Hvis frekvensen af det digitale logikkredsløb når eller overstiger 45MHZ ~ 50MHZ, og kredsløbet, der arbejder over denne frekvens, har tegnet sig for en vis mængde af hele det elektroniske system (for eksempel 1/3), kaldes det normalt et højfrekvent kredsløb (flerlagskredsløb). plade). Højfrekvent printkortdesign er en meget kompleks designproces, og dens ledninger er kritiske for hele designet!
Det første træk, høje flerlags kredsløbskortledninger
Højfrekvente kredsløb har ofte høj integration og høj ledningstæthed. Brug af flerlags printkort er ikke kun nødvendigt til ledninger, men også et effektivt middel til at reducere interferens. I PCB-layoutfasen, størrelsen på printkortet med et bestemt antal lag vælges med rimelighed, og mellemlaget kan bruges fuldt ud til at indstille afskærmningen, for bedre at realisere den nærmeste jordforbindelse, og effektivt reducere den parasitære induktans og forkorte signalets transmissionslængde, og på samme tid, den store amplitudereduktion af signalkrydsinterferens osv., Alle disse metoder er gavnlige for pålideligheden af højfrekvente kredsløb. Nogle data viser, at når det samme materiale anvendes, støjen fra firelagskortet (flerlags printkort) er 20 dB lavere end for det dobbeltsidede kort. Men samtidig er der også et problem. Jo højere halvlagsnummeret på printkortet er, jo mere kompleks fremstillingsprocessen og jo højere er enhedsomkostningerne. Dette kræver, at vi vælger et printkort med det passende antal lag, når vi udfører PCB-layout. Rimelig planlægning af komponentlayout, og brug de korrekte ledningsregler til at fuldføre designet.
Den anden foranstaltning, jo mindre blybøjning mellem stifterne på højhastigheds elektroniske enheder, jo bedre
Ledningerne til højfrekvente kredsløbsledninger er fortrinsvis alle lige linjer, og de skal drejes. De kan drejes med 45 graders brudte linjer eller buer. Dette krav bruges kun til at forbedre kobberfoliens fastgørelsesstyrke i lavfrekvent kredsløb, mens dette krav er opfyldt i højfrekvent kredsløb. Et krav kan reducere den eksterne emission og gensidige kobling af højfrekvente signaler.
Den tredje foranstaltning, jo mindre veksling mellem blylagene mellem stifterne på højfrekvent kredsløbsanordning, jo bedre
Jo såkaldt "jo mindre mellemlagsveksling af ledningerne, jo bedre" betyder, at jo færre vias (Via), der bruges i komponentforbindelsesprocessen, jo bedre. Ifølge siden, et printkort via kan medføre 0.5pF distribueret kapacitans, og reduktion af antallet af vias kan forbedre hastigheden betydeligt og reducere muligheden for datafejl.
Den fjerde foranstaltning, jo kortere ledningen mellem stifterne på højfrekvent kredsløb (flerlags printkort) enhed, jo bedre
Signalets strålingsintensitet er proportional med signallinjens sporlængde. Jo længere højfrekvent signalledning er, jo lettere er det at koble til komponenterne tæt på den. Derfor kræves det for signaler som ure, krystaloscillatorer, DDR-data, højfrekvente signallinjer såsom LVDS-linjer, USB-linjer og HDMI-linjer at være så korte som muligt.
Det femte trick, vær opmærksom på "crosstalk", der introduceres af signallinjens parallelle ledninger i tæt rækkevidde
I højfrekvente kredsløbsledninger skal man være opmærksom på den "crosstalk", der indføres ved parallelle ledninger af signallinjer i nærheden. Crosstalk refererer til koblingsfænomenet mellem signallinjer, der ikke er direkte forbundet. Da højfrekvent signal transmitteres langs transmissionsledningen i form af elektromagnetiske bølger, vil signalledningen fungere som en antenne, og energien i det elektromagnetiske felt vil blive udsendt omkring transmissionsledningen. Kaldet crosstalk (Crosstalk). Parametrene for PCB-laget, afstanden mellem signallinjerne, de elektriske egenskaber ved den drivende ende og den modtagende ende, og afslutningsmetoden for signallinjerne har alle en vis indflydelse på krydstalen. For at reducere krydstalen af højfrekvente signaler er det derfor nødvendigt at gøre følgende så meget som muligt ved ledninger:
Under forudsætning af at ledningsrummet tillader det, skal du indsætte en jordledning eller et grundplan mellem de to linjer med alvorlig krydstale, som kan spille rollen som isolering og reducere krydstale.
Når der er et tidsvarierende elektromagnetisk felt i rummet omkring signallinjen, hvis parallel fordeling ikke kan undgås, kan et stort område af "jord" arrangeres på den modsatte side af den parallelle signallinje for i høj grad at reducere interferensen.
Under den forudsætning, at ledningsrummet tillader det, skal du øge afstanden mellem tilstødende signallinjer, reducere signallinjernes parallelle længde og forsøge at gøre urlinjen vinkelret på nøglesignallinjerne i stedet for parallelle.
