PCB thiết kế phương pháp định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Độ rộng đường truyền càng rộng thì khả năng chống nhiễu càng mạnh và chất lượng tín hiệu càng tốt (ảnh hưởng của hiệu ứng da). Nhưng đồng thời phải đảm bảo yêu cầu về trở kháng đặc tính 50Ω. Bo mạch FR4 bình thường, bề rộng dòng bề mặt trở kháng 6MIL là 50Ω. Điều này rõ ràng không thể đáp ứng các yêu cầu về chất lượng tín hiệu của đầu vào tương tự tốc độ cao, vì vậy chúng tôi thường sử dụng GND02 rỗng và để nó tham chiếu đến lớp ART03. Bằng cách này, tín hiệu vi sai có thể được tính là 12/10 và đường đơn có thể được tính là 18MIL. (Lưu ý rằng chiều rộng dòng vượt quá 18MIL và khi đó việc mở rộng là vô nghĩa)

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

CLINE được đánh dấu màu xanh lá cây trong hình đề cập đến đầu vào tương tự tốc độ cao đơn dòng và vi sai của lớp ART03. Trong khi làm như vậy, một số chi tiết phải được xử lý:

(1) Phần mô phỏng của lớp TOP cần được đóng gói, như thể hiện trong hình trên. Cần lưu ý rằng khoảng cách từ đồng nối đất đến đầu vào analog CLINE cần phải là 3W, tức là AIRGAP từ rìa đồng đến CLINE gấp đôi chiều rộng đường truyền. Theo một số tính toán và mô phỏng lý thuyết điện từ, từ trường và điện trường của các đường tín hiệu trên PCB phân bố chủ yếu trong phạm vi 3W. (Nhiễu nhiễu từ các tín hiệu xung quanh nhỏ hơn hoặc bằng 1%).

(2) Đồng GND của lớp tích cực của vùng tương tự cũng cần được cách ly với vùng kỹ thuật số xung quanh, tức là tất cả các lớp đều được cách ly.

(3) Đối với phần rỗng của GND02, chúng tôi thường khoét rỗng toàn bộ khu vực này, vì vậy thao tác tương đối đơn giản và không có vấn đề gì. Nhưng nếu xét chi tiết hay để làm tốt hơn thì chúng ta chỉ có thể khoét rỗng phần đấu dây đầu vào analog, tất nhiên cũng giống như lớp TOP, vùng 3W. Điều này có thể đảm bảo chất lượng tín hiệu và độ phẳng của bảng. Kết quả xử lý như sau:

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Bằng cách này, đường trở lại của tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao có thể nhanh chóng được điều chỉnh lại trên lớp GND02. Tức là, đường trở lại mặt đất được mô phỏng trở nên ngắn hơn.

(4) Đột nhập một số lượng lớn vias GND xung quanh tín hiệu tương tự tốc độ cao một cách bất thường để làm cho tín hiệu tương tự lưu chuyển trở lại nhanh chóng. Nó cũng có thể hấp thụ tiếng ồn.

PCB thiết kế quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 1: Quy tắc che chắn định tuyến tín hiệu PCB tốc độ cao Trong thiết kế PCB tốc độ cao, việc định tuyến các đường tín hiệu tốc độ cao chính như đồng hồ cần được che chắn. Nếu không có tấm chắn hoặc chỉ một phần của nó, nó sẽ gây ra rò rỉ EMI. Chúng tôi khuyến nghị rằng dây được bảo vệ phải được nối đất với một lỗ trên 1000 mil.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 2: Quy tắc vòng kín định tuyến tín hiệu tốc độ cao

Do mật độ bảng mạch PCB ngày càng tăng, nhiều kỹ sư PCB LAYOUT dễ mắc phải sai lầm trong quá trình định tuyến, đó là các mạng tín hiệu tốc độ cao như tín hiệu đồng hồ, tạo ra kết quả vòng kín khi định tuyến PCB nhiều lớp. Kết quả của một vòng khép kín như vậy, một ăng-ten vòng sẽ được tạo ra, điều này sẽ làm tăng cường độ bức xạ của EMI.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 3: Quy tắc vòng mở định tuyến tín hiệu tốc độ cao

Quy tắc 2 đề cập rằng vòng kín của tín hiệu tốc độ cao sẽ gây ra bức xạ EMI, nhưng vòng mở cũng sẽ gây ra bức xạ EMI.

Các mạng tín hiệu tốc độ cao như tín hiệu đồng hồ, một khi kết quả vòng hở xảy ra khi định tuyến PCB nhiều lớp, một ăng-ten tuyến tính sẽ được tạo ra, làm tăng cường độ bức xạ EMI.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 4: Quy tắc liên tục trở kháng đặc trưng của tín hiệu tốc độ cao

Đối với tín hiệu tốc độ cao, trở kháng đặc tính phải liên tục khi chuyển đổi giữa các lớp, nếu không sẽ làm tăng bức xạ EMI. Nói cách khác, chiều rộng của dây của cùng một lớp phải liên tục và trở kháng của dây của các lớp khác nhau phải liên tục.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 5: Quy tắc hướng đi dây cho thiết kế PCB tốc độ cao

Việc đấu dây giữa hai lớp kế cận phải tuân theo nguyên tắc đi dây dọc, nếu không sẽ gây ra nhiễu xuyên âm giữa các đường dây và làm tăng bức xạ EMI.

Tóm lại, các lớp dây liền kề tuân theo các hướng đi dây ngang và dọc, và hệ thống dây dọc có thể triệt tiêu nhiễu xuyên âm giữa các đường dây.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 6: Quy tắc cấu trúc tôpô trong thiết kế PCB tốc độ cao

Trong thiết kế PCB tốc độ cao, việc kiểm soát trở kháng đặc trưng của bảng mạch và thiết kế cấu trúc tôpô trong điều kiện đa tải quyết định trực tiếp đến sự thành công hay thất bại của sản phẩm.

Hình bên cho thấy cấu trúc liên kết chuỗi daisy, cấu trúc này thường có lợi khi được sử dụng trong một vài Mhz. Khuyến nghị sử dụng cấu trúc đối xứng hình sao ở mặt sau trong thiết kế PCB tốc độ cao.

PCB thiết kế phương pháp và quy tắc định tuyến tín hiệu đầu vào tương tự tốc độ cao

Quy tắc 7: Quy tắc cộng hưởng của độ dài vết

Kiểm tra xem độ dài của dây tín hiệu và tần số của tín hiệu có tạo thành hiện tượng cộng hưởng hay không, nghĩa là khi độ dài của dây là bội số nguyên của bước sóng tín hiệu 1/4 thì dây sẽ cộng hưởng và cộng hưởng sẽ bức xạ sóng điện từ. và gây nhiễu.