1. Medicina general
En el diseño de PCB, para que el diseño de la placa de circuito de alta frecuencia sea más razonable y tenga un mejor rendimiento antiinterferente, se deben considerar los siguientes aspectos:
(1) Selección razonable de capas Al enrutar placas de circuitos de alta frecuencia en el diseño de PCB, el plano interno en el medio se utiliza como capa de energía y tierra, que puede desempeñar un papel de protección, reducir efectivamente la inductancia parásita, acortar la longitud de las líneas de señal y reducir la interferencia cruzada entre señales.
(2) Modo de enrutamiento El modo de enrutamiento debe cumplir con un giro de ángulo de 45° o un giro de arco, lo que puede reducir la emisión de señales de alta frecuencia y el acoplamiento mutuo.
(3) Longitud del cable: Cuanto menor sea la longitud del cable, mejor. Cuanto menor sea la distancia paralela entre dos cables, mejor.
(4) Número de orificios pasantes Cuanto menor sea el número de orificios pasantes, mejor.
(5) Dirección del cableado entre capas La dirección del cableado entre capas debe ser vertical, es decir, la capa superior es horizontal y la capa inferior es vertical, para reducir la interferencia entre señales.
(6) Recubrimiento de cobre: un mayor recubrimiento de cobre con conexión a tierra puede reducir la interferencia entre señales.
(7) La inclusión del importante procesamiento de la línea de señal, puede mejorar significativamente la capacidad antiinterferente de la señal, por supuesto, también puede ser la inclusión del procesamiento de la fuente de interferencia, de modo que no pueda interferir con otras señales.
(8) Los cables de señal no enrutan las señales en bucles. Enrutan las señales en modo de conexión en cadena.
2. Prioridad de cableado
Prioridad de línea de señal clave: cableado de prioridad de señal pequeña analógica, señal de alta velocidad, señal de reloj y señal de sincronización y otras señales clave
Principio de densidad: Comience a cablear desde las conexiones más complejas de la placa. Comience a cablear desde la zona con mayor densidad de cableado.
Puntos a tener en cuenta:
A. Intente proporcionar una capa de cableado especial para señales clave, como señales de reloj, señales de alta frecuencia y señales sensibles, y garantice un área de bucle mínima. De ser necesario, se debe adoptar un cableado prioritario manual, blindaje y mayor distancia de seguridad. Asegúrese de la calidad de la señal.
b. El entorno EMC entre la capa de energía y tierra es deficiente, por lo que se deben evitar las señales sensibles a las interferencias.
c. La red con requisitos de control de impedancia debe cablearse lo más lejos posible de acuerdo con los requisitos de longitud y ancho de línea.
3, cableado del reloj
La línea de reloj es uno de los factores que más afectan la EMC. Reduzca la cantidad de agujeros en la línea de reloj, evite en lo posible el contacto con otras líneas de señal y manténgase alejado de las líneas de señal generales para evitar interferencias. Asimismo, evite la fuente de alimentación de la placa para evitar interferencias entre esta y el reloj.
Si la placa tiene un chip de reloj especial, no debe instalarse debajo de la línea; debe instalarse debajo del cobre. Si es necesario, también puede instalarse una conexión especial. Muchos osciladores de cristal de referencia no deben instalarse debajo de la línea, sino que deben aislarse con cobre.
4. Línea en ángulos rectos
El cableado en ángulo recto generalmente se requiere para evitar este problema en el cableado de PCB, y prácticamente se ha convertido en uno de los estándares para medir la calidad del cableado. Entonces, ¿qué impacto tendrá el cableado en ángulo recto en la transmisión de la señal? En principio, el cableado en ángulo recto provocará cambios en el ancho de la línea de transmisión, lo que resulta en una discontinuidad de impedancia. De hecho, no solo el cableado en ángulo recto, en ángulo ton y en ángulo agudo puede causar cambios de impedancia.
La influencia del enrutamiento en ángulo recto en la señal se refleja principalmente en tres aspectos:
En primer lugar, la esquina puede ser equivalente a la carga capacitiva en la línea de transmisión, lo que ralentiza el tiempo de subida;
En segundo lugar, la discontinuidad de impedancia provocará reflexión de la señal;
En tercer lugar, la EMI producida por la punta en ángulo recto.