Hvis parallelle spor i samme lag er næsten uundgåelige, i to tilstødende lag, skal sporretningen være vinkelret på hinanden.
I digitale kredsløb er de sædvanlige ursignaler signaler med hurtige kantændringer, og den eksterne krydstale er stor. Derfor skal urlinjen i designet være omgivet af en jordledning, og der skal laves flere jordtrådshuller for at reducere den distribuerede kapacitans og dermed reducere krydstalen.
For højfrekvente signalure skal du prøve at bruge lavspændingsdifferentielle ursignaler og pakke jorden, og du skal være opmærksom på integriteten af jordstansningen.
Suspender ikke den ubrugte indgangsterminal, men jord den eller tilslut den til strømforsyningen (strømforsyningen er også jordet i højfrekvent signalsløjfe), fordi den dinglende linje kan svare til den transmitterende antenne, og jordforbindelsen kan undertrykke emissionen. Praksis har vist, at eliminering af krydstale på denne måde undertiden kan være effektiv med det samme.
Den sjette foranstaltning, effektstiften på den integrerede kredsløbsblok (flerlags printkort) øger højfrekvent afkoblingskondensator
En højfrekvent afkoblingskondensator tilføjes nær strømforsyningsstiften for hver integreret kredsløbsblok. Tilføjelse af højfrekvente afkoblingskondensatorer på strømstifterne kan effektivt undertrykke interferens forårsaget af højfrekvente harmoniske på effektstifterne.
Den syvende foranstaltning, undgå sløjfen dannet af ledningerne
Alle former for højfrekvente signalspor bør ikke danne sløjfer så meget som muligt. Hvis det ikke kan undgås, skal sløjfeområdet holdes så lille som muligt.
Det ottende trick er at isolere jordledningen til det højfrekvente digitale signal og jordledningen til det analoge signal.
Når den analoge jordledning, den digitale jordledning osv. er forbundet til den offentlige jordledning, bør højfrekvente chokermagnetperler anvendes til tilslutning eller direkte isolering og enkeltpunktssammenkobling på et passende sted. Jordpotentialet i jordledningen til højfrekvente digitale signaler er generelt inkonsekvent, og der er ofte en vis spændingsforskel mellem de to. Desuden har jordledningen til højfrekvente digitale signaler ofte meget rige harmoniske komponenter af højfrekvente signaler. Når den digitale signaljordledning og den analoge signaljordledning er direkte forbundet, vil højfrekvenssignalets harmoniske interferens med det analoge signal gennem jordledningskoblingen. Under normale omstændigheder skal jordledningen til digitale højfrekvente signaler og jordledningen til analoge signaler derfor isoleres, som kan sammenkobles på et enkelt punkt på et passende sted eller sammenkobles med højfrekvente chokermagnetperler.
Den niende foranstaltning skal sikre god signalimpedansmatchning
I processen med signaloverførsel, når impedansen ikke stemmer overens, vil signalet afspejle signalet i transmissionskanalen, og refleksionen vil medføre, at det sammensatte signal danner en overskridelse, hvilket får signalet til at svinge nær logiktærsklen.
Den grundlæggende måde at eliminere refleksion på er at gøre impedansen af transmissionssignalet godt matchet. Da jo større forskellen mellem belastningsimpedansen og transmissionsledningens karakteristiske impedans er, desto større vil refleksionen være. Derfor bør signaltransmissionsledningens karakteristiske impedans gøres lig med belastningsimpedansen så meget som muligt. Samtidig skal det bemærkes, at transmissionsledningen på printkortet ikke kan have pludselige ændringer eller hjørner og forsøge at holde impedansen for hvert punkt i transmissionsledningen kontinuerlig, ellers vil der være refleksioner mellem transmissionsledningens segmenter.
Dette kræver, at følgende ledningsregler skal følges, når der udføres højhastigheds-PCB-ledninger:
USB-ledningsregler. Differentielle spor til USB-signaler er påkrævet med en linjebredde på 10 mils, en linjeafstand på 6 mils og en afstand på 6 mil mellem jord- og signallinjer.
HDMI-ledningsregler. HDMI-signaldifferentielt spor er påkrævet, linjebredden er 10mil, linjeafstanden er 6mil, og afstanden mellem hver to HDMI-differentielle signalpar overstiger 20mil.
LVDS ledningsregler. LVDS-signaldifferentielle spor er påkrævet med en linjebredde på 7mil og en linjeafstand på 6mil. Formålet er at styre HDMI's differentielle signalparimpedans til at være 100 + -15% ohm
DDR-routingregler. DDR1-ledninger kræver, at signaler ikke passerer gennem huller så meget som muligt, signallinjerne har samme bredde, og linjerne er lige langt. Ledningerne skal opfylde 2W-princippet for at reducere krydstale mellem signaler. For højhastighedsenheder af DDR2 og derover kræves der også højfrekvente data. Linjens længde er lig med for at sikre, at signalet matcher impedansen.
Det tiende trick er at opretholde integriteten af signaloverførslen og forhindre "ground bounce fænomenet" forårsaget af adskillelsen af jordledningen.