Se la frequenza del circuito logico digitale raggiunge o supera 45 MHZ ~ 50 MHZ e il circuito che lavora al di sopra di questa frequenza ha rappresentato una certa quantità dell'intero sistema elettronico (ad esempio 1/3), di solito viene chiamato ad alta frequenza circuito (circuito multistrato). piatto). La progettazione di circuiti stampati ad alta frequenza è un processo di progettazione molto complesso e il relativo cablaggio è fondamentale per l'intero progetto!
La prima mossa, il cablaggio del circuito stampato multistrato alto
I circuiti ad alta frequenza hanno spesso un'elevata integrazione e un'elevata densità di cablaggio. L'uso di circuiti stampati multistrato non è solo necessario per il cablaggio, ma è anche un mezzo efficace per ridurre le interferenze. Nella fase PCB Layout, la dimensione del circuito stampato con un certo numero di strati è ragionevolmente selezionata e lo strato intermedio può essere utilizzato completamente per impostare la schermatura, in modo da realizzare meglio la messa a terra più vicina e ridurre efficacemente il parassita induttanza e ridurre la lunghezza di trasmissione del segnale e, allo stesso tempo, la grande riduzione dell'ampiezza dell'interferenza incrociata del segnale, ecc., Tutti questi metodi sono vantaggiosi per l'affidabilità dei circuiti ad alta frequenza. Alcuni dati mostrano che quando viene utilizzato lo stesso materiale, il rumore della scheda a quattro strati (circuito stampato multistrato) è inferiore di 20 dB rispetto a quello della scheda a doppia faccia. Tuttavia, allo stesso tempo, c'è anche un problema. Maggiore è il numero di semistrati del circuito stampato, più complesso è il processo di produzione e maggiore è il costo unitario. Ciò ci richiede di scegliere un circuito stampato con il numero appropriato di strati quando si esegue il layout PCB. Pianificazione ragionevole del layout dei componenti e utilizzo delle regole di cablaggio corrette per completare il progetto.
La seconda misura, minore è la flessione del piombo tra i pin dei dispositivi elettronici ad alta velocità, meglio è
I cavi del cablaggio del circuito ad alta frequenza sono preferibilmente tutti rettilinei e devono essere ruotati. Possono essere ruotati con linee o archi spezzati di 45-grado. Questo requisito viene utilizzato solo per migliorare la forza di fissaggio della lamina di rame nel circuito a bassa frequenza, mentre nel circuito ad alta frequenza questo requisito è soddisfatto. Un requisito può ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento reciproco di segnali ad alta frequenza.
La terza misura, minore è l'alternanza tra gli strati di piombo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, migliore è
Il cosiddetto "minore è l'alternanza interstrato dei conduttori, meglio è" significa che meno vie (Via) utilizzate nel processo di connessione dei componenti, meglio è. Secondo il lato, un via PCB può portare a 0.5pF di capacità distribuita e la riduzione del numero di via può migliorare significativamente la velocità e ridurre la possibilità di errori di dati.
La quarta misura, più corto è il cavo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza (circuito multistrato), migliore è
L'intensità della radiazione del segnale è proporzionale alla lunghezza della traccia della linea del segnale. Più lungo è il cavo del segnale ad alta frequenza, più facile sarà accoppiarsi ai componenti vicini. Pertanto, per segnali come orologi, oscillatori a cristallo, dati DDR, le linee di segnale ad alta frequenza come le linee LVDS, le linee USB e le linee HDMI devono essere il più corte possibile.
Il quinto trucco, prestare attenzione al "crosstalk" introdotto dal cablaggio in parallelo della linea del segnale a distanza ravvicinata
Nel cablaggio di circuiti ad alta frequenza, occorre prestare attenzione alla "diafonia" introdotta dal cablaggio in parallelo di linee di segnale in stretta prossimità. Crosstalk si riferisce al fenomeno di accoppiamento tra linee di segnale che non sono direttamente collegate. Poiché il segnale ad alta frequenza viene trasmesso lungo la linea di trasmissione sotto forma di onde elettromagnetiche, la linea del segnale agirà come un'antenna e l'energia del campo elettromagnetico verrà emessa attorno alla linea di trasmissione. Chiamato crosstalk (Crosstalk). I parametri dello strato PCB, la spaziatura delle linee di segnale, le caratteristiche elettriche dell'estremità di azionamento e di ricezione e il metodo di terminazione delle linee di segnale hanno tutti una certa influenza sulla diafonia. Pertanto, al fine di ridurre la diafonia dei segnali ad alta frequenza, è necessario effettuare quanto segue durante il cablaggio:
A condizione che lo spazio di cablaggio lo consenta, inserire un filo di terra o un piano di massa tra le due linee con grave diafonia, che può svolgere il ruolo di isolamento e ridurre la diafonia.
Quando è presente un campo elettromagnetico variabile nel tempo nello spazio attorno alla linea del segnale, se non è possibile evitare la distribuzione parallela, è possibile disporre un'ampia area di "massa" sul lato opposto della linea del segnale parallela per ridurre notevolmente l'interferenza.
Con la premessa che lo spazio di cablaggio lo consente, aumentare la distanza tra linee di segnale adiacenti, ridurre la lunghezza parallela delle linee di segnale e cercare di rendere la linea di clock perpendicolare alle linee di segnale chiave anziché parallela.
Se le tracce parallele nello stesso strato sono quasi inevitabili, in due strati adiacenti la direzione delle tracce deve essere perpendicolare l'una all'altra.
