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Tecnología de microondas
Consideraciones de diseño para PCB de alta frecuencia y alta densidad
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Consideraciones de diseño para PCB de alta frecuencia y alta densidad

Consideraciones de diseño para PCB de alta frecuencia y alta densidad

2021-09-16
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Author:Belle

El equipo actual Se eStá desarrollando a alta velocidad, Baja potencia, Pequeño volumen, fuerte capacidad anti - interferencia. El diseño de PCB es una etapa importante del diseño de productos electrónicos. Puede realizar la conexión y la función entre los componentes electrónicos, También es una parte importante del diseño del Circuito de alimentación.. Circuito de alta frecuencia Mayor integración y mayor densidad de diseño, Por lo tanto, cómo hacer que el diseño de la placa base de alta velocidad y alta densidad sea más razonable y científico, es especialmente importante.


PCB de alta velocidad Consideraciones de diseño

Al diseñar el diagrama esquemático eléctrico, se utilizarán varios módulos funcionales de acuerdo con los requisitos estructurales y la división funcional, y se determinarán las dimensiones físicas y el método de instalación de cada PCB funcional. También debe tenerse en cuenta la conveniencia de la puesta en marcha y el mantenimiento, el blindaje, la disipación de calor y el rendimiento del IME.


Al planificar el diseño, es necesario determinar el plan de diseño, como los detalles de los circuitos clave, las líneas de señal, los métodos de cableado y los principios de cableado a seguir. A través de la inspección, el análisis y la modificación de varios pasos en el proceso de diseño de PCB. Después de todo el proceso de diseño, no hay problema en comprobar las reglas de síntesis antes de seguir diseñando.


Sobre PCB multicapa Diseño de diseño:


Circuito de alta frecuencia Generalmente altamente integrado con diseño de cableado de alta densidad. Por consiguiente,, Uso Placa multicapa Principalmente es necesario y eficaz para reducir la interferencia. En la fase de diseño de PCB, Es necesario planificar razonablemente el tamaño y el número de pisos de la placa, Para hacer pleno uso de la capa intermedia para el diseño, No sólo puede llevar a cabo el tratamiento de puesta a tierra, Reducir eficazmente la Inductancia parasitaria, Acortar la longitud de transmisión de la señal, También reduce en gran medida la señal y otros factores. Interferencia cruzada y otros beneficios, El método anterior es útil para el diseño de fiabilidad de la estructura. Circuito de alta frecuencias. Incluso si se utiliza la misma placa, Relación de ruido de la placa de cuatro capas Placa de doble cara. Sin embargo,, Otra pregunta, Eso es, Más capas de PCB, Más complejo es el proceso de fabricación, Mayor costo. Esto se requiere en el diseño de PCB, Además de seleccionar el número adecuado de capas de PCB, También debe haber una disposición razonable de los componentes. Planificar y utilizar las reglas de enrutamiento apropiadas para completar el diseño. Los siguientes ocho puntos se centran en el diseño del diseño de PCB multicapa:


Diseño de diseño de PCB multicapa


1.. Menos cables cruzados entre los pines Circuito de alta frecuencia Capa, Mejor.

Esto significa que cuanto menos vias se usen en la conexión, mejor. La razón es que via puede traer alrededor de 0,5 PF de Capacitancia distribuida, reduciendo el número de via puede mejorar la velocidad de respuesta y reducir la probabilidad de error de datos.


2.. Cuanto más corto sea el plomo entre los pines del Circuito de alta frecuencia, mejor.

La intensidad de radiación de la señal es proporcional a la longitud del cable de la señal. Cuanto más larga sea la conexión de la señal de alta frecuencia, más fácil será acoplarla a su dispositivo. Por lo tanto, para las líneas de señal de alta frecuencia como reloj de señal, Oscilador de cristal, datos DDR, LVDS, USB y HDMI, cuanto más corta sea la longitud del cableado, mejor, si hay espacio, necesita ser encapsulado.


3. En dispositivos electrónicos de alta frecuencia, cuanto menor sea la flexión del cableado entre los pines, mejor.

Es mejor utilizar líneas rectas para cables de alta frecuencia. Si necesita doblar, puede utilizar enrutamiento de 45 grados o enrutamiento de arco. Este requisito sólo se utiliza para mejorar la fuerza de Unión de la lámina de cobre en el circuito de baja frecuencia. En el circuito de alta frecuencia, el requisito puede reducir la reflexión y la interferencia de acoplamiento entre las señales de alta frecuencia.


4. Preste atención a la "conversación cruzada" introducida por el cableado paralelo y las líneas de señal de corta distancia.


Para el cableado de circuitos de alta frecuencia, se debe prestar atención a la "conversación cruzada" introducida por líneas de señal paralelas de corta distancia. Crosstalk es un fenómeno de acoplamiento entre líneas de señal no conectadas directamente. Dado que las señales de alta frecuencia se transmiten a lo largo de la línea de transmisión en forma de ondas electromagnéticas, la línea de señal actuará como antena y la energía del campo electromagnético se transmitirá alrededor de la línea de transmisión. Debido al acoplamiento del campo electromagnético, las señales de ruido no deseadas entre las señales se llaman crosstalk. Los parámetros de la capa de PCB, la distancia entre las líneas de señal, las características eléctricas de los terminales de transmisión y recepción y el método de conexión de las líneas de señal tienen cierta influencia en la conversación cruzada. Por consiguiente,


PCB multicapa

Si hay una conversación cruzada grave entre los dos cables, si el espacio de cableado lo permite, se puede insertar un cable de tierra o una capa de tierra entre los dos cables, lo que puede aislar y reducir la conversación cruzada.

