Blog de PCB - Cómo hacer frente a la señal de la placa de PCB que cruza la línea divisoria

En el proceso de diseño de placa de PCB, la división del plano de potencia o la división del plano de tierra conducirá al plano incompleto, de modo que cuando la señal se enruta, su plano de referencia aparecerá de un plano de potencia a otro plano de potencia. Este fenómeno se denomina segmentación cruzada de señales. La división cruzada puede no importar para las señales de baja velocidad, pero en los sistemas de señal digital de alta velocidad, las señales de alta velocidad usan el plano de referencia como la trayectoria de retorno, que es la trayectoria de retorno. Cuando el plano de referencia es incompleto, se producirán los siguientes efectos adversos: causará que la impedancia de la traza sea discontinua; causará fácilmente crosstalk entre señales; causará reflexión entre las señales; aumentar el área del bucle actual, aumentar La inductancia del bucle hace que la forma de onda de salida sea fácil de oscilar; aumenta la interferencia de radiación en el espacio, y es fácilmente afectado por el campo magnético espacial; aumenta la posibilidad de acoplamiento de campo magnético con otros circuitos en la placa; la caída de tensión de alta frecuencia en la inductancia del bucle Forma una fuente de radiación de modo común y genera radiación de modo común a través de un cable externo. Por lo tanto, el enrutamiento de la placa de PCB debe estar lo más cerca posible de un plano y evitar la división cruzada. Estas condiciones solo se permiten en líneas de señal de baja velocidad si deben dividirse o no pueden estar cerca del plano de tierra de potencia.

1. Manejo de la segmentación cruzada en el diseño

Si la segmentación cruzada se produce inevitablemente en el diseño de placas de PCB, ¿cómo lidiar con ella? En este caso, la segmentación necesita ser parchada para proporcionar una ruta de retorno corta para la señal. Los métodos de procesamiento comunes incluyen añadir condensadores de parche y puentes de línea transversal.

2. condensador pegado

Normalmente, un condensador cerámico envasado 0402 o 0603 se coloca en la sección transversal de la señal. La capacitancia del condensador es de 0,01 uF o 0,1 uF. Si el espacio lo permite, puede agregar varios condensadores más. Al mismo tiempo, trate de asegurarse de que la línea de señal esté dentro del rango de 200mil del condensador de coser, y cuanto menor sea la distancia, mejor; y la red en ambos extremos del condensador corresponde a la red del plano de referencia a través del cual pasa la señal. Ver la red conectada en ambos extremos del condensador en la figura a continuación. Los dos colores se destacan. Dos redes diferentes:

3. Puente de línea

Es común "empaquetar la tierra" para la señal segmentada transversalmente en la capa de señal, y también puede incluir las líneas de señal de otras redes. Esta línea de "paquete" debe ser lo más gruesa posible.

4. Cableado multicapa

Los circuitos de cableado de señal de alta velocidad a menudo tienen alta integración y alta densidad de cableado. El uso de placas multicapa no solo es necesario para el cableado, sino también un medio eficaz para reducir las interferencias. La selección razonable del número de capas puede reducir en gran medida el tamaño de la placa impresa, puede hacer pleno uso de la capa media para establecer blindaje, puede lograr mejor la puesta a tierra más cercana, puede reducir efectivamente la inductancia parásita, puede acortar efectivamente la longitud de transmisión de la señal y puede reducir en gran medida la interferencia cruzada de la señal, etc.

5. Cuantos menos pliegues de plomo, mejor

Las curvas de plomo entre los pasadores de los dispositivos de circuito de alta velocidad deben ser lo menos posible. Los cables del cableado del circuito de cableado de señal de alta velocidad son todas líneas rectas y deben girarse. Pueden girarse con líneas o arcos rotos de 45°. Este requisito solo se utiliza para mejorar la resistencia de fijación de la lámina de acero en circuitos de baja frecuencia. En circuitos de alta velocidad, cumplir con este requisito puede reducir la emisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta velocidad, y reducir la radiación y la reflexión de señales.

6. Cuanto más cortos sean los conductores, mejor

El cableado entre los pasadores del dispositivo de circuito de cableado de señal de alta velocidad debe ser lo más corto posible. Cuanto más largo sea el conductor, mayor será la inductancia distribuida y la capacitancia distribuida, lo que tendrá mucha influencia en el paso de señales de alta frecuencia en el sistema, y también cambiará la impedancia característica del circuito, haciendo que el sistema se refleje y oscile.

7. Cuanto menos alterne entre capas de plomo, mejor

Cuanto menos alternen entre las capas de plomo entre los pasadores del dispositivo de circuito de alta velocidad, mejor. El llamado "cuanto menor sea la alternancia entre capas de los conductores, mejor" significa que cuantos menos vías se usen en el proceso de conexión de componentes, mejor. Según la medición, un vía puede llevar aproximadamente 0,5 pf de capacitancia distribuida, lo que conduce a un aumento significativo en el retardo del circuito. Reducir el número de vias puede mejorar significativamente la velocidad.

8. Cuidado con la interferencia cruzada paralela

En el cableado de señal de alta velocidad, se debe prestar atención a la "interferencia cruzada" introducida por el cableado paralelo de las líneas de señal en estrecha proximidad. Si no se puede evitar la distribución paralela, se puede disponer una gran área de "tierra" en el lado opuesto de las líneas de señal paralelas para reducir en gran medida la interferencia.

9. Evite las ramas y los tocos

El enrutamiento de señal de alta velocidad debe tratar de evitar ramas o troncos. Los troncos tienen un gran impacto en la impedancia y pueden causar reflejos y sobrepasos de la señal, por lo que generalmente debemos evitar troncos y ramas en nuestro diseño. Utilice cableado de cadena de margarita para reducir el impacto en la señal.

10. La línea de señal debe ir lo más lejos posible en la capa interna

Las líneas de señal de alta frecuencia son propensas a generar gran radiación electromagnética en la capa superficial, y también son susceptibles a la interferencia de la radiación electromagnética externa o factores. La línea de señal de alta frecuencia se encamina entre la fuente de alimentación y la línea de tierra, y la radiación generada se reducirá en gran medida por la absorción de ondas electromagnéticas por la fuente de alimentación y la capa inferior en la placa de PCB.