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
Diseño de fiabilidad de PCB en el sistema DSP de alta velocidad
Blog de PCB
Diseño de fiabilidad de PCB en el sistema DSP de alta velocidad

Diseño de fiabilidad de PCB en el sistema DSP de alta velocidad

2022-07-20
View:34
Author:pcb

Características del sistema DSP de alta velocidad PCB Board Y algunos problemas en el diseño de fiabilidad, Incluido el diseño de la fuente de alimentación, Diseño anti - interferencia de software y hardware, Diseño de compatibilidad electromagnética, Diseño de disipación de calor, Y el método de cableado de la línea de señal importante en el circuito de alta velocidad, Hacer cada diseño más eficiente. Razonable y fácil de implementar. Debido al rápido desarrollo de la tecnología Microelectrónica, El sistema electrónico digital, que consiste en chips de circuitos integrados, se está desarrollando rápidamente a gran escala, Pequeño volumen, Y alta velocidad, El ritmo de desarrollo es cada vez más rápido. En el diseño moderno de Eda, la aplicación de nuevos dispositivos conduce a una alta densidad de diseño de circuitos, La frecuencia de la señal también es alta. Uso de equipos de alta velocidad, Estere will be more and more high-speed DSP (digital signal processing) system designs. El problem a de la señal se convierte en un problema importante en el diseño que se caracteriza por el aumento de la tasa de datos del sistema., Frecuencia del reloj, Densidad del circuito, El diseño de PCB muestra un comportamiento muy diferente del diseño de baja velocidad., Eso es, Problema de integridad de la señal, Problema de agravación de la interferencia, Problemas de compatibilidad electromagnética, Espera un minuto.. Estos problemas pueden causar o directamente la distorsión de la señal, Error de tiempo, Datos incorrectos, Dirección, Línea de control, Errores del sistema, incluso fallos del sistema. Si no se resuelve correctamente, Afectarán gravemente el rendimiento del sistema y causarán pérdidas incalculables.. La solución de estos problemas depende principalmente del diseño del circuito. Por consiguiente,, Calidad del diseño PCB Board Es muy importante, Esta es la única manera de hacer realidad el concepto de diseño. A continuación se examinan algunas cuestiones que deben tenerse en cuenta en las pruebas. PCB Board Diseño de fiabilidad del sistema DSP de alta velocidad.

PCB Board

Diseño de la fuente de alimentación

Lo primero que hay que tener en cuenta al diseñar un sistema DSP de alta velocidad PCB BoardEs el diseño de la fuente de alimentación. Diseño de la fuente de alimentación, Los siguientes métodos se utilizan generalmente para resolver problemas de integridad de la señal.


Considerar la disociación de la fuente de alimentación y la puesta a tierra

Con el aumento de la frecuencia de trabajo de DSP, DSP y otros componentes de CI tienden a ser pequeños y densos. En general, el diseño del circuito tendrá en cuenta la placa multicapa. Se recomienda utilizar una capa especial tanto para la fuente de alimentación como para la puesta a tierra. Por ejemplo, el voltaje de entrada / salida del DSP es diferente del voltaje de alimentación del núcleo, por lo que se pueden utilizar dos capas de alimentación diferentes. Si se tiene en cuenta el alto costo de procesamiento de los paneles multicapas, se pueden utilizar capas especiales para fuentes de energía con más cableado o fuentes de energía relativamente críticas, as í como otras capas de energía. La fuente de alimentación puede ser enrutada de la misma manera que la línea de señal, pero tenga cuidado con el ancho de la línea. No importa si la placa de circuito tiene una capa especial de puesta a tierra y una capa de alimentación, debe a ñadir un cierto condensador de distribución razonable entre la fuente de alimentación y la puesta a tierra. Con el fin de ahorrar espacio y reducir el número de a través de agujeros, se recomienda utilizar más condensadores de chip. El condensador de chip se puede colocar en la parte posterior de la placa de PCB, es decir, en la superficie de soldadura. Los condensadores de chip se conectan a los agujeros a través de cables anchos y a la fuente de alimentación y al suelo a través de los agujeros.


