Paano maiiwasan ang epekto ng linya ng paghahatid sa ang bilis ng PCB disenyo

1. Mga pamamaraan upang sugpuin ang pagkagambala ng electromagnetic

Ang isang mahusay na solusyon sa problema sa integridad ng signal ay magpapabuti sa electromagnetic compatibility (EMC) ng PCB board. Ang isa sa pinakamahalaga ay upang matiyak na ang PCB board ay may mahusay na saligan. Ang isang layer ng signal na may isang layer ng lupa ay isang napaka-epektibong pamamaraan para sa kumplikadong disenyo. Bilang karagdagan, ang pagliit ng density ng signal ng pinakamalabas na layer ng circuit board ay isang mabuting paraan din upang mabawasan ang electromagnetic radiation. Ang pamamaraan na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiyang “ibabaw na lugar” na “build-up” na disenyo ng PCB. Ang layer ng ibabaw na lugar ay nakamit sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang kumbinasyon ng manipis na mga layer ng pagkakabukod at micropores na ginamit upang tumagos sa mga layer na ito sa isang pangkalahatang-proseso na PCB. Ang paglaban at kapasidad ay maaaring mailibing sa ilalim ng ibabaw, at ang linear density bawat yunit ng lugar ay halos nadoble, sa gayon binabawasan ang dami ng PCB. Ang pagbawas ng lugar ng PCB ay may malaking epekto sa topolohiya ng pagruruta, na nangangahulugang ang kasalukuyang loop ay nabawasan, ang haba ng pagruruta ng sangay ay nabawasan, at ang electromagnetic radiation ay humigit-kumulang na proporsyonal sa lugar ng kasalukuyang loop; 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. Ang mataas na rate ng orasan na mabilis na isinama circuit chip na karaniwang ginagamit ngayon ay mas may problema. Mayroong ilang mga pangunahing prinsipyo upang malutas ang problemang ito: kung ang CMOS o TTL circuit ay ginagamit para sa disenyo, ang dalas ng operating ay mas mababa sa 10MHz, at ang haba ng mga kable ay hindi dapat mas malaki sa 7 pulgada. 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. Ang maximum na haba ng mga kable para sa mga chip ng GaAs ay dapat na 0.3 pulgada. Kung lumagpas ito, mayroong isang problema sa linya ng paghahatid.

3. Maayos na planuhin ang topology ng paglalagay ng kable

Ang isa pang paraan upang malutas ang epekto ng linya ng paghahatid ay ang piliin ang tamang daanan ng pagrruta at topolohiya ng terminal. Ang cabling topology ay tumutukoy sa pagkakasunod-sunod ng paglalagay ng kable at istraktura ng isang network cable. Kapag ginamit ang mga aparatong lohika na may bilis, ang signal na may mabilis na pagbabago ng mga gilid ay malilito ng mga sanga ng trunk ng signal maliban kung ang haba ng sangay ay pinananatiling napakaikli. Sa pangkalahatan, ang pagruruta ng PCB ay gumagamit ng dalawang pangunahing mga topology, katulad ng Daisy Chain routing at Star pamamahagi.

Para sa mga kable ng daisy-chain, ang mga kable ay nagsisimula sa dulo ng drayber at maabot ang bawat pagtanggap na magkakasunod. Kung ang isang resistor ng serye ay ginagamit upang baguhin ang mga katangian ng signal, ang posisyon ng resistor ng serye ay dapat na malapit sa dulo ng pagmamaneho. Ang Daisy chain cabling ay ang pinakamahusay sa pagkontrol ng mataas na pagkakasundo ng pagkabit ng cabling. Gayunpaman, ang ganitong uri ng mga kable ay may pinakamababang rate ng paghahatid at hindi madaling maipasa ang 100%. Sa aktwal na disenyo, nais naming gawin ang haba ng sangay sa mga kable ng Daisy chain hangga’t maaari, at ang ligtas na halaga ng haba ay dapat na: Stub Delay < = Trt * 0.1.

