1. Общая врачебная практика
При проектировании печатной платы, чтобы сделать конструкцию высокочастотной печатной платы более разумной, следует учитывать следующие аспекты:
(1) Рациональный выбор слоев При трассировке высокочастотных печатных плат в конструкции печатной платы внутренняя плоскость в середине используется в качестве слоя питания и заземления, который может играть роль экранирования, эффективно уменьшать паразитную индуктивность, сокращать длину сигнальных линий и уменьшать перекрестные помехи между сигналами.
(2) Режим маршрутизации Режим маршрутизации должен соответствовать повороту под углом 45° или повороту по дуге, что может снизить излучение высокочастотного сигнала и взаимную связь.
(3) Длина кабеля. Чем короче длина кабеля, тем лучше. Чем короче параллельное расстояние между двумя проводами, тем лучше.
(4) Количество сквозных отверстий Чем меньше количество сквозных отверстий, тем лучше.
(5) Направление межслойной проводки Направление межслойной проводки должно быть вертикальным, то есть верхний слой — горизонтальным, нижний — вертикальным, чтобы уменьшить помехи между сигналами.
(6) Медное покрытие повышает заземление, медное покрытие может снизить помехи между сигналами.
(7) Включение важной обработки сигнальной линии может значительно улучшить помехоустойчивость сигнала, конечно, также может быть включена обработка источника помех, так что он не сможет мешать другим сигналам.
(8) Сигнальные кабели не направляют сигналы по петлям. Передавайте сигналы по цепочке.
2. Приоритет проводки
Приоритет линии ключевого сигнала: аналоговый слабый сигнал, высокоскоростной сигнал, тактовый сигнал и сигнал синхронизации, а также другие приоритетные сигналы проводки
Принцип плотности: начните с самых сложных соединений на плате. Начинайте с области платы с самой плотной разводкой.
На что обратить внимание:
A. Постарайтесь обеспечить отдельный слой проводки для ключевых сигналов, таких как тактовые сигналы, высокочастотные сигналы и чувствительные сигналы, и обеспечьте минимальную площадь контура. При необходимости следует вручную проложить приоритетную проводку, использовать экранирование и увеличить безопасное расстояние. Обеспечьте качество сигнала.
б) ЭМС между слоем питания и землей плохая, поэтому следует избегать сигналов, чувствительных к помехам.
c. Сеть с требованиями к контролю импеданса должна быть проложена как можно дальше в соответствии с требованиями к длине и ширине линии.
3, проводка часов
Провод синхронизации — один из важнейших факторов, влияющих на электромагнитную совместимость. Делайте меньше отверстий в проводе синхронизации, по возможности избегайте его соприкосновения с другими сигнальными проводами и держитесь подальше от общих сигнальных линий, чтобы избежать помех. Также следует избегать подключения источника питания к плате, чтобы избежать помех между источником питания и тактовым генератором.
Если на плате есть специальная микросхема тактовой частоты, её нельзя размещать под линией, её следует проложить под медной изоляцией. При необходимости можно также использовать специальную изоляцию для её заземления. Для многих микросхем опорного кварцевого генератора эти кварцевые генераторы не следует размещать под линией, а необходимо проложить медную изоляцию.
4. Линия под прямым углом
Угловая разводка кабелей обычно требуется для предотвращения проблем, возникающих при разводке печатных плат, и она практически стала одним из стандартов качества разводки. Насколько сильно она повлияет на передачу сигнала? В принципе, угловая разводка приводит к изменению ширины линии передачи, что приводит к разрыву импеданса. На самом деле, не только разводка под прямым углом, под острым углом и под острым углом может вызывать изменение импеданса.
Влияние прямоугольной маршрутизации на сигнал в основном отражается в трех аспектах:
Во-первых, угол может быть эквивалентен емкостной нагрузке на линии передачи, замедляя время нарастания;
Во-вторых, неоднородность импеданса приведет к отражению сигнала;
В-третьих, ЭМИ, создаваемые наконечником под прямым углом.