Nei circuiti digitali, i normali segnali di clock sono segnali con rapidi cambi di fronte e la diafonia esterna è ampia. Pertanto, nella progettazione, la linea dell'orologio dovrebbe essere circondata da un filo di terra e dovrebbero essere praticati più fori per il filo di terra per ridurre la capacità distribuita e quindi ridurre la diafonia.
Per i clock dei segnali ad alta frequenza, prova a utilizzare segnali di clock differenziali a bassa tensione e avvolgi il terreno, inoltre devi prestare attenzione all'integrità del ground punching.
Non sospendere il terminale di ingresso non utilizzato, ma collegarlo a terra o collegarlo all'alimentazione (l'alimentatore è anche collegato a terra nel circuito del segnale ad alta frequenza), perché la linea penzolante potrebbe essere equivalente all'antenna trasmittente e la messa a terra può sopprimere l'emissione. La pratica ha dimostrato che l'eliminazione della diafonia in questo modo a volte può essere efficace immediatamente.
La sesta misura, il pin di alimentazione del blocco del circuito integrato (circuito multistrato) aumenta il condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza
Un condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza viene aggiunto vicino al pin di alimentazione di ciascun blocco di circuito integrato. L'aggiunta di condensatori di disaccoppiamento ad alta frequenza sui pin di alimentazione può sopprimere efficacemente l'interferenza causata dalle armoniche ad alta frequenza sui pin di alimentazione.
La settima misura, evitare il loop formato dal cablaggio
Tutti i tipi di tracce di segnali ad alta frequenza non dovrebbero formare loop il più possibile. Se non può essere evitato, l'area del circuito dovrebbe essere mantenuta il più piccola possibile.
L'ottavo trucco consiste nell'isolare il filo di terra del segnale digitale ad alta frequenza e il filo di terra del segnale analogico.
Quando il cavo di messa a terra analogico, il cavo di messa a terra digitale, ecc. sono collegati al cavo di messa a terra pubblica, è necessario utilizzare perline magnetiche ad alta frequenza per il collegamento o l'isolamento diretto e l'interconnessione a punto singolo in un luogo adatto. Il potenziale di terra del filo di terra dei segnali digitali ad alta frequenza è generalmente incoerente e spesso c'è una certa differenza di tensione tra i due. Inoltre, il filo di terra dei segnali digitali ad alta frequenza ha spesso componenti armoniche molto ricche di segnali ad alta frequenza. Quando il filo di terra del segnale digitale e il filo di terra del segnale analogico sono collegati direttamente, le armoniche del segnale ad alta frequenza interferiranno con il segnale analogico attraverso l'accoppiamento del filo di terra. Pertanto, in circostanze normali, il filo di terra dei segnali digitali ad alta frequenza e il filo di terra dei segnali analogici devono essere isolati, che possono essere interconnessi in un unico punto in una posizione adatta, o interconnessi da perline magnetiche ad alta frequenza.
La nona misura, deve garantire un buon adattamento dell'impedenza del segnale
Nel processo di trasmissione del segnale, quando l'impedenza non corrisponde, il segnale rifletterà il segnale nel canale di trasmissione e la riflessione farà sì che il segnale composito formi un superamento, facendo fluttuare il segnale vicino alla soglia logica.
Il modo fondamentale per eliminare la riflessione è fare in modo che l'impedenza del segnale di trasmissione sia ben adattata. Poiché maggiore è la differenza tra l'impedenza di carico e l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione, maggiore sarà la riflessione. Pertanto, l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione del segnale dovrebbe essere resa il più possibile uguale all'impedenza del carico. Allo stesso tempo, va notato che la linea di trasmissione sulla scheda del circuito non può avere sbalzi o spigoli, e cercare di mantenere l'impedenza di ogni punto della linea di trasmissione continua, altrimenti ci saranno riflessi tra i segmenti della trasmissione linea.
Ciò richiede che le seguenti regole di cablaggio siano seguite quando si esegue il cablaggio PCB ad alta velocità:
Regole di cablaggio USB. Sono necessarie tracce differenziali per i segnali USB, con una larghezza della linea di 10 mil, un'interlinea di 6 mil e una spaziatura di 6 mil tra la massa e le linee del segnale.
Regole di cablaggio HDMI. È richiesta la traccia differenziale del segnale HDMI, la larghezza della linea è 10 mil, l'interlinea è 6 mil e la spaziatura tra ciascuna due coppie di segnali differenziali HDMI supera 20 mil.
Regole di cablaggio LVDS. Sono necessarie tracce differenziali del segnale LVDS, con una larghezza della linea di 7 mil e un'interlinea di 6 mil. Lo scopo è controllare l'impedenza della coppia di segnali differenziali di HDMI in modo che sia 100 più -15 percento ohm
Regole di instradamento DDR. Il cablaggio DDR1 richiede che i segnali non passino il più possibile attraverso i fori, le linee di segnale siano di uguale larghezza e le linee siano equidistanti. Il cablaggio deve soddisfare il principio 2W per ridurre la diafonia tra i segnali. Per i dispositivi ad alta velocità di DDR2 e superiori, sono necessari anche dati ad alta frequenza. La lunghezza della linea è uguale per garantire l'adattamento di impedenza del segnale.
Il decimo trucco è mantenere l'integrità della trasmissione del segnale e prevenire il "fenomeno di rimbalzo del terreno" causato dalla separazione del filo di terra.