1. Thực hành tổng quát
Trong thiết kế PCB, để thiết kế bảng mạch tần số cao hợp lý hơn, hiệu suất chống nhiễu tốt hơn, cần xem xét các khía cạnh sau:
(1) Lựa chọn các lớp hợp lý Khi định tuyến các bảng mạch tần số cao trong thiết kế PCB, mặt phẳng bên trong ở giữa được sử dụng làm lớp nguồn và mặt đất, có thể đóng vai trò che chắn, giảm độ tự cảm ký sinh một cách hiệu quả, rút ngắn chiều dài của đường tín hiệu và giảm nhiễu chéo giữa các tín hiệu.
(2) Chế độ định tuyến Chế độ định tuyến phải phù hợp với góc quay 45° hoặc quay vòng cung, điều này có thể làm giảm sự phát xạ tín hiệu tần số cao và khớp nối lẫn nhau.
(3) Chiều dài cáp Chiều dài cáp càng ngắn thì càng tốt. Khoảng cách song song giữa hai dây càng ngắn thì càng tốt.
(4) Số lượng lỗ xuyên Số lượng lỗ xuyên càng ít thì càng tốt.
(5) Hướng đi dây giữa các lớp Hướng của dây giữa các lớp phải thẳng đứng, nghĩa là lớp trên cùng nằm ngang, lớp dưới cùng thẳng đứng, để giảm nhiễu giữa các tín hiệu.
(6) Lớp phủ đồng tăng lớp phủ đồng nối đất có thể làm giảm nhiễu giữa các tín hiệu.
(7) Việc bao gồm xử lý đường tín hiệu quan trọng có thể cải thiện đáng kể khả năng chống nhiễu của tín hiệu, tất nhiên, cũng có thể bao gồm việc xử lý nguồn nhiễu để nó không thể can thiệp vào các tín hiệu khác.
(8)Cáp tín hiệu không định tuyến tín hiệu theo vòng. Định tuyến tín hiệu ở chế độ chuỗi Daisy.
2. Ưu tiên nối dây
Ưu tiên đường tín hiệu chính: tín hiệu nhỏ tương tự, tín hiệu tốc độ cao, tín hiệu đồng hồ và tín hiệu đồng bộ hóa và các tín hiệu chính khác ưu tiên nối dây
Nguyên tắc mật độ đầu tiên: Bắt đầu nối dây từ các kết nối phức tạp nhất trên bo mạch. Bắt đầu nối dây từ khu vực có mật độ dây cao nhất trên bo mạch
Những điểm cần lưu ý:
A. Cố gắng cung cấp một lớp nối dây đặc biệt cho các tín hiệu chính như tín hiệu đồng hồ, tín hiệu tần số cao và tín hiệu nhạy cảm, đồng thời đảm bảo diện tích vòng lặp tối thiểu. Nếu cần thiết, nên áp dụng hệ thống dây điện ưu tiên thủ công, che chắn và tăng khoảng cách an toàn. Đảm bảo chất lượng tín hiệu.
b. Môi trường EMC giữa lớp nguồn và mặt đất kém nên cần tránh các tín hiệu nhạy cảm với nhiễu.
c. Mạng có yêu cầu kiểm soát trở kháng phải được nối dây càng xa càng tốt theo yêu cầu về chiều dài đường dây và chiều rộng đường dây.
3, dây đồng hồ
Đường xung nhịp là một trong những yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến EMC. Tạo ít lỗ hơn trên đường đồng hồ, tránh đi với các đường tín hiệu khác càng xa càng tốt và tránh xa các đường tín hiệu chung để tránh nhiễu vào các đường tín hiệu. Đồng thời, nên tránh nguồn điện trên bo mạch để tránh nhiễu giữa nguồn điện và đồng hồ.
Nếu trên bo mạch có chip đồng hồ đặc biệt thì không thể đi dưới vạch, nên đặt dưới lớp đồng, nếu cần, cũng có thể đặc biệt cho đất của nó. Đối với nhiều bộ tạo dao động tinh thể tham chiếu chip, các bộ tạo dao động tinh thể này không nên nằm dưới đường dây, để cách ly đồng.
4. Đường thẳng vuông góc
Cáp góc vuông thường được yêu cầu để tránh tình trạng xảy ra trong hệ thống dây PCB và gần như đã trở thành một trong những tiêu chuẩn để đo lường chất lượng của hệ thống dây điện, vậy cáp góc vuông sẽ có tác động như thế nào đến việc truyền tín hiệu? Về nguyên tắc, định tuyến góc vuông sẽ làm cho độ rộng đường truyền của đường truyền thay đổi, dẫn đến mất liên tục trở kháng. Trong thực tế, không chỉ định tuyến Góc phải, Định tuyến Góc tấn, Định tuyến Góc cấp tính có thể gây ra thay đổi trở kháng.
Ảnh hưởng của định tuyến góc phải đến tín hiệu chủ yếu được phản ánh ở ba khía cạnh:
Đầu tiên, góc có thể tương đương với tải điện dung trên đường dây, làm chậm thời gian tăng;
Thứ hai, sự gián đoạn trở kháng sẽ gây ra phản xạ tín hiệu;
Thứ ba, EMI được tạo ra bởi đầu Góc bên phải.
