Kui digitaalse loogikaahela sagedus jõuab 45MHZ ~ 50MHZ-ni või ületab seda sagedust ja selle sageduse kohal töötav ahel on moodustanud kogu elektroonilise süsteemi teatud koguse (näiteks 1/3), nimetatakse seda tavaliselt kõrgsageduslikuks ahelaks (mitmekihiline ahel). plaat). Kõrgsagedusliku trükkplaadi disain on väga keeruline disainiprotsess ja selle juhtmestik on kogu disaini jaoks kriitilise tähtsusega!
Esimene käik, kõrge mitmekihiline trükkplaadi juhtmestik
Kõrgsageduslikel ahelatel on sageli suur integratsioon ja suur juhtmestiku tihedus. Mitmekihiliste trükkplaatide kasutamine ei ole vajalik mitte ainult juhtmestiku jaoks, vaid ka tõhus vahend häirete vähendamiseks. PCB paigutuse etapis on mõistlikult valitud teatud arvu kihtidega trükkplaadi suurus ja vahekihti saab täielikult kasutada varjestuse seadmiseks, et paremini realiseerida lähimat maandust ja vähendada tõhusalt parasiitset induktiivsust ja lühendada signaali ülekande pikkust ning samal ajal, signaali risthäirete suur amplituudi vähendamine jne, kõik need meetodid on kasulikud kõrgsageduslike ahelate usaldusväärsusele. Mõned andmed näitavad, et sama materjali kasutamisel on neljakihilise plaadi (mitmekihilise trükkplaadi) müra 20 dB madalam kui kahepoolsel plaadil. Kuid samal ajal on ka probleem. Mida suurem on trükkplaadi poolkihiline arv, seda keerulisem on tootmisprotsess ja seda suurem on ühiku maksumus. See nõuab, et valiksime PCB paigutuse läbiviimisel sobiva arvu kihtidega trükkplaadi. Mõistlik komponentide paigutuse planeerimine ja kasutage kujunduse lõpuleviimiseks õigeid juhtmestiku reegleid.
Teine meede, mida vähem plii painutab kiirete elektroonikaseadmete tihvtide vahel, seda parem
Kõrgsagedusliku vooluahela juhtmestiku juhtmed on eelistatavalt kõik sirgjooned ja neid tuleb pöörata. Neid saab pöörata 45-kraadiste katkiste joonte või kaarega. Seda nõuet kasutatakse ainult vaskfooliumi kinnitustugevuse parandamiseks madala sagedusega ahelas, samas kui kõrgsagedusahelas on see nõue täidetud. Nõue võib vähendada kõrgsageduslike signaalide välist emissiooni ja vastastikust sidumist.
Kolmas meede, mida vähem on kõrgsagedusliku ahela seadme tihvtide vahelised pliikihid, seda parem
Nn "mida vähem on juhtmete vahekihtide vaheldumine, seda parem" tähendab, et mida vähem viasid (Via) kasutatakse komponentide ühendamise protsessis, seda parem. Külje sõnul võib PCB via tuua umbes 0,5pF hajutatud mahtuvust ja viatide arvu vähendamine võib oluliselt parandada kiirust ja vähendada andmevigade võimalust.
Neljas meede, mida lühem on juhtlõng kõrgsagedusliku ahela (mitmekihilise trükkplaadi) seadme tihvtide vahel, seda parem
Signaali kiirgusintensiivsus on proportsionaalne signaalijoone jälgipikkusega. Mida pikem on kõrgsagedusliku signaali juhtlõng, seda lihtsam on siduda selle lähedal olevate komponentidega. Seetõttu peavad signaalid, nagu kellad, kristallostsillaatorid, DDR-andmed, kõrgsageduslikud signaaliliinid, nagu LVDS-liinid, USB-liinid ja HDMI-liinid, olema võimalikult lühikesed.
Viies trikk, pöörake tähelepanu "crosstalk", mida tutvustab signaaliliini paralleelne juhtmestik lähedal
Kõrgsageduslikus vooluahela juhtmestikus tuleks tähelepanu pöörata "crosstalkile", mida tutvustab signaaliliinide paralleeljuhtmed vahetus läheduses. Crosstalk viitab sidumisnähtusele signaaliliinide vahel, mis ei ole otseselt ühendatud. Kuna kõrgsageduslik signaal edastatakse mööda ülekandeliini elektromagnetlainete kujul, toimib signaaliliin antennina ja elektromagnetvälja energia eraldub ülekandejoone ümber. Nimega crosstalk (Crosstalk). PCB kihi parameetrid, signaaliliinide vahekaugus, sõiduotsa ja vastuvõtva otsa elektrilised omadused ning signaaliliinide lõpetamise meetod avaldavad risttalkile teatud mõju. Seetõttu on kõrgsageduslike signaalide ristlõike vähendamiseks vaja juhtmestikus teha nii palju kui võimalik järgmist:
Tingimusel, et juhtmestik võimaldab, sisestage maapinna traat või maapind kahe tõsise ristlõikega joone vahele, mis võib mängida isolatsiooni rolli ja vähendada ristlõike.
Kui signaalijoone ümbritsevas ruumis on ajas muutuv elektromagnetväli, kui paralleelset jaotust ei ole võimalik vältida, saab paralleelse signaalijoone vastasküljele paigutada suure "maapinna" ala, et häireid oluliselt vähendada.
Eeldusel, et juhtmestik võimaldab, suurendage külgnevate signaaliliinide vahelist kaugust, vähendage signaaliliinide paralleelset pikkust ja proovige muuta taktjoon paralleelide asemel võtmesignaalide joontega risti.
