Wie man mit Leiterplattensignal umgeht, das die Trennlinie überschreitet

Im Prozess der Leiterplatte Design, Die Teilung der Leistungsebene oder die Teilung der Bodenebene führt zur unvollständigen Ebene, so dass wenn das Signal geroutet wird, ihre Bezugsebene erscheint von einer Leistungsebene zur anderen Leistungsebene. , Dieses Phänomen wird Signalquersegmentierung genannt. Die Querteilung spielt bei langsamen Signalen keine Rolle, aber in digitalen Hochgeschwindigkeits-Signalsystemen, Hochgeschwindigkeitssignale verwenden die Referenzebene als Rückweg, das ist der Rückweg. Wenn die Bezugsebene unvollständig ist, Es treten folgende nachteilige Wirkungen auf: Es wird dazu führen, dass die Impedanz der Spur unterbrochen wird; Es wird leicht Übersprechen zwischen Signalen verursachen; sie bewirkt Reflexionen zwischen Signalen; Vergrößern der aktuellen Schleifenfläche, Erhöhung Die Schleifeninduktivität macht die Ausgangswellenform leicht zu oszillieren; erhöht die Strahlungsstörung in den Raum, und wird leicht durch das Weltraummagnetfeld beeinflusst; erhöht die Möglichkeit der Magnetfeldkopplung mit anderen Schaltungen auf der Platine; Es bildet eine Gleichtaktstrahlungsquelle und erzeugt Gleichtaktstrahlung durch ein externes Kabel. Daher, Leiterplatte Das Routing sollte so nah wie möglich an einer Ebene sein und Kreuzspaltung vermeiden. Diese Bedingungen sind nur zulässig bei langsamen Signalleitungen, wenn sie quer über die Erdungsebene verteilt sein müssen oder nicht nahe an der Erdungsebene liegen können.

1. Umgang mit Quersegmentierung im Design

Wenn Quersegmentierung unweigerlich beim LeiterplattenDesign auftritt, wie geht man damit um? In diesem Fall muss die Segmentierung gepatcht werden, um einen kurzen Rückweg für das Signal bereitzustellen. Häufige Verarbeitungsmethoden umfassen das Hinzufügen von Patchkondensatoren und Cross-Line Bridging.

2. Steckkondensator

Normalerweise wird ein 0402 oder 0603 verpackter Keramikkondensator am Signalquerschnitt platziert. Die Kapazität des Kondensators beträgt 0.01uF oder 0.1 uF. Wenn der Platz es zulässt, können Sie mehrere weitere solcher Kondensatoren hinzufügen. Versuchen Sie gleichzeitig sicherzustellen, dass die Signalleitung im 200mil-Bereich des Nähkondensators liegt, und je kleiner der Abstand, desto besser; und das Netzwerk an beiden Enden des Kondensators entspricht dem Netzwerk der Bezugsebene, durch die das Signal fließt. Siehe das Netzwerk, das an beiden Enden des Kondensators angeschlossen ist, in der Abbildung unten. Die beiden Farben sind hervorgehoben. zwei verschiedene Netze:

3. Überbrückungen

Es ist üblich, die Masse für das quersegmentierte Signal an der Signalschicht "zu verpacken", und es kann auch die Signalleitungen anderer Netzwerke umfassen. Diese "Paket"-Zeile sollte so dick wie möglich sein.

4. Mehrschichtige Verkabelung

Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltungen haben oft eine hohe Integration und hohe Verdrahtungsdichte. Die Verwendung von Mehrschichtplatinen ist nicht nur für die Verdrahtung notwendig, sondern auch ein wirksames Mittel, um Störungen zu reduzieren. Eine vernünftige Auswahl der Anzahl der Schichten kann die Größe der Leiterplatte stark reduzieren, kann die mittlere Schicht voll nutzen, um Abschirmung einzurichten, kann die nächste Erdung besser erreichen, kann die parasitäre Induktivität effektiv reduzieren, kann die Übertragungslänge des Signals effektiv verkürzen und kann die Signalquerstörung stark reduzieren usw.

5. Je weniger Bleibiegungen, desto besser

Bleibiegungen zwischen den Stiften von Hochgeschwindigkeitsschaltgeräten sollten so wenig wie möglich sein. Die Leitungen der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltung sind alle gerade Linien und müssen gedreht werden. Sie können mit 45° gebrochenen Linien oder Bögen gedreht werden. Diese Anforderung wird nur verwendet, um die Befestigungsfestigkeit der Stahlfolie in Niederfrequenzschaltungen zu verbessern. In Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen kann die Erfüllung dieser Anforderung die externe Emission und gegenseitige Kopplung von Hochgeschwindigkeitssignalen verringern und die Strahlung und Reflexion von Signalen reduzieren.

6. Je kürzer die Leads, desto besser

Die Verkabelung zwischen den Pins der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtungsschaltung sollte so kurz wie möglich sein. Je länger die Leitung, desto größer die verteilte Induktivität und die verteilte Kapazität, die einen großen Einfluss auf den Durchgang von Hochfrequenzsignalen im System haben und auch die charakteristische Impedanz der Schaltung ändern, wodurch das System reflektiert und oszilliert.

7. Je weniger abwechselnd zwischen Bleischichten, desto besser

Je weniger abwechselnd zwischen den Bleischichten zwischen den Pins der Hochgeschwindigkeitsschaltvorrichtung, desto besser. Das sogenannte "je weniger der Zwischenschichtwechsel der Leitungen, desto besser" bedeutet, je weniger Durchkontaktierungen im Bauteilverbindungsprozess verwendet werden, desto besser. Gemäß der Messung kann man über 0,5pf verteilter Kapazität herbeiführen, was zu einer signifikanten Erhöhung der Verzögerung der Schaltung führt. Die Verringerung der Durchgangszahl kann die Geschwindigkeit erheblich verbessern.

8. Vorsicht vor parallelen Querstörungen

Bei der Hochgeschwindigkeitssignalverdrahtung sollte auf die "Querstörung" geachtet werden, die durch die parallele Verdrahtung der Signalleitungen in unmittelbarer Nähe entsteht. Wenn parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche von "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitungen angeordnet werden, um die Störung stark zu reduzieren.

9. Äste und Stümpfe vermeiden

Hochgeschwindigkeits-Signalrouting sollte versuchen, Verzweigungen oder Stubs zu vermeiden. Stöße haben einen großen Einfluss auf die Impedanz und können Reflexionen und Überschwingungen des Signals verursachen, daher sollten wir im Allgemeinen Stümpfe und Äste in unserem Design vermeiden. Verwenden Sie Daisy-Chain-Verkabelung, um die Auswirkungen auf das Signal zu reduzieren.

10. Die Signalleitung sollte so weit wie möglich auf der inneren Schicht gehen

Hochfrequente Signalleitungen neigen dazu, große elektromagnetische Strahlung auf der Oberflächenschicht zu erzeugen, und sind auch anfällig für Störungen durch externe elektromagnetische Strahlung oder Faktoren. Die Hochfrequenzsignalleitung wird zwischen der Stromversorgung und der Erdungsleitung geführt, und die erzeugte Strahlung wird durch die Absorption elektromagnetischer Wellen durch die Stromversorgung und die untere Schicht auf stark reduziert Leiterplatte.