Jeung kanaékan circuit terpadu kaluaran speed switching jeung Dewan PCB kapadetan, Signal Integrity parantos janten salah sahiji masalah anu kedah diperhatoskeun dina desain PCB digital gancang-gancang. Parameter komponén sareng papan PCB, tata ruang komponén dina papan PCB, kabel garis sinyal gancang-gancang sareng faktor sanésna, Bisa ngabalukarkeun masalah integritas sinyal.

Pikeun perenah PCB, integritas sinyal ngabutuhkeun tata ruang anu henteu mangaruhan waktos atanapi voltase sinyal, sedengkeun pikeun kabel sirkuit, integritas sinyal peryogi elemen terminasi, strategi tata ruang, sareng inpormasi kabel. Kacepetan sinyal anu luhur dina PCB, panempatan komponén tungtung anu salah, atanapi kabel anu salah tina sinyal anu gancang tiasa nyababkeun masalah integritas sinyal, anu tiasa nyababkeun sistem kaluaran data anu salah, sirkuit tiasa dianggo henteu leres atanapi henteu jalan pisan. Kumaha carana nyandak integritas sinyal kana tinimbangan lengkep sareng nyandak ukuran kontrol anu épéktip dina desain PCB parantos janten topik panas dina industri desain PCB.

Masalah integritas sinyal Éléktronik sinyal anu saé hartosna yén sinyal tiasa ngaréspon waktos sareng tegangan anu leres upami diperyogikeun. Sabalikna, nalika sinyal henteu ngaréspon leres, aya masalah integritas sinyal. Masalah integritas sinyal bisa ngakibatkeun atawa langsung ngakibatkeun distorsi sinyal, kasalahan timing, data salah, alamat jeung garis kontrol, sarta misoperation sistem, atawa malah sistem kacilakaan. Dina prosés prakték desain PCB, jalma geus akumulasi loba aturan desain PCB. Dina desain PCB, integritas sinyal PCB bisa leuwih hadé dihontal ku taliti ngarujuk kana aturan desain ieu.

Nalika mendesain PCB, urang kedah ngartos heula inpormasi desain ti sadayana circuit board, anu utamina kalebet:

1. Jumlah alat, ukuran alat, pakét parangkat, laju chip, naha PCB kabagi kana kecepatan low, speed sedeng sareng area kecepatan luhur, nyaéta input input sareng area kaluaran;

2. Persyaratan perenah sacara umum, lokasi perenah alat, naha aya alat listrik tinggi, alat chip kabutuhan panas dissipation khusus;

3. Jenis garis sinyal, speed na arah transmisi, syarat kontrol impedansi tina garis sinyal, arah speed beus jeung kaayaan nyetir, sinyal konci na ukuran panyalindungan;

4. Jinis catu daya, jinis taneuh, syarat kasabaran noise pikeun catu daya sareng taneuh, setting sareng segmentasi catu daya sareng pesawat taneuh;

5. Jenis jeung ongkos garis jam, sumber jeung arah garis jam, sarat reureuh jam, syarat garis pangpanjangna.

Desain lapisan PCB

Saatos ngartos inpormasi dasar tina papan sirkuit, anjeun kedah beuratna syarat desain biaya papan sirkuit sareng integritas sinyal, sareng milih sajumlah lapisan kabel anu lumayan. Ayeuna, papan sirkuit laun dikembangkeun tina lapisan tunggal, lapisan dua kali sareng opat lapisan ka papan sirkuit langkung seueur. Desain PCB multi-lapisan tiasa ningkatkeun permukaan rujukan tina pangarahan sinyal sareng nyayogikeun jalur mundur pikeun sinyal, anu mangrupikeun ukuran utami pikeun ngahontal integritas sinyal anu saé. Nalika ngarancang lapisan PCB, turutan aturan ieu:

1. Pesawat rujukan bakal preferably janten pesawat taneuh. Duanana catu daya sareng pesawat darat tiasa dianggo salaku pesawat rujukan, sareng duanana ngagaduhan fungsi tameng anu tangtu. Nanging, pangaruh pelindung tina pesawat catu daya jauh langkung handap tibatan pesawat darat kusabab impedansi karakteristikna anu langkung luhur sareng bédana poténsial anu langkung ageung antara pesawat catu daya sareng tingkat ground rujukan.

