Fabricación de PCB de precisión, PCB de alta frecuencia, PCB multicapa y montaje de PCB.
Es la fábrica de servicios personalizados más confiable de PCB y PCBA.
Blog de PCB

Blog de PCB - Retorno de la señal y segmentación cruzada en PCB de alta velocidad

Blog de PCB

Blog de PCB - Retorno de la señal y segmentación cruzada en PCB de alta velocidad

Retorno de la señal y segmentación cruzada en PCB de alta velocidad

2022-04-12
View:252
Author:pcb

Regarding the signal return and cross-segmentation in high-speed PCB Board, Aquí se construye simplemente una "escena"., Circuito de puesta a tierra, En combinación con la siguiente figura, se introducen el reflujo de la fuente de alimentación y algunos problemas de segmentación cruzada.. Para facilitar el dibujo, Aumento del espaciamiento de las capas.

PCB Board

Ic1 es el terminal de salida de señal, IC2 is the signal input terminal (to simplify the PCB Board Modelo, it is assumed that the receiving terminal contains a lower connection resistance). El tercer piso es el suelo.. La puesta a tierra de ic1 e ic2 proviene del tercer estrato de puesta a tierra. La esquina superior derecha de la planta superior es el tablero de energía, Conectado al Polo positivo de la fuente de alimentación. Condensadores de desacoplamiento con C1 y C2 como ic1 e ic2, Separadamente. La fuente de alimentación y el pin de tierra del chip mostrado en la figura son la fuente de alimentación y el cable de tierra de los terminales de transmisión y recepción de señales. Tiempo de baja frecuencia, Si el terminal S1 produce un alto nivel, Todo el circuito de corriente está conectado al tablero de alimentación VCC a través de cables, Luego ir a ic1 a través de la ruta naranja, Y luego salir del terminal s1, Y entra en ic2 a lo largo de la segunda capa de alambre a través de la terminal R1. Luego entra en la capa gnd y regresa a la fuente de alimentación negativa a través del canal rojo.

Sin embargo,, A alta frecuencia, La distribución de PCB tendrá un gran impacto en la señal. A menudo decimos que el eco terrestre es un problem a común en las señales de alta frecuencia.. Cuando la corriente en la línea de señal S1 a R1 aumenta, El campo magnético externo cambia rápidamente, Esto crea una corriente inversa en un conductor cercano. Si el estrato de puesta a tierra del tercer estrato es un estrato de puesta a tierra completo, Habrá una corriente marcada por una línea azul punteada en el suelo; Si la capa superior tiene un plano de potencia completo, También habrá corriente en la capa superior de reflow a lo largo del punto azul. En este momento, Circuito de señal con circuito de corriente, Energía irradiada al exterior, Y la capacidad de acoplamiento de señales externas. (The skin effect at high frequencies also radiates energy outward, El principio es el mismo.)

Since the high-frequency signal level and current change rapidly, Pero el período de cambio es muy corto, La energía requerida no es grande, Por lo tanto, el chip es alimentado por un condensador de desacoplamiento cerca del chip. When C1 is large enough and the response is fast enough (with very low ESR value, Condensadores cerámicos utilizados comúnmente. El ESR del condensador cerámico es mucho menor que el del condensador de tantalio..), the orange path on the top layer and the red path on the GND layer can be It is regarded as non-existent (there is a current corresponding to the power supply of the whole board, but not the current corresponding to the signal shown in the figure).

PCB Board

Por consiguiente,, Basado en el entorno construido en el gráfico, the entire path of the current is: from the positive pole of C1 -> VCC of IC1 -> S1 -> L2 signal line -> R1 -> GND of IC2 -> via hole -> $ of the GND layer Path -> Via -> Capacitor Negative. Se puede ver que hay una corriente equivalente marrón en la dirección vertical de la corriente, Crea un campo magnético en el Medio. Al mismo tiempo, Este anillo también se acopla fácilmente a perturbaciones externas. Si la señal en la figura es una señal de reloj, Hay un conjunto paralelo de líneas de datos de 8 bits, Alimentado por la misma fuente de alimentación del mismo chip, La ruta de retorno actual es la misma. Si la línea de datos se voltea en la misma dirección al mismo tiempo, El reloj detecta una gran corriente inversa. Si la línea de reloj no coincide, Esta conversación cruzada es suficiente para tener un efecto mortal en la señal del reloj. La intensidad de esta conversación cruzada no es proporcional al nivel de la fuente de interferencia, Pero es proporcional a la tasa de cambio actual de la fuente de interferencia.. Para cargas de resistencia pura, La corriente de conversación cruzada es proporcional a la di/Dt = DV /( T10%-90%*R). En la fórmula, Interfaz de datos/dt (current rate of change), dV (swing of the interference source) and R (interference source load) all refer to the parameters of the interference source (if it is a capacitive load, Interfaz de datos/DT es inversamente proporcional a T10% correlacionado - 90% cuadrado.). Se puede ver en la fórmula que la conversación cruzada de la señal de baja velocidad no es necesariamente menor que la de la señal de alta velocidad.. Esto es lo que llamamos: una señal de 1 kHz no es necesariamente una señal de baja velocidad, Debe tenerse en cuenta la situación marginal. Para señales con bordes muy empinados, Contiene muchos componentes armónicos y tiene una gran amplitud en cada punto de duplicación de frecuencia.. Por consiguiente,, También debe tenerse en cuenta al seleccionar el dispositivo. No elijas ciegamente chips de alta velocidad, No sólo es caro, Pero también aumenta la conversación cruzada y los problemas EMC.

Cualquier plano de potencia u otro plano adyacente que tenga un condensador adecuado en la señal para proporcionar una trayectoria de baja reactancia a gnd puede actuar como el plano de retorno de la señal. En aplicaciones generales, La fuente de alimentación Io del chip correspondiente del transceptor es generalmente la misma, Normalmente 0.01 - 0.Condensador de desacoplamiento 1uf entre cada fuente de alimentación y puesta a tierra, Estos condensadores también se encuentran en ambos extremos de la señal, Por lo tanto, el efecto de retorno del plano de potencia es sólo inferior al plano de tierra.. Cuando se utiliza otro tablero de alimentación, Normalmente no hay camino de tierra de baja reactancia en ambos extremos de la señal. Eso es todo., La corriente inducida en el plano adyacente encontrará la Capacitancia más cercana a la tierra. Si "cerca del condensador" está lejos del punto de partida o final, El reflujo debe ser "largo" para formar una ruta de retorno completa, Este camino es también el camino de retorno de la señal adyacente. El mismo canal de retorno tiene el mismo efecto que la interferencia del suelo común, Equivalente a una conversación cruzada entre señales.

Para algunos casos inevitables de División de potencia cruzada, a high-pass filter (such as a 10-ohm resistor series 680p capacitor) can be connected across a capacitor or a RC series connection at the cross-segmented place. El valor depende de su propio tipo de señal, Ruta de retorno de alta frecuencia, but also to isolate low-frequency crosstalk between the mutual planes). Esto puede implicar la adición de condensadores entre las placas de alimentación, Esto se ve un poco raro., Pero definitivamente funciona.. Si algunas especificaciones no permiten, El condensador puede ser conectado a tierra en dos planos divididos. Situación de la devolución de otros aviones prestados, Se pueden a ñadir condensadores pequeños al suelo en ambos extremos de la señal para proporcionar una ruta de retorno. Pero este enfoque es a menudo difícil de implementar. Debido a que la mayor parte del espacio de superficie cerca del terminal está ocupado por resistencias coincidentes y condensadores de desacoplamiento en el chip PCB Board.