor tunggal. Nanging, struktur kabel ieu ngajantenkeun sinyal anu nampi dina panarima sinyal anu sanés henteu 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. Ngagunakeun cabler otomatis mangrupikeun cara anu paling saé pikeun ngarengsekeun cabling bintang. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Ieu tiasa dilakukeun sacara manual atanapi ngalangkungan alat CAD kanggo ngitung nilai impedansi karakteristik sareng nilai resistansi anu cocog sareng terminal.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Pilihan kahiji nyaéta terminal pertandingan RC. Terminal cocog RC tiasa ngirangan konsumsi listrik, tapi ngan ukur tiasa dianggo nalika operasi sinyalna rada stabil. Cara ieu paling cocog pikeun pamrosésan sinyal garis garis. Anu ngarugikeunana nyaéta capacitance dina terminal cocog RC tiasa mangaruhan bentuk sareng laju panyebaran sinyalna.

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. Terminal cocog resistor séri ogé ngagaduhan kaunggulan ngirangan jumlah alat anu dianggo dina papan sareng kapadetan sambungan.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Kauntungannana nyaéta yén éta moal narik sinyal, sareng tiasa saé pisan pikeun nyingkahan noise. Ilaharna dianggo pikeun sinyal input TTL (ACT, HCT, CEPAT).

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.

Dina modeu pemasangan nangtung, résistansi ngagaduhan pin pemasangan pondok, anu ngirangan résistansi termal antara résistansi sareng board circuit sareng ngajadikeun panas résistansi langkung gampang dipancarkeun kana hawa. Tapi pamasangan nangtung anu langkung lami bakal ningkatkeun induktansi résistor. Pamasangan horisontal gaduh induktansi anu langkung handap kusabab pamasangan anu langkung handap. 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. téknologi lumaku séjén

Dina raraga ngirangan overshoot voltase samentawis dina catu daya IC, kapasitor decoupling kedah ditambihan kana chip IC. Ieu sacara efektif ngaluarkeun dampak burrs kana catu daya sareng ngirangan radiasi tina loop kakuatan dina papan cetak.

Pangaruh pelemburan burr paling saé nalika kapasitor decoupling disambungkeun langsung kana suku catu daya tina sirkuit terpadu tibatan kana lapisan catu daya. Ieu sababna sababaraha alat gaduh kapasitor decoupling dina stop kontakna, sedengkeun anu sanésna peryogi jarak antara kapasitor decoupling sareng alatna cekap alit.

Sagala alat konsumsi kecepatan tinggi sareng kakuatan tinggi kedah disimpen babarengan sajauh mungkin pikeun ngirangan overshoot sementara voltase catu daya.

Tanpa lapisan listrik, garis listrik anu panjang ngawangun loop antara sinyal sareng gelung, janten sumber radiasi sareng sirkuit induktif.

Kabel ngabentuk loop anu henteu nembus kabel jaringan anu sami atanapi kabel anu sanésna disebat loop terbuka. Upami loop ngaliwat kabel jaringan anu sami, rute anu sanés ngawangun loop anu ditutup. Dina kadua kasus, pangaruh anteneu (antena garis sareng anteneu ring) tiasa kajantenan.