1. Загальна практика
Під час проектування друкованої плати, щоб зробити конструкцію високочастотної плати більш розумною та покращити захист від перешкод, слід враховувати такі аспекти:
(1) Розумний вибір шарів. Під час трасування високочастотних друкованих плат у конструкції друкованих плат внутрішня площина посередині використовується як шар живлення та заземлення, що може відігравати роль екранування, ефективно зменшувати паразитну індуктивність, скорочувати довжину сигнальних ліній та зменшувати перехресні перешкоди між сигналами.
(2) Режим трасування Режим трасування має відповідати повороту під кутом 45° або дуговому повороту, що може зменшити випромінювання високочастотного сигналу та взаємний зв'язок.
(3) Довжина кабелю Чим коротша довжина кабелю, тим краще. Чим коротша паралельна відстань між двома проводами, тим краще.
(4) Кількість наскрізних отворів. Чим менше наскрізних отворів, тим краще.
(5) Напрямок міжшарового з’єднання Напрямок міжшарового з’єднання має бути вертикальним, тобто верхній шар — горизонтальним, нижній — вертикальним, щоб зменшити інтерференцію між сигналами.
(6) Мідне покриття, посилене заземлення, може зменшити перешкоди між сигналами.
(7) Включення важливої обробки сигнальної лінії може значно покращити здатність сигналу до перешкод, звичайно, також може бути включена обробка джерела перешкод, щоб він не заважав іншим сигналам.
(8) Сигнальні кабелі не прокладають сигнали в петлях. Прокладайте сигнали в режимі ланцюжкового з'єднання.
2. Пріоритет проводки
Пріоритет ключових сигнальних ліній: аналоговий малий сигнал, високошвидкісний сигнал, сигнал тактової частоти та сигнал синхронізації, а також пріоритетна проводка інших ключових сигналів
Принцип «щільність понад усе»: Починайте підключення з найскладніших з'єднань на платі. Починайте підключення з найщільнішої ділянки плати.
Варто зазначити:
A. Намагайтеся забезпечити спеціальний шар проводки для ключових сигналів, таких як тактові сигнали, високочастотні сигнали та чутливі сигнали, та забезпечити мінімальну площу петлі. За необхідності слід використовувати ручне пріоритетне підключення, екранування та збільшення безпечної відстані. Забезпечте якість сигналу.
b. ЕМС-середовище між силовим шаром та землею погане, тому слід уникати сигналів, чутливих до перешкод.
c. Мережа з вимогами до контролю імпедансу повинна бути прокладена якомога ширше відповідно до вимог щодо довжини та ширини лінії.
3, проводка годинника
Лінія тактової частоти є одним з найбільших факторів, що впливають на електромагнітну сумісність. Робіть менше отворів у лінії тактової частоти, уникайте перетину з іншими сигнальними лініями якомога далі та тримайтеся подалі від загальних сигнальних ліній, щоб уникнути перешкод між сигнальними лініями. Водночас слід уникати підключення джерела живлення до плати, щоб запобігти перешкодам між джерелом живлення та тактовою частотою.
Якщо на платі є спеціальний чіп тактового генератора, його не можна розміщувати під лінією, а слід прокладати під мідним проводом, за потреби також можна спеціально розмістити його на місці. Для багатьох опорних кварцових генераторів, ці кварцові генератори не повинні розміщуватися під лінією, щоб прокласти мідну ізоляцію.
4. Лінія під прямим кутом
Зазвичай, щоб уникнути ситуації, що виникає під час підключення друкованих плат, потрібне прокладання кабелів під прямим кутом, і це стало майже одним зі стандартів для вимірювання якості проводки. Тож наскільки вплив матиме прокладання кабелів під прямим кутом на передачу сигналу? В принципі, прокладання під прямим кутом призведе до зміни ширини лінії передачі, що призведе до розриву імпедансу. Фактично, не лише прокладання під прямим кутом, гострокутове прокладання та прокладання під гострим кутом може спричинити зміни імпедансу.
Вплив прямокутної трасування на сигнал головним чином відображається у трьох аспектах:
По-перше, кут може бути еквівалентним ємнісному навантаженню на лінії передачі, уповільнюючи час наростання;
По-друге, розрив імпедансу спричинить відбиття сигналу;
По-третє, електромагнітні перешкоди, що створюються прямим кутовим наконечником.
