1. Genel uygulama
PCB tasarımında, yüksek frekanslı devre kartı tasarımını daha makul, daha iyi anti-parazit performansı sağlamak için aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:
(1) Katmanların makul seçimi PCB tasarımında yüksek frekanslı devre kartlarının yönlendirilmesi sırasında, ortadaki iç düzlem güç ve toprak katmanı olarak kullanılır; bu katman, koruma rolü oynayabilir, parazit endüktansı etkili bir şekilde azaltabilir, sinyal hatlarının uzunluğunu kısaltabilir ve sinyaller arasındaki çapraz paraziti azaltabilir.
(2) Yönlendirme modu Yönlendirme modu, yüksek frekanslı sinyal emisyonunu ve karşılıklı bağlantıyı azaltabilen 45° Açı dönüşü veya ark dönüşüne uygun olmalıdır.
(3) Kablo uzunluğu Kablo uzunluğu ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. İki tel arasındaki paralel mesafe ne kadar kısa olursa o kadar iyidir.
(4) Delik sayısı Delik sayısı ne kadar az olursa o kadar iyidir.
(5) Katmanlar arası kablolama yönü Katmanlar arası kablolamanın yönü dikey olmalıdır, yani üst katman yatay, alt katman dikey olmalıdır, böylece sinyaller arasındaki girişim azaltılır.
(6) Bakır kaplama, topraklama bakır kaplamanın artırılmasıyla sinyaller arasındaki paraziti azaltabilir.
(7) Önemli sinyal hattı işlemenin dahil edilmesi, sinyalin anti-parazit yeteneğini önemli ölçüde iyileştirebilir, elbette, aynı zamanda girişim kaynağı işlemenin dahil edilmesi de olabilir, böylece diğer sinyallerle etkileşime giremez.
(8)Sinyal kabloları sinyalleri döngüler halinde yönlendirmez. Sinyalleri papatya zinciri modunda yönlendirir.
2. Kablolama önceliği
Anahtar sinyal hattı önceliği: analog küçük sinyal, yüksek hızlı sinyal, saat sinyali ve senkronizasyon sinyali ve diğer anahtar sinyaller öncelikli kablolama
Yoğunluk önceliği ilkesi: Kablolamaya karttaki en karmaşık bağlantılardan başlayın. Kablolamaya kartın en yoğun kablolanmış alanından başlayın.
Dikkat edilmesi gereken noktalar:
A. Saat sinyalleri, yüksek frekanslı sinyaller ve hassas sinyaller gibi önemli sinyaller için özel bir kablolama katmanı sağlamaya çalışın ve minimum döngü alanını sağlayın. Gerekirse, manuel öncelikli kablolama, ekranlama ve güvenlik aralığını artırma yöntemleri kullanılmalıdır. Sinyal kalitesini sağlayın.
b. Güç katmanı ile toprak arasındaki EMC ortamı zayıftır, bu nedenle parazite duyarlı sinyallerden kaçınılmalıdır.
c. Empedans kontrol gereksinimleri olan şebeke, hat uzunluğu ve hat genişliği gereksinimlerine göre mümkün olduğunca kablolanmalıdır.
3, saat kablolaması
Saat hattı, EMC'yi etkileyen en büyük faktörlerden biridir. Saat hattında daha az delik açın, diğer sinyal hatlarıyla mümkün olduğunca yakın temastan kaçının ve sinyal hatlarıyla karışmasını önlemek için genel sinyal hatlarından uzak durun. Aynı zamanda, güç kaynağı ile saat arasında karışmayı önlemek için kart üzerindeki güç kaynağından da uzak durun.
Kart üzerinde özel bir saat çipi varsa, hattın altına giremez, bakırın altına yerleştirilmelidir, gerekirse özel olarak da yerleştirilebilir. Birçok referans kristal osilatör çipi için, bu kristal osilatörler bakır izolasyonu sağlamak için hattın altına yerleştirilmemelidir.
4. Dik açılı çizgi
PCB kablolamasında bu durumu önlemek için genellikle dik açılı kablolama gerekir ve neredeyse kablolama kalitesini ölçmek için standartlardan biri haline gelmiştir. Peki, dik açılı kablolamanın sinyal iletimi üzerinde ne kadar etkisi olacak? Prensip olarak, dik açılı yönlendirme, iletim hattının hat genişliğinin değişmesine ve empedans kesintisine neden olur. Aslında, sadece dik açılı yönlendirme değil, aynı zamanda dar açılı yönlendirme de empedans değişikliklerine neden olabilir.
Dik açılı yönlendirmenin sinyal üzerindeki etkisi esas olarak üç açıdan kendini gösterir:
Birincisi, köşe, iletim hattındaki kapasitif yüke eşdeğer olabilir ve bu da yükselme süresini yavaşlatabilir;
İkincisi, empedans kesintisi sinyal yansımasına neden olacaktır;
Üçüncüsü, Sağ Açı ucu tarafından üretilen EMI.
