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Blog de PCB - Diseño de PCB y análisis de la integridad de la señal

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Diseño de PCB y análisis de la integridad de la señal

2022-09-07
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Author:iPCB

1.. Signal integrity analysis
Factors related to SI: reflections, Crosstalk, Radiación. La reflexión es causada por el desajuste de impedancia en la trayectoria de transmisión; La conversación cruzada es causada por el espacio entre líneas; Radiación y equipos de alta velocidad PCB Board Diseño.


Transmission line judgment
Using the previous formula for judging high-speed signals, Para distinguir entre alta y baja velocidad, es necesario considerar la frecuencia de la señal y la longitud de la trayectoria de transmisión..

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Judgment steps:
1) Obtain the effective frequency Fknee of the signal and the trace length L;
2.) Use Fknee to calculate the effective wavelength λknee of the signal, Eso es, Rodilla = C/Fknee;
3.) Judging the relationship between L and 1/Rodilla 6x, if L>1/Rodilla 6x, La señal es una señal de alta velocidad, De lo contrario, es una señal de baja velocidad; Donde rodilla = C/F rodilla; Donde C es una velocidad ligeramente inferior a la velocidad de la luz, Punto de inflexión f = 0.5./Tr (10%~90%), También tenga en cuenta que si la señal de frecuencia 100m no está disponible, Se puede estimar la frecuencia efectiva fknee, and Fknee is about 7 times the Fclock (signal period) ). If L>1/Rodilla 6x, Se considera una línea de transmisión, La línea de transmisión debe tener en cuenta la reflexión de la señal, que puede ser causada por el desajuste de impedancia durante la transmisión.. Reflection formula: signal reflection ρ=(Z2-Z1)/(Z2+Z1); where Z2 is the line impedance after the reflection point; Z1 is the line impedance before the reflection; the possible Valor of ρ is ±1, 0, Cuando es 0, Está completamente absorbido., Cuando es ±1, Es reflexivo.. La reflexión de la señal es causada por el desajuste de la Impedancia de origen, Ruta de transmisión, Terminación. Método de reducción de la reflexión: para minimizar la reflexión de la señal, Z2 y Z1 deben estar lo más cerca posible. Hay varios métodos de emparejamiento de impedancia: emparejamiento en serie del transmisor, Coincidencia paralela del receptor, Coincidencia de presión parcial en el receptor, Emparejamiento paralelo de resistencia y Capacitancia en el receptor, Y la correspondencia paralela del diodo receptor.
4) Receiver voltage divider matching
5) Parallel matching of resistance and capacitance at the receiving end
Advantages: less power consumption;
Disadvantage: There is a mismatch between the high and low levels of the receiving end. Debido a la existencia de condensadores, El cambio de borde de la señal se ralentizará.


2. Signal circuit
The signal loop mainly includes two paths, Una es la ruta de conducción, la otra es la ruta de bucle. Nivel de señal medido en el transmisor, La ruta de transmisión y el receptor son esencialmente el voltaje de la señal en la posición correspondiente en la ruta de conducción y la ruta de retorno.. value, Ambos caminos son importantes.. Proporcionar una ruta de retorno completa, the following points need to be noted:
1) When the signal layer is changed, No cambie la capa de referencia. Si la señal cambia de la capa de señal 1 a la capa de señal 2, La capa de referencia es la capa inferior 1. En este caso, La ruta de retorno no necesita cambiar la capa, Eso es, La capa de cambio de señal no tiene ningún efecto en su ruta de retorno.
2) When the signal changes layers, Los atributos de red de la capa de referencia no cambian. Eso es, La capa de referencia al principio de la señal 1 es la capa de potencia 1/Planta baja 1. Después de cambiar la capa, La capa de referencia de la señal 1 es la capa de potencia 2/Planta baja 2. Los atributos de red de la capa de referencia siguen siendo los mismos, Todas estas son propiedades gnd o Power. La ruta de retorno puede utilizar gnd cercano o cableado de potencia a través de agujeros. Aquí está., A alta velocidad, La reactancia capacitiva y la reactancia inductiva a través del agujero no pueden ser ignoradas. En este caso, El orificio debe reducirse al mínimo para reducir la influencia de los cambios de impedancia causados por el propio orificio., Y reducir el impacto en la trayectoria de retorno de la señal.
3) When the signal layer is changed, A ñadir un orificio cerca del orificio de la señal que tenga las mismas propiedades que la capa de referencia.
4) If the network properties of the two reference layers are different before and after the layer change, Las dos capas de referencia deben estar cerca unas de otras para reducir la impedancia entre capas y la caída de tensión en la trayectoria de retorno..
5) When the signals of changing layers are dense, Debe mantenerse una cierta distancia entre el suelo cercano o el agujero de alimentación. Cuando hay muchas señales de cambio de capa, Es necesario instalar más agujeros en el suelo o en la fuente de alimentación.


3. Crosstalk
The solution to crosstalk is that high-speed signals PCB Board, Señal de reloj, Otras señales de datos, Etc.., El espaciamiento cumple el principio de 3W.