5. Острый угол
(1) Для тока высокой частоты, когда точка поворота провода представляет собой прямой угол или даже острый угол, вблизи угла плотность магнитного потока и напряженность электрического поля относительно высоки, будет излучаться сильная электромагнитная волна, и индуктивность здесь будет относительно большой, индуктивность будет больше, чем в тупом угле или закругленном угле.
(2) При монтаже шины цифровой схемы угол разводки тупой или скруглённый, площадь разводки относительно мала. При одинаковом межстрочном расстоянии общий межстрочный интервал занимает ширину в 0,3 раза меньше, чем при повороте под прямым углом.
6. Дифференциальная маршрутизация
См. Дифференциальная проводка и согласование импеданса.
Дифференциальный сигнал всё шире используется в разработке высокоскоростных схем, поскольку наиболее важные сигналы в схемах всегда имеют дифференциальную структуру. Определение: Проще говоря, это означает, что драйвер посылает два эквивалентных инвертирующих сигнала, а приёмник определяет логическое состояние «0» или «1», сравнивая разность двух напряжений. Пара, передающая дифференциальный сигнал, называется дифференциальной маршрутизацией.
По сравнению с обычной несимметричной маршрутизацией сигнала дифференциальный сигнал имеет наиболее очевидные преимущества в следующих трех аспектах:
а. Высокая помехоустойчивость, поскольку связь между двумя дифференциальными проводами очень хорошая: при наличии внешних шумовых помех они практически одновременно связываются с двумя линиями, и приемник учитывает только разницу между двумя сигналами, поэтому внешние синфазные помехи могут быть полностью подавлены.
б) может эффективно подавлять электромагнитные помехи. Аналогично, поскольку полярность двух сигналов противоположна, излучаемые ими электромагнитные поля могут компенсировать друг друга. Чем плотнее связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается во внешний мир.
c. Точное позиционирование по времени. Поскольку коммутационные изменения дифференциальных сигналов происходят на пересечении двух сигналов, в отличие от обычных несимметричных сигналов, зависящих от высокого и низкого порогового напряжения, влияние технологии и температуры мало, что позволяет снизить погрешность синхронизации и лучше подходит для схем с сигналами малой амплитуды. Технология LVDS (низковольтная дифференциальная передача сигналов), которая в настоящее время популярна, относится к этой технологии малоамплитудной дифференциальной передачи сигналов.
Для инженеров печатных плат самое важное — обеспечить полную реализацию преимуществ дифференциальной трассировки при реальной трассировке. Возможно, это будет возможно при условии, что специалисты по разводке будут понимать общие требования дифференциальной трассировки, а именно: «равная длина, равное расстояние».
Одинаковая длина необходима для того, чтобы два дифференциальных сигнала всегда сохраняли противоположную полярность и уменьшали синфазную составляющую. Равноудаленность необходима главным образом для обеспечения постоянства дифференциального импеданса и уменьшения отражения. Иногда при дифференциальной разводке требуется «максимально близкое расстояние».
7. Змеиная линия
Серпантинная линия — это разновидность разводки, часто используемая при разводке. Её основное назначение — регулировка задержки и соответствие требованиям проектирования системной синхронизации. Первое, что необходимо понимать проектировщикам, — это то, что змеевидные провода могут ухудшить качество сигнала и изменить задержку передачи, поэтому их следует избегать при разводке. Однако в реальных проектах, чтобы обеспечить достаточное время удержания сигналов или уменьшить временной сдвиг между одной группой сигналов, часто приходится намеренно использовать намотку.
На что обратить внимание:
Пары дифференциальных сигнальных линий, как правило, параллельных линий, должны быть пробиты как можно меньше через отверстие, должны представлять собой две линии вместе, чтобы достичь согласования импеданса.
Группа шин с одинаковыми характеристиками должна быть проложена рядом друг с другом как можно дальше для достижения одинаковой длины. Отверстие, ведущее от контактной площадки, должно быть максимально удалено от неё.
Время публикации: 05 июля 2023 г.
