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Technologie PCB
Résumé des compétences en câblage des circuits à haute fréquence
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Résumé des compétences en câblage des circuits à haute fréquence

Résumé des compétences en câblage des circuits à haute fréquence

2021-08-19
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Author:IPCB

Circuits imprimés Aussi appelé Circuits imprimés (Circuits imprimés), which can realize the circuit connection and function realization between electronic components, Est également un élément important de la conception des circuits électriques. Today, Je vais utiliser cet article pour vous présenter high-frequency circuit Câblage techniques in Circuits imprimés Conception.


MultiCouche board wiring:


High-frequency circuits tend to have high integration and high wiring density. L'utilisation de circuits multicouches n'est pas seulement nécessaire pour le câblage, but also an effective means to reduce interference. In Disposition des Circuits imprimés stage, Le choix raisonnable de la taille d'un certain nombre de couches de planches imprimées peut utiliser pleinement la couche intermédiaire pour régler la couche de blindage., Meilleure mise à la terre la plus proche, and effectively reduce the parasitic inductance and shorten the signal transmission length, Toutes ces méthodes contribuent à améliorer la fiabilité des circuits à haute fréquence, such as the amplitude reduction of signal cross-interference. Avec le même matériau, the noise of the four-layer board is 20dB lower than that of the double-sided board. Cependant,, there is also a problem. Plus la quantité est élevée Circuits imprimés half-layers, Plus le processus de fabrication est complexe, Plus le coût unitaire est élevé. This requires that in addition to selecting the appropriate number of layers of Circuits imprimés Conseil d'administration, reasonable The layout plan of the components and parts, Et utiliser les bonnes règles de câblage pour compléter la conception.


(1). The less the lead bends between the pins of high-speed electronic devices, the better


The lead wire of Câblage à haute fréquence Une ligne droite complète est préférable, which needs to be turned. Il peut être tourné par une ligne de 45. degrés ou un arc. This requirement is only used to improve the fixing strength of the copper foil in low-frequency circuits, Et dans les circuits à haute fréquence,, this requirement is met. Une exigence qui réduit l'émission externe et le couplage mutuel des signaux à haute fréquence.


2. Moins il y a d'alternance de couches de plomb entre les broches du dispositif de circuit à haute fréquence, mieux c'est.


The so-called "the less the inter-layer alternation of the leads, the better" means that the fewer vias (Via) used in the component connection process, the better. Une via peut amener 0.5pF distributed capacitance, La réduction du nombre de trous peut augmenter considérablement la vitesse et réduire la probabilité d'erreurs de données.


3. Les fils entre les broches de l'équipement de circuit à haute fréquence doivent être aussi courts que possible.


L'intensité du rayonnement du signal est proportionnelle à la longueur de la trajectoire de la ligne de signal.. The longer the high-frequency signal lead, Plus il est facile de se connecter aux composants voisins. Alors..., Pour horloge et autres signaux, Oscillateur à cristaux, DDR data, Ligne LVDS, USB lines, Les lignes HDMI et autres lignes de signalisation à haute fréquence doivent être aussi courtes que possible..


4. Notez le « crosstalk» introduit par les lignes de signalisation parallèles rapprochées.


High-frequency circuit wiring should pay attention to the "crosstalk" introduced by the close parallel routing of signal lines. Crosstalk est le phénomène de couplage entre les lignes de signal qui ne sont pas directement connectées. Since high-frequency signals are transmitted in the form of electromagnetic waves along the transmission line, La ligne de signal agira comme une antenne, and the energy of the electromagnetic field will be emitted around the transmission line. En raison du couplage mutuel des champs électromagnétiques entre les signaux, un signal sonore indésirable peut être généré.. Called crosstalk (Crosstalk). The parameters of the Circuits imprimés layer, the spacing of the signal lines, Caractéristiques électriques des extrémités d'entraînement et de réception, Et le mode de terminaison de la ligne de signal a une certaine influence sur le crosstalk. Therefore, in order to reduce the crosstalk of high-frequency signals, Dans la mesure du possible, les points suivants doivent être réalisés lors du câblage:


Si l'espace de câblage le permet, insérer un fil de mise à la terre ou une couche de mise à la terre entre deux fils avec des échanges graves, ce qui peut isoler et réduire les échanges;


(2) When there is a time-varying electromagnetic field in the space surrounding the signal line, Si l'allocation parallèle ne peut être évitée, a large area of "ground" can be arranged on the opposite side of the parallel signal line to greatly reduce interference;


Si l'espace de câblage le permet, augmenter l'espacement entre les lignes de signalisation adjacentes, réduire la longueur parallèle des lignes de signalisation et faire en sorte que les lignes d'horloge soient perpendiculaires aux lignes de signalisation clés au lieu d'être parallèles autant que possible;


Si le câblage parallèle dans la même couche est presque in évitable, les directions de câblage doivent être perpendiculaires les unes aux autres dans deux couches adjacentes;