Reglas de enrutamiento considerando la distribución

Planos de potencia analógicos y digitales independientes: los componentes analógicos de alta velocidad y alta precisión son sensibles a las señales digitales. Por ejemplo, el amplificador amplificará el ruido de conmutación para que se acerque a la señal de pulso, por lo que en las secciones analógicas y digitales de la placa de Circuito, por lo general es necesario separar el plano de potencia.


Aislamiento de señales sensibles: algunas señales sensibles (como relojes de alta frecuencia) son especialmente sensibles a la interferencia acústica, por lo que deben adoptarse medidas avanzadas de aislamiento. Los relojes de alta frecuencia (más de 20 MHz o menos de 5 NS de tiempo de giro) deben ser escoltados por tierra. La anchura de la línea de reloj es de al menos 10 mils, y la anchura de la línea de tierra de escolta es de al menos 20 mils. El contacto entre el agujero y la formación es bueno, cada 5 cm se hace un agujero a través de la conexión con la formación; Las resistencias de amortiguación deben estar conectadas en serie de 22 a 220 en el lado de transmisión del reloj. Se puede evitar la interferencia causada por el ruido de la señal introducido por estas líneas.


Diseño anti - interferencia de software y hardware: el tablero de PCB del sistema de aplicación DSP de alta velocidad es generalmente diseñado por el usuario de acuerdo con los requisitos específicos del sistema. Debido a las limitaciones de la capacidad de diseño y las condiciones de laboratorio, si no se adoptan medidas completas y fiables contra la interferencia, el entorno de trabajo insatisfactorio y la interferencia electromagnética causarán confusión en el flujo del programa DSP. Cuando el Código de trabajo normal de DSP no puede ser restaurado, el programa puede escapar o estrellarse, e incluso puede dañar algunos componentes. Debe prestarse atención a las medidas anti - interferencia correspondientes.


Diseño anti - interferencia de hardware: alta eficiencia anti - interferencia de hardware. Cuando la complejidad, el costo y el volumen del sistema son tolerables, se prefiere el diseño anti - interferencia del hardware. Las técnicas comunes de hardware anti - interferencia se pueden resumir de la siguiente manera:

Filtro de hardware: el filtro RC puede debilitar en gran medida varias señales de interferencia de alta frecuencia. Por ejemplo, se puede suprimir la interferencia "pequeña falla".

Puesta a tierra racional: diseño racional del sistema de puesta a tierra. Para sistemas de circuitos digitales y analógicos de alta velocidad, es muy importante tener baja impedancia y gran área de tierra. La formación de puesta a tierra no sólo puede proporcionar una ruta de retorno de baja impedancia para la corriente de alta frecuencia, sino que también puede hacer EMI y RFI más pequeños, y tiene el efecto de blindaje contra la interferencia externa. Al diseñar PCB, separe analógico y digital.

Medidas de blindaje: la chispa y el arco generados por la fuente de alimentación de CA, la fuente de alimentación de alta frecuencia y el equipo eléctrico fuerte generarán ondas electromagnéticas y se convertirán en la fuente de ruido de la interferencia electromagnética. El dispositivo puede estar rodeado de una carcasa metálica y luego conectado a tierra. La interferencia electromagnética es muy efectiva.

Aislamiento óptico: el aislador óptico puede evitar eficazmente la interferencia entre diferentes placas de circuitos. Los aisladores ópticos de alta velocidad se utilizan generalmente para la interfaz entre DSP y otros dispositivos, como sensores, interruptores, etc.


Diseño de software anti - interferencia: el software anti - interferencia tiene la ventaja de que el hardware anti - interferencia no puede ser reemplazado. En el sistema de aplicación DSP, la capacidad anti - interferencia del software debe ser ejercida para suprimir la influencia de la interferencia. A continuación se presentan varios métodos eficaces de lucha contra la interferencia del software.

Filtrado digital: el ruido de la señal de entrada analógica puede eliminarse mediante filtrado digital. Las técnicas comunes de filtrado digital incluyen el filtrado mediano, el filtrado aritmético medio, etc.