2. Sirkuit digital sareng sirkuit analog dilapis. Dimana kéngingkeun biaya desain, langkung saéna ngatur sirkuit digital sareng analog dina lapisan anu misah. Upami kedah hoyong ngatur lapisan kabel anu sami, tiasa nganggo solokan, tambihan garis bumi, cara sapertos ngabagi garis pikeun ubar. Kakuatan analog sareng digital sareng taneuh kedah dipisahkeun, henteu kedah dicampur.

3. routing sinyal konci lapisan padeukeut teu meuntas wewengkon segmentation. Sinyal bakal ngabentuk loop sinyal anu ageung di daérah sareng ngahasilkeun radiasi anu kuat. Upami kabel sinyal kedah nyebrang daérah nalika kabel ground dibagi, hiji titik tiasa dihubungkeun antara taneuh pikeun ngawangun jambatan sambungan antara dua titik taneuh, teras kabelna tiasa diteruskeun ngaliwatan sasak sambungan.

4. Kedah aya pesawat darat anu kawilang lengkep handapeun permukaan komponén. Integritas tina pesawat taneuh kudu dijaga sajauh mungkin pikeun plat multilayer. Henteu aya jalur sinyal anu biasana diidinan ngajalankeun dina pesawat darat.

5, frékuénsi luhur, gancang, jam sareng garis sinyal konci sanésna kedah gaduh pesawat darat anu caket. Ku cara kieu, jarak antara garis sinyal sareng garis dasar ngan ukur jarak antara lapisan PCB, janten arus anu saleresna ngalir dina garis dasar langsung handapeun garis sinyal, ngabentuk daérah loop anu pangleutikna sareng ngirangan radiasi.

Kumaha mendesain sinyal integritas PCB

Desain perenah PCB

Konci desain integritas sinyal dewan dicitak nyaeta perenah jeung wiring, nu langsung patali jeung kinerja PCB. Sateuacan perenah, ukuran PCB kedah ditangtoskeun pikeun minuhan fungsina kalayan biaya anu paling handap. Upami PCB ageung teuing sareng disebarkeun, jalur transmisi tiasa lami pisan, hasilna ningkat impedansi, ngirangan résistansi noise, sareng naékna biaya. Lamun komponén disimpen babarengan, dissipation panas goréng, sarta crosstalk gandeng bisa lumangsung dina wiring padeukeut. Ku alatan éta, tata ruang kudu dumasar kana unit fungsional sirkuit, bari nganggap kasaluyuan éléktromagnétik, dissipasi panas sareng faktor panganteur.

Nalika nempatkeun PCB sareng sinyal digital sareng analog anu dicampur, ulah nyampur sinyal digital sareng analog. Upami sinyal analog sareng digital kedah dicampur, pastikeun baris sacara vertikal pikeun ngirangan pangaruh gandeng-gandeng. Sirkuit digital, sirkuit analog, sareng sirkuit anu ngahasilkeun noise dina papan sirkuit kedah dipisahkeun, sareng sirkuit sénsitip kedah dialihkeun heula, sareng jalur kopling antara sirkuit kedah dileungitkeun. Khususna, anggap jam, ngareset sareng ngaganggu garis, ulah sajajar garis ieu sareng garis saklar luhur ayeuna, upami gampang rusak ku sinyal gandeng éléktromagnétik, nyababkeun ngareset atanapi ngaganggu anu teu disangka-sangka. Tata ruang sakumna kedah nuturkeun prinsip ieu:

1. Tata perenah fungsional, sirkuit analog sareng sirkuit digital dina PCB kedah gaduh tata ruang anu béda.

2. Nurutkeun kana prosés sinyal circuit pikeun ngatur unit circuit hanca, ku kituna aliran sinyal pikeun ngajaga arah anu sarua.