Kui paralleelsed jäljed samas kihis on peaaegu vältimatud, peab kahes külgnevas kihis jälgede suund olema üksteisega risti.
Digitaalsetes ahelates on tavalised kellasignaalid signaalid, millel on kiired servamuutused, ja väline ristlõige on suur. Seetõttu tuleks konstruktsioonis kellajoont ümbritseda maapealse traadiga ja hajutatud mahtuvuse vähendamiseks ja seega ristlõike vähendamiseks tuleks teha rohkem jahvatatud traadi auke.
Kõrgsageduslike signaalikellade puhul proovige kasutada madalpinge diferentsiaalkella signaale ja mähkida maapinda ning peate pöörama tähelepanu maapinna mulgustamise terviklikkusele.
Ärge peatage kasutamata sisendterminali, vaid maandage see või ühendage see toiteallikaga (toiteallikas on maandatud ka kõrgsageduslikus signaaliahelas), sest rippuv joon võib olla samaväärne edastava antenniga ja maandus võib emissiooni pärssida. Praktika on tõestanud, et ristlõike kõrvaldamine sellisel viisil võib mõnikord olla kohe tõhus.
Kuues meede, integraallülituse ploki toitenõel (mitmekihiline trükkplaat), suurendab kõrgsageduslikku lahtisiduvat kondensaatorit
Iga integraallülituse ploki toitenõela lähedusse lisatakse kõrgsageduslik lahtisiduv kondensaator. Kõrgsageduslike lahtisiduvate kondensaatorite lisamine toitenõeltele võib tõhusalt pärssida toitenõelte kõrgsageduslike harmooniliste häirete põhjustatud häireid.
Seitsmes meede, vältige juhtmestiku moodustatud silmust
Igasugused kõrgsageduslikud signaalijäljed ei tohiks moodustada silmuseid nii palju kui võimalik. Kui seda ei ole võimalik vältida, tuleb silmuspiirkonda hoida võimalikult väikesena.
Kaheksas trikk on isoleerida kõrgsagedusliku digitaalsignaali maatraat ja analoogsignaali maatraat.
Kui analoogne maapealne traat, digitaalne maatraat jne on ühendatud avaliku maapealse traadiga, tuleks kõrgsageduslikke õhuklappide magnethelmeid kasutada ühendamiseks või otseseks isoleerimiseks ja ühepunktiliseks ühendamiseks sobivas kohas. Kõrgsageduslike digitaalsete signaalide maapealse traadi maapotentsiaal on üldiselt vastuoluline ja nende kahe vahel on sageli teatud pinge erinevus. Veelgi enam, kõrgsageduslike digitaalsete signaalide maapealsel traadil on sageli väga rikkalikud kõrgsageduslike signaalide harmoonilised komponendid. Kui digitaalsignaali maajuhe ja analoogsignaali maajuhe on otseselt ühendatud, segavad kõrgsagedussignaali harmooniad analoogsignaali läbi maapealse traadi ühendamise. Seetõttu tuleb tavaolukorras isoleerida kõrgsageduslike digitaalsignaalide maatraat ja analoogsignaalide maatraat, mida saab ühendada ühes punktis sobivas kohas või ühendada kõrgsageduslike õhuklappide magnethelmestega.
Üheksas meede peab tagama hea signaalitakistuse vastavuse
Signaali edastamise protsessis, kui impedants ei vasta, peegeldab signaal signaali ülekandekanalis ja peegeldus põhjustab liitsignaali ületamise, põhjustades signaali kõikumise loogikaläve lähedal.
Põhiline viis peegelduse kõrvaldamiseks on muuta ülekandesignaali takistus hästi sobitatuks. Kuna mida suurem on erinevus koormuse takistuse ja ülekandeliini iseloomuliku takistuse vahel, seda suurem on peegeldus. Seetõttu tuleks signaali ülekandeliini iseloomulik takistus muuta koormuse takistusega võrdseks nii palju kui võimalik. Samal ajal tuleb märkida, et trükkplaadi ülekandeliinil ei saa olla äkilisi muutusi ega nurki ning püüda hoida ülekandeliini iga punkti takistust pidevana, vastasel juhul tekivad ülekandeliini segmentide vahel peegeldused.
See nõuab, et kiire PCB juhtmestiku läbiviimisel järgitaks järgmisi juhtmestiku reegleid:
USB juhtmestiku reeglid. USB-signaalide jaoks on vaja diferentsiaaljälgi, mille joone laius on 10 miljonit, liinivahe 6 mils ja 6 mil maapinna ja signaaliliinide vahel.
HDMI juhtmestiku reeglid. Hdmi signaali diferentsiaali jälg on vajalik, joone laius on 10 miili, joonevahe on 6mil ja iga kahe HDMI diferentsiaalsignaali paari vaheline ületab 20 miili.
LVDS juhtmestiku reeglid. LVDS-signaali diferentsiaaljäljed on vajalikud, joone laiusega 7 miljonit ja joonevahega 6 miljonit. Eesmärk on kontrollida HDMI diferentsiaalsignaali paari takistust 100 +-15% oomiks
DDR-i marsruutimisreeglid. DDR1 juhtmestik nõuab, et signaalid ei läbiks auke nii palju kui võimalik, signaalijooned on võrdse laiusega ja jooned on võrdsed. Juhtmestik peab vastama 2W põhimõttele, et vähendada signaalide vahelist ristumist. DDR2 ja uuemate kiirete seadmete puhul on vaja ka kõrgsageduslikke andmeid. Liini pikkus on võrdne, et tagada signaali takistuse vastavus.
Kümnes trikk on säilitada signaali edastamise terviklikkus ja vältida maapinna traadi eraldamisest põhjustatud "maapinna põrke nähtust".