Trampa: establece el programa bootstrap en el área del programa no utilizada. Cuando un program a está perturbado y salta a esta área, el bootstrapper inicia el programa capturado por la fuerza a una dirección especificada, donde se utiliza un programa especial para corregir el programa equivocado. Por tratar.

Redundancia de instrucciones: inserte dos o tres bytes de instrucción no operativa nop después de la instrucción de doble Byte y la instrucción de tres bytes, lo que puede evitar que el programa entre automáticamente en la pista correcta cuando el sistema DSP está perturbado por el programa.

Establecer el tiempo del perro guardián: si un program a fuera de control entra en un "bucle infinito", la tecnología "perro guardián" se utiliza generalmente para hacer que el programa salga del "bucle infinito". El principio es utilizar un temporizador para generar pulsos de acuerdo con el período establecido. Si no desea generar este pulso, el DSP debe limpiar el temporizador en menos de un período de tiempo establecido; Pero cuando el programa DSP se ejecuta, no se utiliza. El temporizador se borrará como se especifica, por lo que el pulso generado por el temporizador se utiliza como una señal de reinicio DSP para reiniciar e inicializar el DSP de nuevo.


Diseño de compatibilidad electromagnética: la compatibilidad electromagnética se refiere a la capacidad de los equipos electrónicos para funcionar normalmente en un entorno electromagnético complejo. El objetivo del diseño EMC es reducir la interferencia electromagnética de los equipos electrónicos a otros equipos electrónicos, mientras que la supresión de todo tipo de interferencia externa. En el PCB real, hay más o menos interferencia electromagnética entre las señales adyacentes, es decir, conversación cruzada. El tamaño de la conversación cruzada está relacionado con la Capacitancia distribuida y la Inductancia distribuida entre bucles. Se pueden adoptar las siguientes medidas para resolver la interferencia electromagnética mutua entre esas señales:


Selección de la anchura razonable del alambre: la interferencia de impacto causada por la corriente transitoria en el alambre impreso es causada principalmente por el componente de Inductancia del alambre impreso, cuya Inductancia es proporcional a la longitud del alambre impreso y inversamente proporcional a la anchura. Por lo tanto, es útil utilizar cables cortos y anchos para suprimir la interferencia. Los cables de reloj y los cables de señal de los conductores de autobuses suelen tener grandes corrientes transitorias, y los cables impresos deben ser lo más cortos posible. Para circuitos de componentes discretos, la anchura de la línea impresa puede cumplir los requisitos de aproximadamente 1,5 mm. Para circuitos integrados, la anchura del cable impreso se selecciona entre 0,2 mm y 1,0 mm. Se adopta una estructura de cableado de malla. El método específico es el cableado horizontal en la primera capa de PCB, y luego el cableado vertical en la siguiente capa.


Diseño de disipación de calor: para facilitar la disipación de calor, Instalación independiente de PCB, La distancia entre las placas debe ser superior a 2 cm. Al mismo tiempo, Observe las reglas de disposición de los componentes en el tablero de impresión. En dirección horizontal, Dispositivos de alta potencia lo más cerca posible del borde de la placa de circuito impreso, Por lo tanto, la trayectoria de transferencia de calor se acorta. En dirección vertical, Equipo de alta potencia lo más cerca posible de la parte superior de la placa de circuito impreso, Por lo tanto, reduce su influencia en la temperatura de otros componentes.. Los componentes más sensibles a la temperatura deben colocarse en la medida de lo posible en zonas de temperatura relativamente baja., Y no se puede colocar directamente sobre un dispositivo de alta potencia térmica. En el diseño del sistema de aplicación DSP de alta velocidad, Cómo convertir el diseño perfecto de la teoría a la realidad depende del diseño de alta calidad PCB Board. La frecuencia de funcionamiento del circuito DSP es cada vez mayor, Alfileres cada vez más densos, interferencia cada vez mayor. , Cómo mejorar la calidad de la señal es muy importante. Por consiguiente,, El buen rendimiento del sistema está estrechamente relacionado con la calidad del diseñador. PCB Board.