5. Góc nhọn
(1) Đối với dòng điện tần số cao, khi điểm rẽ của dây có góc vuông hoặc thậm chí là góc nhọn, ở gần góc, mật độ từ thông và cường độ điện trường tương đối cao sẽ phát ra sóng điện từ mạnh và độ tự cảm ở đây sẽ tương đối lớn, góc quy nạp sẽ lớn hơn Góc tù hoặc Góc tròn.
(2) Đối với hệ thống dây bus của mạch kỹ thuật số, góc nối dây bị tù hoặc tròn, diện tích của hệ thống dây điện tương đối nhỏ. Trong cùng điều kiện giãn cách dòng, tổng khoảng cách dòng chiếm ít hơn 0,3 lần chiều rộng so với góc rẽ phải.
6. Định tuyến vi sai
Cf. Đấu dây vi sai và kết hợp trở kháng
Tín hiệu vi phân được sử dụng ngày càng rộng rãi trong việc thiết kế các mạch tốc độ cao, bởi vì hầu hết các tín hiệu quan trọng trong mạch luôn sử dụng cấu trúc vi phân. Định nghĩa: Trong tiếng Anh đơn giản, điều đó có nghĩa là trình điều khiển gửi hai tín hiệu đảo ngược tương đương và bộ thu xác định xem trạng thái logic là “0” hay “1” bằng cách so sánh sự khác biệt giữa hai điện áp. Cặp mang tín hiệu vi sai được gọi là định tuyến vi sai.
So với định tuyến tín hiệu một đầu thông thường, tín hiệu vi sai có những ưu điểm rõ ràng nhất ở ba khía cạnh sau:
Một. Khả năng chống nhiễu mạnh, do khả năng ghép nối giữa 2 dây vi sai rất tốt nên khi có nhiễu từ bên ngoài vào gần như được ghép vào 2 dây cùng lúc, còn đầu thu chỉ quan tâm đến độ chênh lệch giữa 2 dây đó. hai tín hiệu, do đó nhiễu chế độ chung từ bên ngoài có thể được loại bỏ hoàn toàn.
b. có thể ức chế hiệu quả EMI. Tương tự, vì cực tính của hai tín hiệu ngược nhau nên trường điện từ do chúng tỏa ra có thể triệt tiêu lẫn nhau. Khớp nối càng gần thì năng lượng điện từ tỏa ra thế giới bên ngoài càng ít.
c. Định vị thời gian chính xác. Do sự thay đổi chuyển mạch của tín hiệu vi sai nằm ở điểm giao nhau của hai tín hiệu, không giống như các tín hiệu một đầu thông thường phụ thuộc vào điện áp ngưỡng cao và thấp, tác động của công nghệ và nhiệt độ là nhỏ, có thể làm giảm sai sót về thời gian và hơn thế nữa. thích hợp cho các mạch có tín hiệu biên độ thấp. LVDS (tín hiệu vi sai điện áp thấp), phổ biến hiện nay, đề cập đến công nghệ tín hiệu vi sai biên độ nhỏ này.
Đối với các kỹ sư PCB, điều quan trọng nhất là đảm bảo rằng những ưu điểm của định tuyến vi phân có thể được tận dụng tối đa trong quá trình định tuyến thực tế. Có lẽ chỉ cần tiếp xúc với Layout người ta sẽ hiểu được yêu cầu chung của định tuyến vi sai, tức là “độ dài bằng nhau, khoảng cách bằng nhau”.
Độ dài bằng nhau nhằm đảm bảo rằng hai tín hiệu vi sai luôn duy trì cực tính ngược nhau và giảm thành phần chế độ chung. Khoảng cách đều nhau chủ yếu là để đảm bảo rằng trở kháng chênh lệch là nhất quán và giảm phản xạ. “Càng gần càng tốt” đôi khi là yêu cầu đối với định tuyến vi sai.
7. Đường rắn
Đường Serpentine là một loại Layout thường được sử dụng trong bố cục. Mục đích chính của nó là điều chỉnh độ trễ và đáp ứng các yêu cầu về thiết kế thời gian của hệ thống. Điều đầu tiên các nhà thiết kế cần nhận ra là những sợi dây giống như con rắn có thể phá hủy chất lượng tín hiệu và thay đổi độ trễ truyền dẫn, điều này cần tránh khi nối dây. Tuy nhiên, trong thiết kế thực tế, để đảm bảo đủ thời gian giữ tín hiệu, hoặc để giảm độ lệch thời gian giữa cùng một nhóm tín hiệu, người ta thường phải cuộn dây có chủ ý.
Những điểm cần lưu ý:
Các cặp đường tín hiệu vi sai, nói chung là các đường song song, càng ít xuyên qua lỗ càng tốt, phải được đục lỗ, phải là hai đường với nhau để đạt được sự phối hợp trở kháng.
Một nhóm xe buýt có cùng thuộc tính nên được định tuyến cạnh nhau càng xa càng tốt để đạt được chiều dài bằng nhau. Lỗ dẫn từ miếng vá càng xa miếng đệm càng tốt.
Thời gian đăng: Jul-05-2023
