Hur minskar man överhörning i PCB-design?
Överhörning är oavsiktlig elektromagnetisk koppling mellan spår på kretskort. Denna koppling kan göra att signalpulserna för ett spår överskrider signalintegriteten för ett annat spår, även om de inte är i fysisk kontakt. Detta händer när avståndet mellan parallella spår är snävt. Även om spåren kan hållas på ett minimalt avstånd för tillverkningsändamål, kanske de inte räcker för elektromagnetiska ändamål.

Betrakta två spår som är parallella med varandra. Om differentialsignalen i ett spår har en större amplitud än det andra spåret kan det påverka det andra spåret positivt. Sedan kommer signalen i “offrets”-banan att börja efterlikna egenskaperna hos angriparens bana, istället för att leda sin egen signal. När detta händer kommer överhörning att inträffa.

Överhörning anses generellt förekomma mellan två parallella spår som gränsar till varandra på samma lager. Det är emellertid mer sannolikt att överhörning inträffar mellan två parallella spår intill varandra på intilliggande lager. Detta kallas bredsideskoppling och är mer sannolikt att hända eftersom två intilliggande signallager är åtskilda av en mycket liten kärntjocklek. Tjockleken kan vara 4 mils (0.1 mm), ibland mindre än avståndet mellan två spår på samma lager.

Spåravståndet för att eliminera överhörning är vanligtvis större än de konventionella spåravståndskraven

Eliminera möjligheten för överhörning i designen
Lyckligtvis är du inte utlämnad till korspratet. Genom att designa kretskortet för att minimera överhörning kan du undvika dessa problem. Följande är några designtekniker som kan hjälpa dig att eliminera möjligheten för överhörning på kretskortet:

Håll så mycket avstånd som möjligt mellan differentialparet och annan signaldirigering. Tumregeln är gap = 3 gånger spårbredden.

Håll största möjliga skillnad mellan klockrouting och annan signaldirigering. Samma mellanrum = 3 gånger tumregeln för spårbredd gäller även här.

Håll så långt avstånd som möjligt mellan olika differentialpar. Tumregeln här är något större, gap = 5 gånger spårets bredd.

Asynkrona signaler (såsom RESET, INTERRUPT, etc.) ska vara långt borta från bussen och ha höghastighetssignaler. De kan dirigeras bredvid på- eller av- eller startsignalerna, eftersom dessa signaler sällan används under normal drift av kretskortet.

Att säkerställa att två intilliggande signallager alternerar med varandra i kretskortstapeln kommer att alternera horisontella och vertikala dirigeringsriktningar. Detta kommer att minska möjligheten för bredsideskoppling, eftersom spåren inte tillåts sträcka sig parallellt ovanpå varandra.

Ett bättre sätt att minska potentiell överhörning mellan två intilliggande signallager är att separera lagren från jordplansskiktet mellan dem i en mikrostrip-konfiguration. Jordplanet kommer inte bara att öka avståndet mellan de två signallagren, det kommer också att ge den erforderliga returvägen för signallagret.

Dina PCB-designverktyg och tredjepartsapplikationer kan hjälpa dig att eliminera överhörning

Hur din designprogramvara kan hjälpa dig att eliminera överhörning i höghastighets-kretskortsdesign
PCB-designverktyget har många inbyggda funktioner som kan hjälpa dig att undvika överhörning i din design. Genom att specificera routingriktningar och skapa mikrostripstackar hjälper styrelselagrets regler dig att undvika bredsideskoppling. Genom att använda regler av nätverkstyp kommer du att kunna tilldela större spårningsintervall till grupper av nätverk som är mer mottagliga för överhörning. Differentiella parroutrar dirigerar differentiella par som faktiska par istället för att dirigera dem individuellt. Detta kommer att upprätthålla det nödvändiga avståndet mellan differentialparspåren och andra nätverk för att undvika överhörning.

Utöver de inbyggda funktionerna i PCB-designprogramvaran finns det andra verktyg som kan hjälpa dig att eliminera överhörning i höghastighets-PCB-design. Det finns olika överhörningsräknare som hjälper dig att bestämma rätt spårbredd och avstånd för routing. Det finns också en signalintegritetssimulator för att analysera om din design har potentiella överhörningsproblem.

Om det tillåts hända kan överhörning vara ett stort problem på kretskort. Nu när du vet vad du ska leta efter kommer du att vara redo att förhindra överhörning. Designteknikerna vi diskuterar här och funktionerna i PCB-designmjukvaran hjälper dig att skapa överhörningsfria mönster.