Если частота цифровой логической схемы достигает или превышает 45 МГц ~50 МГц, а схема, работающая выше этой частоты, составила определенное количество всей электронной системы (например, 1/3), ее обычно называют высокочастотной схемой (многослойной схемой). тарелка). Проектирование высокочастотной печатной платы является очень сложным процессом проектирования, и ее проводка имеет решающее значение для всей конструкции!
Первый ход, высокая многослойная проводка печатной платы
Высокочастотные схемы часто имеют высокую интеграцию и высокую плотность проводки. Использование многослойных печатных плат не только необходимо для проводки, но и является эффективным средством для уменьшения помех. На этапе компоновки печатной платы разумно выбирается размер печатной платы с определенным количеством слоев, а промежуточный слой может быть полностью использован для установки экранирования, чтобы лучше реализовать ближайшее заземление, и эффективно уменьшить паразитную индуктивность и сократить длину передачи сигнала, и в то же время, Большое амплитудное уменьшение перекрестных помех сигнала и т.д., все эти методы выгодны для надежности высокочастотных цепей. Некоторые данные показывают, что при использовании одного и того же материала шум четырехслойной платы (многослойной печатной платы) на 20 дБ ниже, чем у двусторонней платы. Однако в то же время существует и проблема. Чем выше количество полуслоев печатной платы, тем сложнее производственный процесс и тем выше удельная стоимость. Это требует от нас выбора печатной платы с соответствующим количеством слоев при проведении компоновки печатной платы. Разумное планирование компоновки компонентов и использование правильных правил проводки для завершения проектирования.
Вторая мера, чем меньше изгиба свинца между штифтами высокоскоростных электронных устройств, тем лучше
Провода высокочастотной схемы проводки предпочтительно представляют собой все прямые линии, и их нужно поворачивать. Их можно поворачивать 45-градусными ломаными линиями или дугами. Это требование используется только для повышения прочности медной фольги в низкочастотной цепи, в то время как в высокочастотной цепи это требование выполняется. Требование может уменьшить внешнее излучение и взаимную связь высокочастотных сигналов.
Третья мера, чем меньше чередование свинцовых слоев между выводами высокочастотного схемотехнического устройства, тем лучше
Так называемое «чем меньше межслойное чередование выводов, тем лучше» означает, что чем меньше vias (Via), используемых в процессе соединения компонентов, тем лучше. По словам стороны, печатная плата через может принести около 0,5 пФ распределенной емкости, а уменьшение количества сквозных входов может значительно улучшить скорость и уменьшить вероятность ошибок данных.
Четвертая мера, чем короче провод между выводами устройства высокочастотной схемы (многослойной печатной платы), тем лучше
Интенсивность излучения сигнала пропорциональна длине трассировки сигнальной линии. Чем длиннее провод высокочастотного сигнала, тем легче его соединить с компонентами, близкими к нему. Поэтому для таких сигналов, как тактовые сигналы, кварцевые генераторы, данные DDR, высокочастотные сигнальные линии, такие как линии LVDS, линии USB и линии HDMI, должны быть как можно более короткими.
Пятый трюк, обратите внимание на «перекрестные помехи», введенные параллельной проводкой сигнальной линии на близком расстоянии
При проводке высокочастотных цепей следует обратить внимание на «перекрестные помехи», вводимые параллельной проводкой сигнальных линий в непосредственной близости. Перекрестные помехи относятся к явлению связи между сигнальными линиями, которые не связаны напрямую. Поскольку высокочастотный сигнал передается по линии передачи в виде электромагнитных волн, сигнальная линия будет выступать в роли антенны, а энергия электромагнитного поля будет излучаться вокруг линии передачи. Называется перекрестными помехами (Crosstalk). Параметры слоя печатной платы, расстояние между сигнальными линиями, электрические характеристики приводного конца и приемного конца, а также метод окончания сигнальных линий оказывают определенное влияние на перекрестные помехи. Поэтому, чтобы уменьшить перекрестные помехи высокочастотных сигналов, требуется сделать как можно больше при проводке следующее:
При условии, что пространство проводки позволяет, вставьте провод заземления или плоскость заземления между двумя линиями с серьезными перекрестными помехами, которые могут играть роль изоляции и уменьшения перекрестных помех.
Когда в пространстве вокруг сигнальной линии существует изменяющееся во времени электромагнитное поле, если параллельного распределения не избежать, большая площадь «земли» может быть расположена на противоположной стороне параллельной сигнальной линии, чтобы значительно уменьшить помехи.
Исходя из предпосылки, что позволяет пространство проводки, увеличьте расстояние между соседними сигнальными линиями, уменьшите параллельную длину сигнальных линий и постарайтесь сделать тактовую линию перпендикулярной ключевым сигнальным линиям, а не параллельной.
Если параллельные следы в одном слое практически неизбежны, то в двух смежных слоях направление следов должно быть перпендикулярно друг другу.