3. Candak komponén inti unggal unit sirkuit fungsional salaku pusat, sareng komponén sanés disusun di sakurilingna.

4. Pondokkeun hubungan antara komponén frékuénsi luhur saloba mungkin sareng cobian pikeun ngirangan parameter distribusi na.

5. Komponén gampang kaganggu teu kedah caket pisan, komponén input sareng kaluaran kedah jauh.

Kumaha mendesain sinyal integritas PCB

Desain kabel PCB

Sadaya garis sinyal kedah diklasifikasikeun sateuacan kabel PCB. Mimiti, garis jam, garis sinyal sénsitip, teras garis sinyal gancang-gancang, pikeun mastikeun yén sinyal sapertos ieu ngaliwatan liang cekap, parameter distribusi ciri anu saé, teras garis sinyal henteu penting umum.

Garis sinyal anu teu cocog kedahna jauh tina silih sareng ulah kabel paralel, sapertos digital sareng analog, kecepatan tinggi sareng kecepatan rendah, arus tinggi sareng arus alit, tegangan tinggi sareng tegangan handap. Kabel sinyal dina lapisan anu béda kedah diteruskeun sacara vertikal ka silih pikeun ngirangan crosstalk. Susunan garis sinyal pangsaéna diatur numutkeun arah aliran sinyalna. Garis sinyal kaluaran hiji sirkuit teu kudu dibalikan deui ka wewengkon garis sinyal input. Garis sinyal gancang-gancang kedah dijaga sakedik mungkin pikeun nyingkahan gangguan garis sinyal anu sanés. Dina panel ganda, upami diperlukeun, kawat taneuh isolasi bisa ditambahkeun dina dua sisi garis sinyal-speed tinggi. Kabéh garis jam-speed tinggi dina dewan multilayer kudu shielded nurutkeun panjang garis jam.

Prinsip umum pikeun wiring nyaéta:

1. Sajauh mungkin pikeun milih desain sambungan kabel low density, sareng kabel sinyal sajauh mungkin ketebalan konsisten, kondusif pikeun cocog impedansi. Pikeun sirkuit rf, rarancang arah garis sinyal, lebar sareng jarak garis anu teu masuk akal tiasa nyababkeun interferensi silang antara jalur transmisi sinyal.

2. Sajauh mungkin ulah asupan padeukeut jeung kaluaran kawat sarta wiring paralel jarak jauh. Pikeun ngurangan crosstalk garis sinyal paralel, jarak antara garis sinyal bisa ngaronjat, atawa isolasi belts bisa diselapkeun antara garis sinyal.

3. Lebar garis dina PCB kedah seragam sareng henteu aya mutasi lebar garis anu bakal kajantenan. PCB kabel ngabengkokkeun henteu kedah nganggo sudut 90 derajat, kedah nganggo busur atanapi 135 derajat Angle, sajauh mungkin pikeun ngajaga kontinuitas impedansi garis.

4. Ngaleutikan daérah gelung ayeuna. Inténsitas radiasi éksternal tina sirkuit anu ayeuna dibandingkeun sareng arus anu nembus, daérah gelung sareng alun-alun frékuénsi sinyal. Ngurangan area loop ayeuna tiasa ngirangan gangguan éléktromagn PCB.

5. Sajauh mungkin pikeun ngurangan panjang kawat, ningkatkeun lebar kawat, nyaeta kondusif pikeun ngurangan impedansi kawat.

6. Kanggo sinyal kontrol saklar, jumlah kabel PCB SIGNAL anu ngarobih kaayaan dina waktos anu sami kedah dikirangan sajauh mungkin.