Друкована плата проектування високошвидкісного методу маршрутизації аналогового вхідного сигналу

Чим ширша ширина лінії, тим сильніше захищає від перешкод і тим краще якість сигналу (вплив скін-ефекту). Але в той же час має бути гарантована вимога до характеристичного опору 50 Ом. Звичайна плата FR4, опір ширини лінії поверхні 6MIL становить 50 Ом. Це, очевидно, не може відповідати вимогам до якості сигналу високошвидкісного аналогового входу, тому ми зазвичай використовуємо видовбування GND02 і дозволяємо йому посилатися на рівень ART03. Таким чином, диференціальний сигнал можна зарахувати як 12/10, а одну лінію можна зарахувати як 18MIL. (Зверніть увагу, що ширина лінії перевищує 18MIL, а потім розширення не має сенсу)

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

CLINE, виділений зеленим кольором на малюнку, відноситься до однолінійного та диференціального високошвидкісного аналогового входу рівня ART03. При цьому необхідно врахувати деякі деталі:

(1) Імітаційну частину шару TOP необхідно запакувати, як показано на малюнку вище. Слід зазначити, що відстань від заземлення міді до аналогового входу CLINE має бути 3 Вт, тобто AIRGAP від ​​краю міді до CLINE вдвічі перевищує ширину лінії. Згідно з деякими електромагнітними теоретичними розрахунками та моделюванням, магнітне та електричне поле сигнальних ліній на друкованій платі в основному розподілені в діапазоні 3 Вт. (Шумові перешкоди від навколишніх сигналів менше або дорівнює 1%).

(2) Мідь GND позитивного шару аналогової області також повинна бути ізольована від навколишньої цифрової області, тобто всі шари ізольовані.

(3) Для видовбування GND02 ми зазвичай видаляємо всю цю область, тому операція відносно проста і не виникає жодних проблем. Але з огляду на деталі або для того, щоб зробити краще, ми можемо вирізати лише частину проводки аналогового входу, звісно, ​​так само, як і верхній шар, область 3 Вт. Це може гарантувати якість сигналу та рівність плати. Результат обробки такий:

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Таким чином, зворотний шлях високошвидкісного аналогового вхідного сигналу може бути швидко перекомпонований на шарі GND02. Тобто змодельований шлях зворотного зв’язку на землю стає коротшим.

(4) Нерегулярно пробивайте велику кількість переходів GND навколо високошвидкісного аналогового сигналу, щоб аналоговий сигнал швидко повертався. Він також може поглинати шум.

Правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 1: Правила екранування високошвидкісної маршрутизації сигналу друкованої плати У розробці високошвидкісної друкованої плати маршрутизація ключових високошвидкісних сигнальних ліній, таких як годинники, повинна бути екранована. Якщо екрана немає або тільки його частина, це призведе до витоку ЕМІ. Рекомендується, щоб екранований провід був заземлений з отвором на 1000 мил.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 2: Правила замкненого циклу маршрутизації високошвидкісного сигналу

Через збільшення щільності друкованих плат багато інженерів PCB LAYOUT схильні до помилок у процесі маршрутизації, тобто високошвидкісних сигнальних мереж, таких як тактові сигнали, які дають результати замкненого циклу під час маршрутизації багатошарових друкованих плат. В результаті такого замкнутого контуру буде вироблена рамочна антена, яка збільшить інтенсивність випромінювання ЕМІ.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 3: Правила розімкнутого циклу маршрутизації високошвидкісного сигналу

У правилі 2 згадується, що замкнутий контур високошвидкісних сигналів спричинить випромінювання електромагнітних помех, але відкритий контур також спричинить випромінювання електромагнітних електромагнітних полів.

У високошвидкісних сигнальних мережах, таких як тактові сигнали, після того, як результат розімкнутого контуру виникає, коли багатошарова друкована плата буде розправлена, буде створена лінійна антена, яка збільшує інтенсивність випромінювання ЕМІ.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 4: правило безперервності характерного опору високошвидкісного сигналу

Для високошвидкісних сигналів характеристичний опір повинен бути безперервним при перемиканні між шарами, інакше це збільшить випромінювання ЕМІ. Іншими словами, ширина проводки одного шару повинна бути безперервною, а опір розводки різних шарів повинен бути безперервним.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 5: Правила напряму підключення для високошвидкісних друкованих плат

Проводка між двома сусідніми шарами повинна відповідати принципу вертикальної проводки, інакше це спричинить перехресні перешкоди між лініями та збільшить випромінювання ЕМІ.

Коротше кажучи, сусідні шари проводки слідують горизонтальному та вертикальному напрямкам проводки, а вертикальна проводка може придушити перехресні перешкоди між лініями.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 6: Правила топологічної структури при розробці високошвидкісних друкованих плат

У розробці високошвидкісної друкованої плати контроль характеристичного опору друкованої плати та проектування топологічної структури в умовах багаторазового навантаження безпосередньо визначають успіх чи невдачу виробу.

На малюнку показано топологію послідовного ланцюга, яка, як правило, вигідна при використанні в декількох МГц. Рекомендується використовувати симетричну структуру у формі зірки на задній частині у високошвидкісній конструкції друкованої плати.

Метод та правила маршрутизації високошвидкісного аналогового вхідного сигналу розробки друкованої плати

Правило 7: резонансне правило довжини сліду

Перевірте, чи довжина сигнальної лінії та частота сигналу є резонансом, тобто коли довжина проводки ціле кратне довжині хвилі сигналу 1/4, проводка буде резонувати, а резонанс випромінюватиме електромагнітні хвилі. і викликати перешкоди.