Cuando el espacio alrededor de la línea de señal tiene campos electromagnéticos variables, si no se puede evitar la distribución paralela, se puede establecer una gran área de "puesta a tierra" en el otro lado de la línea de señal paralela, lo que puede reducir en gran medida la interferencia.

Con suficiente espacio de cableado, se puede aumentar el espacio entre líneas de señal adyacentes y reducir la longitud paralela de las líneas de señal. Las líneas de reloj deben ser perpendiculares a las líneas de señal clave, no paralelas.


Si las líneas paralelas en la misma capa son casi inevitables, deben ser perpendiculares entre sí en las capas adyacentes.

En el circuito digital, la señal de reloj es una señal de cambio de borde rápido, y la conversación cruzada externa es muy grande. Por lo tanto, en el diseño, se sugiere que la línea de reloj esté conectada a tierra y que se reserve más espacio para la línea de tierra para reducir la Capacitancia distribuida y la conversación cruzada.

El reloj de señal de alta frecuencia debe utilizar la señal de reloj diferencial de baja tensión en la medida de lo posible, y prestar atención a la integridad de la perforación.

No cuelgue el pie, sino la tierra o conecte la fuente de alimentación, ya que el cable colgante puede ser equivalente a la antena transmisora, la tierra puede inhibir la transmisión, etc.


5. El cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica deben aislarse.


Cuando conecte el cable de tierra analógico, el cable de tierra digital, etc. al cable de tierra común, conecte o aísle directamente con cuentas magnéticas de estrangulamiento de alta frecuencia, y elija la conexión de un solo punto apropiada. La señal digital de alta frecuencia del potencial de puesta a tierra del cable de tierra es inconsistente, y hay una diferencia de tensión Direct a entre ellos. Cuando se conecta directamente a la señal digital, la señal de alta frecuencia está conectada a tierra con la señal armónica y la señal analógica. La señal armónica de alta frecuencia se acoplará a la interferencia de la señal analógica a través de la puesta a tierra. Por lo tanto, en condiciones normales, el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica deben aislarse para evitar la conversación cruzada entre el suelo digital y el suelo analógico.


6. Aumentar la capacidad de desacoplamiento de alta frecuencia del pin de alimentación del módulo IC.

A ñadir un condensador de desacoplamiento de alta frecuencia cerca del pin de alimentación de cada módulo IC. El aumento del condensador de desacoplamiento de alta frecuencia del pin de alimentación del módulo IC puede suprimir eficazmente la interferencia armónica de alta frecuencia en el pin de alimentación.


7. Evite el bucle durante el cableado.

Durante el cableado, las señales de alta frecuencia no deben formar circuitos. Si es inevitable, el área del bucle debe ser lo más pequeña posible.


8. Las señales clave deben garantizar que la impedancia coincida con los requisitos.

Durante la transmisión, Cuando la impedancia no coincide, La señal se reflejará en el canal de transmisión, Esto dará lugar a un exceso de modulación de la señal compuesta, Causa que la señal fluctúe cerca del umbral lógico. El método básico para eliminar la reflexión es hacer que la Impedancia de la señal transmitida coincida bien. Debido a la gran diferencia entre la Impedancia de carga y la impedancia característica de la línea de transmisión, Gran reflejo, La impedancia característica de la línea de transmisión de señales debe ser, en la medida de lo posible, igual a la carga y la Impedancia. Al mismo tiempo, Tenga en cuenta que la línea de transmisión en el PCB no puede cambiar o girar repentinamente, Y mantener la impedancia entre los puntos de la línea de transmisión lo más continua posible, De lo contrario, habrá un reflejo entre cada segmento de la línea de transmisión. This needs to follow the following Cableado rules when performing PCB de alta velocidad Cableado:


Reglas de cableado LVDS. La señal LVDS necesita ser enrutada de manera diferente, con un ancho de línea de 7 mils y un espacio de línea de 6 mils.

Reglas de conexión USB. La señal USB es necesaria para el cableado diferencial, el ancho de línea es de 10 mils, la distancia entre líneas es de 6 mils, y la distancia entre la línea de tierra y la línea de señal es de 6 mils.

Reglas de cableado HDMI. El cableado diferencial de la señal HDMI es necesario, el ancho de línea es de 10 mils, la distancia entre líneas es de 6 mils, y la distancia entre dos grupos de señales diferenciales hdm1 es de más de 20 mils.


Reglas de cableado DDR. El cableado DDR requiere que la señal sea lo menos perforada posible. La línea de señal tiene la misma anchura y el espacio entre líneas es igual. El cableado debe ajustarse al principio de 3W para reducir la conversación cruzada entre las señales.


Reducir la conversación cruzada entre señales


Además del método de diseño anterior, Las señales de alta frecuencia son susceptibles a una mayor radiación electromagnética durante el enrutamiento. El ingeniero evitará en la medida de lo posible la rama de señal de alta velocidad o el cableado de tocones al cableado de PCB. Si el cable de señal de alta frecuencia está conectado entre la fuente de alimentación y el suelo, La radiación generada por las ondas electromagnéticas absorbidas por la fuente de alimentación y la capa inferior se reducirá en gran medida.. En resumen, Circuito de alta frecuenciaAlta integración y alta densidad lineal. Uso Placa multicapa Es necesario y eficaz para reducir la interferencia. En la fase de diseño de PCB, Selección razonable del tamaño de una placa de circuito impreso, La capa intermedia se puede utilizar plenamente para establecer el blindaje, Mejor aproximación al suelo.