PCB magdisenyo ng high-speed analog input signal routing method

Ang mas malawak na lapad ng linya, mas malakas ang kakayahan sa anti-interference at mas mahusay ang kalidad ng signal (ang impluwensya ng epekto sa balat). Ngunit sa parehong oras, ang pangangailangan ng 50Ω katangian impedance ay dapat na garantisadong. Normal na FR4 board, ang lapad ng linya ng ibabaw na 6MIL impedance ay 50Ω. Malinaw na hindi nito matutugunan ang mga kinakailangan sa kalidad ng signal ng high-speed analog input, kaya karaniwang ginagamit namin ang hollowing out GND02 at hayaan itong sumangguni sa ART03 layer. Sa ganitong paraan, mabibilang ang differential signal bilang 12/10, at ang solong linya ay mabibilang bilang 18MIL. (Tandaan na ang lapad ng linya ay lumampas sa 18MIL at pagkatapos ay ang pagpapalawak ay walang kahulugan)

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Ang CLINE na naka-highlight sa berde sa figure ay tumutukoy sa single-line at differential high-speed analog input ng ART03 layer. Habang ginagawa ito, ang ilang mga detalye ay dapat harapin:

(1) Ang simulation na bahagi ng TOP na layer ay kailangang ma-package, tulad ng ipinapakita sa figure sa itaas. Dapat tandaan na ang distansya mula sa lupa na tanso hanggang sa analog input CLINE ay kailangang 3W, iyon ay, ang AIRGAP mula sa gilid ng tanso hanggang CLINE ay dalawang beses sa lapad ng linya. Ayon sa ilang electromagnetic theoretical kalkulasyon at simulation, ang magnetic field at electric field ng mga linya ng signal sa PCB ay pangunahing ipinamamahagi sa loob ng saklaw na 3W. (Ang interference ng ingay mula sa mga nakapaligid na signal ay mas mababa sa o katumbas ng 1%).

(2) Ang GND na tanso ng positibong layer ng analog na lugar ay kailangan ding ihiwalay mula sa nakapalibot na digital na lugar, iyon ay, ang lahat ng mga layer ay nakahiwalay.

(3) Para sa pag-hollow out ng GND02, karaniwan naming binubukalan ang lahat ng lugar na ito, kaya ang operasyon ay medyo simple at walang problema. Ngunit kung isasaalang-alang ang mga detalye o upang makagawa ng mas mahusay, maaari lamang nating guwangin ang bahagi ng mga kable ng analog input, siyempre, kapareho ng TOP layer, ang 3W na lugar. Magagarantiyahan nito ang kalidad ng signal at ang flatness ng board. Ang resulta ng pagproseso ay ang mga sumusunod:

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Sa ganitong paraan, ang landas ng pagbabalik ng high-speed analog input signal ay maaaring mabilis na mai-reflow sa layer ng GND02. Ibig sabihin, nagiging mas maikli ang simulate ground return path.

(4) Iregular na sumuntok ng malaking bilang ng GND vias sa paligid ng high-speed analog signal para mabilis na dumaloy pabalik ang analog signal. Nakaka-absorb din ito ng ingay.

Ang disenyo ng PCB ng high-speed analog input signal routing rules

Rule 1: High-speed PCB signal routing shielding rules Sa high-speed na disenyo ng PCB, kailangang protektahan ang pagruruta ng mga key high-speed signal lines gaya ng mga orasan. Kung walang kalasag o bahagi lamang nito, magdudulot ito ng pagtagas ng EMI. Inirerekomenda na ang shielded wire ay grounded na may butas bawat 1000 mil.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Panuntunan 2: Mga panuntunan sa closed-loop na pagruruta ng high-speed signal

Dahil sa pagtaas ng density ng mga PCB board, maraming mga inhinyero ng PCB LAYOUT ang madaling kapitan ng pagkakamali sa proseso ng pagruruta, iyon ay, mga high-speed signal network tulad ng mga signal ng orasan, na gumagawa ng mga closed-loop na resulta kapag nagruruta ng mga multi-layer na PCB. Bilang resulta ng naturang closed loop, isang loop antenna ang gagawin, na magpapataas ng radiated intensity ng EMI.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Rule 3: High-speed signal routing open loop rules

Binabanggit ng Panuntunan 2 na ang saradong loop ng mga high-speed na signal ay magdudulot ng EMI radiation, ngunit ang bukas na loop ay magdudulot din ng EMI radiation.

Ang mga network ng high-speed na signal tulad ng mga signal ng orasan, sa sandaling maganap ang isang open-loop na resulta kapag na-route ang multilayer PCB, gagawa ng linear antenna, na nagpapataas sa intensity ng radiation ng EMI.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Panuntunan 4: Katangian ng impedance continuity panuntunan ng high-speed signal

Para sa mga high-speed signal, ang katangian ng impedance ay dapat na continuity kapag lumilipat sa pagitan ng mga layer, kung hindi, ito ay magpapataas ng EMI radiation. Sa madaling salita, ang lapad ng mga kable ng parehong layer ay dapat na tuloy-tuloy, at ang impedance ng mga kable ng iba’t ibang mga layer ay dapat na tuloy-tuloy.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Panuntunan 5: Mga panuntunan sa direksyon ng mga kable para sa high-speed na disenyo ng PCB

Ang mga kable sa pagitan ng dalawang katabing layer ay dapat sumunod sa prinsipyo ng vertical na mga kable, kung hindi man ito ay magdudulot ng crosstalk sa pagitan ng mga linya at magpapataas ng EMI radiation.

Sa madaling salita, ang mga katabing mga wiring layer ay sumusunod sa pahalang at patayong mga direksyon ng mga kable, at ang vertical na mga kable ay maaaring sugpuin ang crosstalk sa pagitan ng mga linya.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Panuntunan 6: Mga panuntunan sa topological na istraktura sa high-speed na disenyo ng PCB

Sa high-speed na disenyo ng PCB, ang kontrol ng katangian ng impedance ng circuit board at ang disenyo ng topological na istraktura sa ilalim ng mga kondisyon ng multi-load ay direktang tinutukoy ang tagumpay o kabiguan ng produkto.

Ang figure ay nagpapakita ng daisy chain topology, na sa pangkalahatan ay kapaki-pakinabang kapag ginamit sa ilang Mhz. Inirerekomenda na gumamit ng hugis-bituin na simetriko na istraktura sa likod na dulo sa high-speed na disenyo ng PCB.

PCB disenyo high-speed analog input signal routing paraan at mga panuntunan

Panuntunan 7: Panuntunan ng resonance ng haba ng bakas

Suriin kung ang haba ng linya ng signal at ang dalas ng signal ay bumubuo ng resonance, iyon ay, kapag ang haba ng mga kable ay isang integer multiple ng wavelength ng signal na 1/4, ang mga kable ay tatatak, at ang resonance ay magpapalabas ng mga electromagnetic wave at maging sanhi ng panghihimasok.