Halimbawa, ang sangay ay nagtatapos sa mga bilis ng TTL na may bilis na dapat na mas mababa sa 1.5 pulgada ang haba. Ang topology na ito ay tumatagal ng mas kaunting puwang ng mga kable at maaaring wakasan ng isang solong pagtutugma ng risistor. Gayunpaman, ang istraktura ng mga kable na ito ay ginagawang hindi magkasabay ang pagtanggap ng signal sa iba’t ibang signal receiver.

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. Ang paggamit ng awtomatikong cabler ay ang pinakamahusay na paraan upang makumpleto ang star cabling. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. Maaari itong magawa nang manu-mano o sa pamamagitan ng mga tool ng CAD upang makalkula ang katangian na mga halaga ng impedance at mga halagang tumutugma sa halaga ng terminal.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. Ang unang pagpipilian ay ang terminal ng pagtutugma ng RC. Ang mga pagtutugma ng terminal ng RC ay maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente, ngunit maaari lamang itong magamit kapag ang pagpapatakbo ng signal ay medyo matatag. Ang pamamaraan na ito ay pinakaangkop para sa pagpoproseso ng pagtutugma ng signal ng linya ng orasan. Ang kawalan ay ang capacitance sa pagtutugma ng terminal ng RC ay maaaring makaapekto sa hugis at bilis ng paglaganap ng signal.

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. Ang serye ng pagtutugma ng terminal ng resistor ay mayroon ding kalamangan na bawasan ang bilang ng mga aparato na ginamit sa board at ang density ng mga koneksyon.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. Ang bentahe nito ay hindi nito ibababa ang signal, at maaaring maging napakahusay upang maiwasan ang ingay. Karaniwang ginagamit para sa mga signal ng pag-input ng 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.

Sa patayong mounting mode, ang paglaban ay may isang maikling mounting pin, na binabawasan ang paglaban ng thermal sa pagitan ng paglaban at ng circuit board at ginagawang mas madali ang paglabas ng init ng paglaban sa hangin. Ngunit ang isang mas mahabang patayong pag-install ay tataas ang inductance ng risistor. Ang pahalang na pag-install ay may mas mababang inductance dahil sa mas mababang pag-install. 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. Iba pang mga naaangkop na teknolohiya

Upang mabawasan ang pansamantalang boltahe na pag-overhoot sa suplay ng kuryente ng IC, dapat idagdag ang decoupling capacitor sa IC chip. Mabisa nitong tinanggal ang epekto ng mga burr sa suplay ng kuryente at binabawasan ang radiation mula sa power loop sa naka-print na board.

Ang burr smoothing effect ay pinakamahusay kapag ang decoupling capacitor ay konektado nang direkta sa power supply leg ng integrated circuit kaysa sa layer ng power supply. Ito ang dahilan kung bakit ang ilang mga aparato ay may mga decoupling capacitor sa kanilang mga socket, habang ang iba ay nangangailangan ng distansya sa pagitan ng decoupling capacitor at ang aparato upang maging sapat na maliit.

Ang anumang mataas na bilis at mataas na mga aparato sa pagkonsumo ng kuryente ay dapat na magkasama hangga’t maaari upang mabawasan ang pansamantalang overshoot ng boltahe ng suplay ng kuryente.

Nang walang isang layer ng kuryente, ang mga mahahabang linya ng kuryente ay bumubuo ng isang loop sa pagitan ng signal at ng loop, na nagsisilbing mapagkukunan ng radiation at isang inductive circuit.

Ang paglalagay ng kable ng isang loop na hindi dumaan sa parehong network cable o iba pang paglalagay ng kable ay tinatawag na bukas na loop. Kung ang loop ay dumaan sa parehong network cable, ang iba pang mga ruta ay bumubuo ng isang closed loop. Sa parehong mga kaso, ang epekto ng antena (linya ng antena at singsing na antena) ay maaaring mangyari.