Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Công nghệ vi sóng

Công nghệ vi sóng - Một số mẹo định tuyến bạn cần biết về thiết kế mạch tần số cao

Công nghệ vi sóng

Công nghệ vi sóng - Một số mẹo định tuyến bạn cần biết về thiết kế mạch tần số cao

Một số mẹo định tuyến bạn cần biết về thiết kế mạch tần số cao

2021-09-15
View:751
Author:Belle

Các mạch tần số cao có xu hướng tích hợp cao và mật độ dây cao. Việc sử dụng các tấm nhiều lớp không chỉ cần thiết cho hệ thống dây điện mà còn là một phương tiện hiệu quả để giảm nhiễu. Trong giai đoạn bố trí PCB, sự lựa chọn hợp lý của kích thước bảng in với một số lớp nhất định, có thể sử dụng đầy đủ lớp giữa thiết lập lá chắn, tốt hơn để đạt được gần mặt đất, giảm hiệu quả cảm ký sinh và rút ngắn chiều dài truyền tín hiệu, Tất cả các phương pháp này đều có lợi cho độ tin cậy của mạch tần số cao, chẳng hạn như giảm biên độ nhiễu chéo tín hiệu.


Trong trường hợp của cùng một vật liệu, tiếng ồn của bảng bốn lớp thấp hơn 20dB so với bảng hai lớp. Tuy nhiên, cũng có một vấn đề. Số lượng nửa lớp PCB càng cao, quy trình sản xuất càng phức tạp và chi phí đơn vị càng cao. Điều này đòi hỏi ngoài việc lựa chọn số lớp PCB phù hợp, kế hoạch bố trí linh kiện hợp lý và áp dụng các quy tắc dây chính xác để hoàn thành thiết kế. Sau đây tóm tắt một số kinh nghiệm của hệ thống dây tần số cao:


  1. Càng ít lớp chì xen kẽ giữa các chân của các thiết bị mạch tần số cao càng tốt Cái gọi là "ít xen kẽ giữa các lớp chì càng tốt" có nghĩa là càng ít lỗ (Via) được sử dụng trong quá trình kết nối các thành phần càng tốt. Quá lỗ có thể mang lại điện dung phân tán khoảng 0,5pF, giảm số lượng quá lỗ có thể làm tăng đáng kể tốc độ và giảm khả năng lỗi dữ liệu.



2. Dây dẫn ngắn hơn giữa các chân của thiết bị mạch tần số cao càng tốt. Cường độ bức xạ của tín hiệu tỷ lệ thuận với chiều dài dấu vết của đường tín hiệu. Dây dẫn tín hiệu tần số cao càng dài, nó càng dễ dàng kết hợp với các bộ phận gần nó. Do đó, đối với các tín hiệu như đồng hồ, bộ dao động tinh thể, dữ liệu DDR, dây LVDS, dây USB, dây HDMI, v.v., dây tín hiệu tần số cao được yêu cầu càng ngắn càng tốt.


Mạch tần số cao

3. Độ cong dẫn giữa các chân của thiết bị điện tử tốc độ cao càng ít càng tốt Các dây dẫn của hệ thống dây mạch tần số cao tốt nhất là sử dụng đường thẳng đầy đủ, cần phải rẽ. Nó có thể được xoay bằng một đường chấm 45 độ hoặc vòng cung. Yêu cầu này chỉ được sử dụng để tăng cường độ cố định của lá đồng trong mạch tần số thấp, trong đó yêu cầu này được đáp ứng. Một yêu cầu có thể làm giảm phát xạ bên ngoài và khớp nối lẫn nhau của tín hiệu tần số cao.


4. Chú ý đến "Crosstalk" mạch tần số cao được giới thiệu song song gần của đường tín hiệu nên chú ý đến "âm nối tiếp" được giới thiệu bởi dây song song gần của đường tín hiệu. Crosstalk đề cập đến hiện tượng ghép nối giữa các đường tín hiệu không được kết nối trực tiếp. Vì tín hiệu tần số cao được truyền dọc theo đường truyền dưới dạng sóng điện từ, đường tín hiệu sẽ hoạt động như ăng ten và năng lượng từ trường điện từ sẽ được phát ra xung quanh đường truyền. Tín hiệu nhiễu không mong muốn được tạo ra do sự kết hợp của các trường điện từ giữa các tín hiệu. Nó được gọi là Tương thanh. Các thông số của lớp PCB, khoảng cách giữa các đường tín hiệu, các đặc tính điện của đầu truyền động và đầu nhận và phương pháp kết thúc của đường tín hiệu đều có ảnh hưởng nhất định đến nhiễu xuyên âm. Do đó, để giảm nhiễu xuyên âm của tín hiệu tần số cao, bạn cần thực hiện những điều sau đây khi định tuyến:


(1) Chèn dây nối đất hoặc mặt phẳng nối đất giữa hai dây có nhiễu xuyên âm nghiêm trọng hơn khi không gian dây cho phép, có thể đóng vai trò cách ly và giảm nhiễu xuyên âm;

(2) Khi không gian xung quanh đường tín hiệu biến thành trường điện từ, nếu không thể tránh được sự phân bố song song, một khu vực rộng lớn của "mặt đất" có thể được bố trí ở phía đối diện của đường tín hiệu song song để giảm đáng kể nhiễu;

(3) Nếu không gian cáp cho phép, tăng khoảng cách giữa các đường tín hiệu liền kề, giảm chiều dài song song của các đường tín hiệu và cố gắng làm cho đường đồng hồ vuông góc với đường tín hiệu chính thay vì song song;


(4) Nếu hệ thống dây song song trong cùng một lớp là gần như không thể tránh khỏi, thì trong hai lớp liền kề, hướng của hệ thống dây phải vuông góc với nhau;