5. Ángulo agudo
(1) Para la corriente de alta frecuencia, cuando el punto de giro del cable presenta un ángulo recto o incluso un ángulo agudo, cerca de la esquina, la densidad de flujo magnético y la intensidad del campo eléctrico son relativamente altas, radiarán una onda electromagnética fuerte y la inductancia aquí será relativamente grande, el inductivo será mayor que el ángulo obtuso o el ángulo redondeado.
(2) En el cableado de bus del circuito digital, la esquina del cableado es obtusa o redondeada, con un área de cableado relativamente pequeña. Con el mismo interlineado, el interlineado total ocupa 0,3 veces menos ancho que con un giro en ángulo recto.
6. Enrutamiento diferencial
Cf. Cableado diferencial y adaptación de impedancia
La señal diferencial se utiliza cada vez más en el diseño de circuitos de alta velocidad, ya que las señales más importantes de los circuitos siempre utilizan una estructura diferencial. Definición: En términos sencillos, significa que el controlador envía dos señales inversoras equivalentes, y el receptor determina si el estado lógico es "0" o "1" comparando la diferencia entre los dos voltajes. El par que transporta la señal diferencial se denomina enrutamiento diferencial.
En comparación con el enrutamiento de señal de un solo extremo ordinario, la señal diferencial tiene las ventajas más obvias en los siguientes tres aspectos:
a. Gran capacidad antiinterferente, ya que el acoplamiento entre los dos cables diferenciales es muy bueno. Ante interferencias externas, se acoplan prácticamente a ambas líneas simultáneamente, y el receptor solo detecta la diferencia entre las dos señales, eliminando así por completo el ruido de modo común externo.
b. Puede inhibir eficazmente la EMI. De igual manera, dado que la polaridad de dos señales es opuesta, los campos electromagnéticos que irradian pueden anularse mutuamente. Cuanto más estrecho sea el acoplamiento, menor será la energía electromagnética liberada al exterior.
c. Posicionamiento preciso de la temporización. Dado que los cambios de conmutación de las señales diferenciales se ubican en la intersección de dos señales, a diferencia de las señales unipolares comunes que dependen de umbrales de tensión altos y bajos, el impacto de la tecnología y la temperatura es mínimo, lo que reduce los errores de temporización y resulta más adecuado para circuitos con señales de baja amplitud. La LVDS (señalización diferencial de baja tensión), popular actualmente, se refiere a esta tecnología de señalización diferencial de pequeña amplitud.
Para los ingenieros de PCB, lo más importante es asegurar que las ventajas del enrutamiento diferencial se aprovechen al máximo en el proceso de enrutamiento. Quizás, si el contacto con el equipo de diseño comprende los requisitos generales del enrutamiento diferencial, es decir, "igual longitud, igual distancia".
La igual longitud garantiza que las dos señales diferenciales mantengan polaridad opuesta en todo momento y reduzcan la componente de modo común. La equidistancia se utiliza principalmente para asegurar que la impedancia diferencial sea constante y reducir la reflexión. En ocasiones, un requisito para el enrutamiento diferencial es que la distancia sea lo más cercana posible.
7. Línea de serpiente
La línea serpentina es un tipo de diseño que se utiliza frecuentemente en diseño. Su propósito principal es ajustar el retardo y cumplir con los requisitos del diseño de temporización del sistema. Lo primero que los diseñadores deben tener en cuenta es que los cables serpentinos pueden afectar la calidad de la señal y alterar el retardo de transmisión, por lo que deben evitarse durante el cableado. Sin embargo, en el diseño real, para garantizar un tiempo de retención suficiente de las señales o para reducir el desfase temporal entre el mismo grupo de señales, a menudo es necesario enrollarlos deliberadamente.
Puntos a tener en cuenta:
Se deben perforar pares de líneas de señal diferencial, generalmente líneas paralelas, lo menos posible a través del orificio, deben ser dos líneas juntas, para lograr la coincidencia de impedancia.
Un grupo de buses con las mismas características debe tenderse uno junto al otro, en la medida de lo posible, para lograr la misma longitud. El orificio que sale de la plataforma de conexión está lo más alejado posible de esta.
Hora de publicación: 05-jul-2023