5. Dar Açı
(1) Yüksek frekanslı akım için, telin dönüş noktası köşeye yakın bir dik açı veya hatta dar açı sunduğunda, manyetik akı yoğunluğu ve elektrik alan şiddeti nispeten yüksek olacak, radyasyon güçlü elektromanyetik dalga olacak ve buradaki endüktans nispeten büyük olacak, endüktif açı geniş açıdan veya yuvarlak açıdan daha büyük olacaktır.
(2) Dijital devrenin veri yolu kablolaması için, kablo köşesi kör veya yuvarlaktır, kablolama alanı nispeten küçüktür. Aynı hat aralığı koşulu altında, toplam hat aralığı, sağ açılı dönüşten 0,3 kat daha az genişlik kaplar.
6. Diferansiyel yönlendirme
Bkz. Diferansiyel kablolama ve empedans eşleştirme
Diferansiyel Sinyal, yüksek hızlı devrelerin tasarımında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü devrelerdeki en önemli sinyaller her zaman diferansiyel yapıyı kullanır. Tanım: Basitçe söylemek gerekirse, sürücünün iki eşdeğer, ters sinyal göndermesi ve alıcının iki voltaj arasındaki farkı karşılaştırarak mantıksal durumun "0" mı yoksa "1" mi olduğunu belirlemesi anlamına gelir. Diferansiyel sinyali taşıyan çifte diferansiyel yönlendirme denir.
Sıradan tek uçlu sinyal yönlendirmesiyle karşılaştırıldığında, diferansiyel sinyalin aşağıdaki üç açıdan en belirgin avantajları vardır:
a. Güçlü anti-parazit yeteneği, çünkü iki diferansiyel tel arasındaki bağlantı çok iyi olduğundan, dışarıdan gürültü girişimi olduğunda, neredeyse aynı anda iki hatta bağlanır ve alıcı yalnızca iki sinyal arasındaki farkı önemser, bu nedenle dışarıdan gelen ortak mod gürültüsü tamamen iptal edilebilir.
b. EMI'yi etkili bir şekilde engelleyebilir. Benzer şekilde, iki sinyalin polaritesi zıt olduğundan, yaydıkları elektromanyetik alanlar birbirini yok edebilir. Bağlantı ne kadar yakınsa, dış dünyaya o kadar az elektromanyetik enerji salınır.
c. Hassas zamanlama konumlandırması. Diferansiyel sinyallerin anahtarlama değişimleri, yüksek ve düşük eşik voltajına dayanan sıradan tek uçlu sinyallerin aksine, iki sinyalin kesiştiği noktada yer aldığından, teknoloji ve sıcaklığın etkisi küçüktür, bu da zamanlama hatalarını azaltabilir ve düşük genlikli sinyallere sahip devreler için daha uygundur. Günümüzde popüler olan LVDS (düşük voltajlı diferansiyel sinyalleme), bu küçük genlikli diferansiyel sinyalleme teknolojisini ifade eder.
PCB mühendisleri için en önemli şey, diferansiyel yönlendirmenin avantajlarının gerçek yönlendirmede tam olarak kullanılabilmesini sağlamaktır. Belki de Layout ekibiyle iletişim kuran kişiler, diferansiyel yönlendirmenin genel gerekliliklerini, yani "eşit uzunluk, eşit mesafe"yi anladıkları sürece.
Eşit uzunluk, iki diferansiyel sinyalin her zaman zıt polariteyi korumasını ve ortak mod bileşenini azaltmasını sağlar. Eş mesafe ise esas olarak fark empedansının tutarlı olmasını ve yansımayı azaltmasını sağlar. "Mümkün olduğunca yakın" olması bazen diferansiyel yönlendirme için bir gerekliliktir.
7. Yılan hattı
Serpantin hat, yerleşim planlarında sıklıkla kullanılan bir yerleşim türüdür. Temel amacı gecikmeyi ayarlamak ve sistem zamanlama tasarımının gereksinimlerini karşılamaktır. Tasarımcıların ilk fark etmesi gereken şey, yılan benzeri kabloların sinyal kalitesini bozabileceği ve iletim gecikmesini değiştirebileceğidir; kablolama sırasında bunlardan kaçınılmalıdır. Ancak gerçek tasarımda, sinyallerin yeterli bekleme süresini sağlamak veya aynı sinyal grubu arasındaki zaman farkını azaltmak için genellikle kasıtlı olarak sarmak gerekir.
Dikkat edilmesi gereken noktalar:
Empedans uyumunu sağlamak için, genellikle paralel hatlardan oluşan diferansiyel sinyal hatları çiftleri, mümkün olduğunca delikten geçirilmeli, iki hat bir arada olmalıdır.
Aynı özelliklere sahip bir grup otobüs, eşit uzunluğa ulaşmak için mümkün olduğunca yan yana yönlendirilmelidir. Yama pedinden çıkan delik, pedinden mümkün olduğunca uzakta olmalıdır.
Gönderi zamanı: 05 Temmuz 2023