(5) Trong mạch kỹ thuật số, tín hiệu đồng hồ thông thường là tín hiệu có sự thay đổi cạnh nhanh, có nhiễu xuyên âm bên ngoài cao. Do đó, trong thiết kế, dây đồng hồ nên được bao quanh bởi dây mặt đất và nên sử dụng nhiều lỗ dây mặt đất hơn để giảm điện dung phân phối và do đó ít nhiễu xuyên âm;

(6) Đối với đồng hồ tín hiệu tần số cao, cố gắng áp dụng tín hiệu đồng hồ vi sai áp suất thấp và phương pháp bao phủ mặt đất, và chú ý đến tính toàn vẹn của lỗ khoan mặt đất;

(7) Thay vì treo thiết bị đầu vào không sử dụng, hãy nối đất hoặc kết nối nó với nguồn điện (nguồn điện cũng được nối đất trong vòng lặp tín hiệu tần số cao), vì dây treo có thể tương đương với ăng-ten phát và mặt đất sẽ ức chế phát. Thực tiễn đã chứng minh, dùng phương pháp này loại bỏ nhiễu xuyên âm đôi khi có thể thấy được kết quả ngay lập tức.


5. Tách đường dây mặt đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao khỏi đường dây mặt đất của tín hiệu tương tự Khi đường dây mặt đất tương tự, đường dây mặt đất kỹ thuật số, v.v. được kết nối với đường dây mặt đất chung, sử dụng hạt từ trường choke tần số cao để kết nối hoặc cách ly trực tiếp, và chọn nơi thích hợp để kết nối một điểm. Điện thế nối đất của các đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao thường không nhất quán. Thường có một sự khác biệt điện áp nhất định trực tiếp giữa hai. Ngoài ra, các đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao thường chứa các thành phần hài hòa rất phong phú của tín hiệu tần số cao. Khi đường dây mặt đất tín hiệu kỹ thuật số và đường dây mặt đất tín hiệu tương tự được kết nối trực tiếp, sóng hài của tín hiệu tần số cao can thiệp vào tín hiệu tương tự bằng cách ghép nối dây mặt đất. Do đó, trong điều kiện bình thường, đường đất của tín hiệu kỹ thuật số tần số cao và đường đất của tín hiệu tương tự phải được cách ly, có thể sử dụng phương pháp kết nối một điểm ở vị trí thích hợp, cũng có thể sử dụng phương pháp kết nối hạt từ trường tần số cao.


6. Thêm tụ điện tách rời tần số cao trên chân nguồn của khối IC Thêm tụ điện tách rời tần số cao trên mỗi chân nguồn của khối IC gần đó. Tăng tụ tách tần số cao của chân nguồn, có thể ức chế hiệu quả sự can thiệp của sóng hài tần số cao vào chân nguồn.

7. Tránh hệ thống dây điện hình thành vòng lặp Các dấu vết tín hiệu tần số cao khác nhau nên cố gắng không hình thành vòng lặp càng nhiều càng tốt. Nếu không thể tránh khỏi, khu vực vòng lặp nên càng nhỏ càng tốt.


8. Phải đảm bảo rằng trở kháng tín hiệu tốt phù hợp trong quá trình truyền tín hiệu, khi trở kháng không phù hợp, tín hiệu sẽ được phản xạ trong kênh truyền, phản xạ sẽ dẫn đến tín hiệu tổng hợp hình thành quá mức, dẫn đến tín hiệu dao động gần ngưỡng logic.


Cách cơ bản để loại bỏ phản xạ là làm cho trở kháng của tín hiệu truyền tải phù hợp. Vì sự khác biệt giữa trở kháng tải và trở kháng đặc trưng của đường truyền càng lớn, phản xạ càng lớn, do đó, trở kháng đặc trưng của đường truyền tín hiệu phải bằng với trở kháng tải càng nhiều càng tốt. Đồng thời, xin lưu ý rằng đường truyền trên PCB không thể có sự thay đổi đột ngột hoặc góc, và cố gắng giữ trở kháng tại mỗi điểm của đường truyền liên tục, nếu không sẽ có phản xạ giữa các bộ phận khác nhau của đường truyền. Điều này đòi hỏi rằng trong quá trình định tuyến PCB tốc độ cao, các quy tắc định tuyến sau đây phải được tuân thủ:


(1) Quy tắc dây LVDS

Yêu cầu định tuyến vi sai tín hiệu LVDS, chiều rộng đường dây 7 triệu và khoảng cách đường dây 6 triệu, mục đích là để kiểm soát trở kháng tín hiệu vi sai HDMI ở 100+-15% ohms;

(2) Quy tắc dây USB

Cần có đường phân phối tín hiệu USB khác biệt, chiều rộng đường dây 10 triệu, khoảng cách đường dây 6 triệu, khoảng cách đường dây mặt đất và tín hiệu 6 triệu;

(3) Quy tắc dây HDMI

Yêu cầu định tuyến khác biệt tín hiệu HDMI, chiều rộng đường dây 10 triệu, khoảng cách đường dây 6 triệu, khoảng cách giữa hai cặp tín hiệu khác biệt HDMI vượt quá 20 triệu;

(4) Quy tắc cáp DDR

Dấu vết DDR1 yêu cầu tín hiệu phải càng xa lỗ càng tốt, các đường tín hiệu có chiều rộng bằng nhau và các đường được đặt cách nhau bằng nhau. Dấu vết phải đáp ứng nguyên tắc 2W để giảm nhiễu xuyên âm giữa các tín hiệu. Đối với các thiết bị tốc độ cao từ DDR2 trở lên, dữ liệu tần số cao cũng được yêu cầu. Các đường này có độ dài bằng nhau để đảm bảo rằng trở kháng của tín hiệu phù hợp.