5. Гострий кут
(1) Для струму високої частоти, коли точка повороту дроту має прямий або навіть гострий кут, поблизу кута, щільність магнітного потоку та напруженість електричного поля відносно високі, випромінюватиме сильну електромагнітну хвилю, а індуктивність тут буде відносно великою, індуктивність буде більшою, ніж при тупому або заокругленому куті.
(2) Для шинної проводки цифрової схеми кут проводки тупий або заокруглений, площа проводки відносно невелика. За тих самих умов міжрядкового інтервалу загальний міжрядковий інтервал займає в 0,3 раза меншу ширину, ніж прямий кут повороту.
6. Диференціальна маршрутизація
Див. Диференціальне з'єднання та узгодження імпедансу
Диференціальний сигнал дедалі ширше використовується в проектуванні високошвидкісних схем, оскільки найважливіші сигнали в схемах завжди використовують диференціальну структуру. Визначення: Простими словами це означає, що драйвер надсилає два еквівалентні інвертовані сигнали, а приймач визначає, чи є логічний стан «0» чи «1», порівнюючи різницю між двома напругами. Пара, що несе диференціальний сигнал, називається диференціальною маршрутизацією.
Порівняно зі звичайною односторонньою маршрутизацією сигналу, диференціальний сигнал має найбільш очевидні переваги в наступних трьох аспектах:
a. Сильна здатність запобігати перешкодам, оскільки зв'язок між двома диференціальними проводами дуже хороший, коли є зовнішні шумові перешкоди, вони майже одночасно пов'язані з двома лініями, і приймач звертає увагу лише на різницю між двома сигналами, тому синфазний шум ззовні може бути повністю усунений.
b. може ефективно пригнічувати електромагнітні перешкоди. Аналогічно, оскільки полярність двох сигналів протилежна, електромагнітні поля, що випромінюються ними, можуть взаємно компенсувати одне одного. Чим ближчий зв'язок, тим менше електромагнітної енергії вивільняється у зовнішній світ.
c. Точне позиціонування синхронізації. Оскільки зміни перемикання диференціальних сигналів розташовані на перетині двох сигналів, на відміну від звичайних односторонніх сигналів, які залежать від високої та низької порогової напруги, вплив технології та температури невеликий, що може зменшити похибки синхронізації та більше підходить для схем із сигналами низької амплітуди. LVDS (низьковольтна диференціальна сигналізація), яка є популярною в даний час, стосується цієї технології диференціальної сигналізації з малою амплітудою.
Для інженерів з друкованих плат найважливіше — забезпечити повне використання переваг диференціальної траси у фактичній трасі. Можливо, за умови, що фахівці з макетування зрозуміють загальні вимоги диференціальної траси, тобто «рівна довжина, однакова відстань».
Рівна довжина забезпечує постійну протилежну полярність двох диференціальних сигналів та зменшує синфазну складову. Рівновіддаленість головним чином забезпечує стабільність диференціального імпедансу та зменшує відбиття. «Якомога ближче» іноді є вимогою для диференціального трасування.
7. Зміїна лінія
Серпантинова лінія – це вид розводки, який часто використовується в розводці. Її головне призначення – регулювання затримки та задоволення вимог проектування системного синхронізації. Перше, що повинні усвідомити проектувальники, це те, що змієподібні дроти можуть погіршити якість сигналу та змінити затримку передачі, тому їх слід уникати під час підключення. Однак у реальному проектуванні, щоб забезпечити достатній час утримання сигналів або зменшити часовий зсув між однією групою сигналів, часто необхідно навмисно використовувати намотування.
Варто зазначити:
Пари диференціальних сигнальних ліній, як правило, паралельні лінії, якомога менше проходять через отвір, повинні бути пробиті, повинні бути двома лініями разом, щоб досягти узгодження імпедансу.
Групу шин з однаковими атрибутами слід прокладати поруч якомога далі, щоб досягти однакової довжини. Отвір, що веде від контактної площадки, знаходиться якомога далі від неї.
Час публікації: 05 липня 2023 р.