Dans les circuits numériques, le signal d'horloge habituel est un signal dont les bords changent rapidement et qui a un haut niveau de crosstalk externe. Par conséquent, dans la conception, la ligne d'horloge devrait être entourée d'un fil de terre, et plus de trous de fil de terre devraient être utilisés pour réduire la capacité distribuée, réduisant ainsi le crosstalk;


Pour l'horloge de signal à haute fréquence, le signal d'horloge différentielle à basse tension doit être utilisé autant que possible et le mode de mise à la terre doit être enveloppé, et l'intégrité de la mise à la terre doit être notée;


Ne raccrochez pas les bornes d'entrée inutilisées, mais mettez - les à la terre ou connectez - les à l'alimentation électrique (l'alimentation électrique est également mise à la terre dans la boucle de signal à haute fréquence), car la ligne de suspension peut être équivalente à l'antenne émettrice et la mise à la terre peut inhiber L'émission. La pratique a montré que l'élimination des conversations croisées par cette méthode a parfois un effet immédiat.

ATL

5. Isolate the ground wire of high-frequency digital signal and analog signal ground wire


Lorsqu'un fil de terre analogique, un fil de terre numérique, etc., est relié à un fil de terre commun, il est relié ou directement isolé à l'aide d'une bille d'étranglement à haute fréquence et l'emplacement approprié est choisi pour l'interconnexion en un seul point. Le potentiel de mise à la terre du signal numérique à haute fréquence est souvent incohérent. Il y a généralement une certaine différence de tension entre les deux. De plus, les fils au sol des signaux numériques à haute fréquence sont généralement très riches en composants harmoniques des signaux à haute fréquence. Lorsque le signal numérique au sol est directement relié au signal analogique au sol, l'harmonique du signal à haute fréquence interférera avec le signal analogique par couplage au sol. Par conséquent, dans des conditions normales, les fils au sol des signaux numériques à haute fréquence sont isolés des fils au sol des signaux analogiques et la méthode d'interconnexion à un seul point peut être utilisée en place, ou la méthode d'interconnexion à billes d'étranglement à haute fréquence peut être utilisée.


6. Ajouter un condensateur de découplage à haute fréquence à la broche d'alimentation du bloc de circuit intégré


Ajouter un condensateur de découplage à haute fréquence aux broches d'alimentation de chaque bloc de circuits intégrés à proximité. Increasing the high-frequency decoupling capacitor of the power supply pin can effectively suppress the interference of high-frequency harmonics on the power supply pin.


7. Évitez le câblage en boucle


Toutes les pistes de signaux à haute fréquence ne doivent pas former autant de boucles que possible.. Si c'est inévitable,, La zone de la boucle doit être aussi petite que possible.


8. Une bonne correspondance de l'impédance du signal doit être assurée.


In the process of signal transmission, Lorsque l'impédance ne correspond pas, the signal will be reflected in the transmission channel, La réflexion provoquera un dépassement du signal Composite, causing the signal to fluctuate near the logic threshold.


La méthode de base pour éliminer la réflexion est de bien correspondre à l'impédance du signal transmis.. Since the greater the difference between the load impedance and the characteristic impedance of the transmission line, Plus la réflexion est grande, Par conséquent, l'impédance caractéristique de la ligne de transmission du signal doit être aussi égale que possible à l'impédance de charge.. En même temps, pay attention to the transmission line on the Circuits imprimés Pas de changement soudain ou de virage, and try to keep the impedance of each point of the transmission line continuous, Sinon, il y a réflexion entre les parties de la ligne de transmission. This requires that during high-speed Circuits imprimés wiring, the following wiring rules must be observed:


(1) LVDS wiring rules. Nécessite un routage différentiel du signal LVDS, line width 7mil, Espacement des lignes 6mil, the purpose is to control the differential signal impedance of HDMI to 100+-15% ohm;


Règles de câblage USB. Le routage différentiel du signal USB est nécessaire, avec une largeur de ligne de 10mil, un espacement de ligne de 6mil et un espacement de ligne de sol et de signal de 6mil;


Règles de câblage HDMI. Le routage différentiel du signal HDMI est nécessaire, avec une largeur de ligne de 10mil et un espacement de ligne de 6mil. L'espacement entre deux paires de signaux différentiels HDMI est supérieur à 20mil;


Règles de câblage DDR. La trace ddr1 exige que le signal ne traverse pas le trou autant que possible, que la largeur de la ligne de signal soit égale et que l'espacement des lignes soit égal. Les traces doivent respecter le principe 2W afin de réduire les échanges entre les signaux. Pour les équipements à grande vitesse DDR2 et plus, des données à haute fréquence sont également nécessaires. La longueur de la ligne est égale pour s'assurer que l'impédance du signal correspond.


Maintenir l'intégrité de la transmission du signal afin d'éviter le « rebond du sol » causé par la rupture du sol..