В цифровых схемах обычными тактовыми сигналами являются сигналы с быстрым изменением краев, а внешние перекрестные помехи большие. Поэтому в конструкции тактовая линия должна быть окружена заземляющим проводом и должно быть сделано больше отверстий для заземляющей проволоки, чтобы уменьшить распределенную емкость и, таким образом, уменьшить перекрестные помехи.
Для высокочастотных тактовых сигналов старайтесь использовать низковольтные дифференциальные тактовые сигналы и оборачивать землю, и нужно обращать внимание на целостность грунтовки пробивки.
Не подвешивайте неиспользуемую входную клемму, а заземляйте ее или подключайте к источнику питания (блок питания также заземлен в контуре высокочастотного сигнала), потому что свисающая линия может быть эквивалентна передающей антенне, а заземление может подавить излучение. Практика доказала, что устранение перекрестных помех таким образом иногда может быть эффективным немедленно.
Шестая мера, силовой контакт блока интегральной схемы (многослойной печатной платы) увеличивает высокочастотный конденсатор разъединения
Высокочастотный конденсатор разъединения добавляется рядом с контактом блока питания каждого блока интегральной схемы. Добавление высокочастотных конденсаторов разъединения на силовые контакты может эффективно подавлять помехи, вызванные высокочастотными гармониками на контактах питания.
Седьмая мера, избегайте петли, образованной проводкой
Все виды следов высокочастотных сигналов не должны образовывать петли настолько, насколько это возможно. Если этого нельзя избежать, область петли должна быть как можно меньше.
Восьмой трюк заключается в том, чтобы изолировать заземляющий провод высокочастотного цифрового сигнала и заземляющий провод аналогового сигнала.
Когда аналоговый провод заземления, цифровой провод заземления и т. Д. Подключены к общественному проводу заземления, высокочастотные дроссельные магнитные шарики должны использоваться для подключения или прямой изоляции и одноточечного соединения в подходящем месте. Заземляющий потенциал заземляющего провода высокочастотных цифровых сигналов, как правило, непоследователен, и между ними часто существует определенная разница напряжений. Более того, заземляющий провод высокочастотных цифровых сигналов часто имеет очень богатые гармонические составляющие высокочастотных сигналов. Когда провод заземления цифрового сигнала и провод заземления аналогового сигнала напрямую соединены, гармоники высокочастотного сигнала будут мешать аналоговому сигналу через связь заземляющего провода. Поэтому при нормальных обстоятельствах провод заземления высокочастотных цифровых сигналов и заземляющий провод аналоговых сигналов должны быть изолированы, которые могут быть соединены между собой в одной точке в подходящем месте или соединены между собой высокочастотными дроссельными магнитными шариками.
Девятая мера, должна обеспечить хорошее согласование импеданса сигнала
В процессе передачи сигнала, когда импеданс не совпадает, сигнал будет отражать сигнал в канале передачи, а отражение приведет к тому, что композитный сигнал образует превышение, в результате чего сигнал будет колебаться вблизи логического порога.
Фундаментальный способ устранения отражения заключается в том, чтобы сделать импеданс сигнала передачи хорошо согласованным. Так как чем больше разница между импедансом нагрузки и характеристическим импедансом линии передачи, тем больше будет отражение. Поэтому характеристическое сопротивление линии передачи сигнала должно быть максимально равно импедансу нагрузки. При этом следует отметить, что линия электропередачи на печатной плате не может иметь резких перепадов или углов, и стараться держать импеданс каждой точки линии электропередачи непрерывным, иначе между отрезками линии передачи будут отражения.
Это требует соблюдения следующих правил проводки при проведении высокоскоростной проводки печатных плат:
Правила подключения USB. Для сигналов USB требуются дифференциальные трассировки с шириной линии 10 мил, междустрочным интервалом 6 мил и расстоянием 6 мил между наземной и сигнальной линиями.
Правила подключения HDMI. Требуется дифференциальная трассировка сигнала HDMI, ширина линии составляет 10 миль, междустрочный интервал составляет 6 миль, а расстояние между каждой двумя парами дифференциальных сигналов HDMI превышает 20 миль.
Правила проводки LVDS. Требуются дифференциальные трассировки сигнала LVDS с шириной линии 7mil и междустрочным интервалом 6mil. Цель состоит в том, чтобы управлять импедансом дифференциальной пары сигналов HDMI на уровне 100+-15% Ом
Правила маршрутизации DDR. Проводка DDR1 требует, чтобы сигналы не проходили через отверстия как можно больше, сигнальные линии имели одинаковую ширину, а линии были равноудаленными. Проводка должна соответствовать принципу 2 Вт, чтобы уменьшить перекрестные помехи между сигналами. Для высокоскоростных устройств DDR2 и выше также требуются высокочастотные данные. Длина линии равна для обеспечения соответствия импеданса сигнала.
Десятый трюк заключается в поддержании целостности передачи сигнала и предотвращении «явления отскока земли», вызванного отделением заземляющего провода.