1. Splošna praksa
Pri načrtovanju tiskanih vezij je treba za bolj razumno zasnovo visokofrekvenčnih vezij in boljšo zaščito pred motnjami upoštevati naslednje vidike:
(1) Razumna izbira plasti Pri usmerjanju visokofrekvenčnih vezij v zasnovi tiskanih vezij se notranja ravnina na sredini uporablja kot napajalna in ozemljitvena plast, ki lahko igra vlogo zaščite, učinkovito zmanjša parazitsko induktivnost, skrajša dolžino signalnih vodov in zmanjša navzkrižno interferenco med signali.
(2) Način usmerjanja Način usmerjanja mora biti v skladu s kotnim obračanjem 45° ali obračanjem v loku, kar lahko zmanjša oddajanje visokofrekvenčnih signalov in medsebojno sklopitev.
(3) Dolžina kabla Krajša kot je dolžina kabla, bolje je. Krajša kot je vzporedna razdalja med dvema žicama, bolje je.
(4) Število skoznjih lukenj Manjše kot je število skoznjih lukenj, bolje je.
(5) Smer medplastnega ožičenja Smer medplastnega ožičenja mora biti navpična, torej zgornja plast je vodoravna, spodnja plast pa navpična, da se zmanjša interferenca med signali.
(6) Bakrena prevleka poveča ozemljitev bakrene prevleke, kar lahko zmanjša interferenco med signali.
(7) Vključitev pomembne obdelave signalnih linij lahko znatno izboljša sposobnost signala za preprečevanje motenj, seveda pa je mogoče vključiti tudi obdelavo vira motenj, tako da ne more motiti drugih signalov.
(8) Signalni kabli ne usmerjajo signalov v zankah. Signale usmerjajte v načinu verižne povezave.
2. Prioriteta ožičenja
Prednostna linija ključnih signalov: analogni majhen signal, signal visoke hitrosti, signal ure in sinhronizacijski signal ter druge prednostne napeljave ključnih signalov
Načelo gostote na prvem mestu: Začnite ožičenje od najkompleksnejših povezav na plošči. Začnite ožičenje od najgosteje ožičenega dela plošče.
Točke, ki jih je treba upoštevati:
A. Poskusite zagotoviti posebno plast ožičenja za ključne signale, kot so signali ure, visokofrekvenčni signali in občutljivi signali, ter zagotoviti minimalno površino zanke. Po potrebi je treba uporabiti ročno prednostno ožičenje, zaščito in povečanje varnostne razdalje. Zagotovite kakovost signala.
b. EMC okolje med napajalno plastjo in tlemi je slabo, zato se je treba izogibati signalom, občutljivim na motnje.
c. Omrežje z zahtevami glede nadzora impedance mora biti ožičeno čim bolj v skladu z zahtevami glede dolžine in širine voda.
3, ožičenje ure
Signalna linija je eden največjih dejavnikov, ki vplivajo na elektromagnetno združljivost. V liniji ura naredite manj lukenj, čim bolj se izogibajte stiku z drugimi signalnimi linijami in se izogibajte splošnim signalnim linijam, da preprečite motnje med signalnimi linijami. Hkrati se je treba izogibati napajalniku na plošči, da preprečite motnje med napajalnikom in uro.
Če je na plošči poseben taktni čip, ga ne smete namestiti pod črto, ampak ga je treba položiti pod bakreno izolacijo, če je potrebno, ga lahko položijo tudi na posebno ozemljitev. Pri mnogih referenčnih kristalnih oscilatorjih se ti kristalni oscilatorji ne smejo namestiti pod črto, temveč se položi bakrena izolacija.
4. Črta pod pravim kotom
Pravokotno napeljane kable je običajno treba napeljati, da se izognemo situaciji pri ožičenju tiskanih vezij, in so skoraj postale eden od standardov za merjenje kakovosti ožičenja. Kolikšen vpliv ima torej pravokotno napeljane kable na prenos signala? Načeloma pravokotno napeljevanje povzroči spremembo širine daljnovoda, kar povzroči prekinitev impedance. Pravzaprav lahko spremembe impedance povzroči ne le pravokotno napeljevanje, ampak tudi napeljevanje pod ostrim kotom in ostrim kotom.
Vpliv pravokotnega usmerjanja na signal se odraža predvsem v treh vidikih:
Prvič, vogal je lahko enakovreden kapacitivni obremenitvi na daljnovodu, kar upočasni čas vzpona;
Drugič, prekinitev impedance bo povzročila odboj signala;
Tretjič, EMI, ki ga povzroča konica pod pravim kotom.
5. Ostri kot
(1) Pri visokofrekvenčnem toku, ko je prelomna točka žice pod pravim ali celo ostrim kotom, sta gostota magnetnega pretoka in jakost električnega polja relativno visoki, kar pomeni močno sevanje elektromagnetnih valov, induktivnost pa je tukaj relativno velika, induktivnost pa je večja kot pri topem ali zaobljenem kotu.
(2) Pri ožičenju vodila digitalnega vezja je vogal ožičenja topi ali zaobljen, površina ožičenja pa je relativno majhna. Pri enakih pogojih razmika med vrsticami je skupni razmik med vrsticami 0,3-krat manjši od širine pravega kota.
6. Diferencialno usmerjanje
Glej Diferencialno ožičenje in usklajevanje impedance
Diferencialni signal se vse pogosteje uporablja pri načrtovanju visokohitrostnih vezij, ker najpomembnejši signali v vezjih vedno uporabljajo diferencialno strukturo. Definicija: V preprostem jeziku to pomeni, da gonilnik pošlje dva enakovredna, invertirajoča signala, sprejemnik pa s primerjavo razlike med obema napetostma ugotovi, ali je logično stanje "0" ali "1". Par, ki nosi diferencialni signal, se imenuje diferencialno usmerjanje.
V primerjavi z običajnim enostranskim usmerjanjem signalov ima diferencialni signal najbolj očitne prednosti v naslednjih treh vidikih:
a. Močna sposobnost preprečevanja motenj, ker je sklopka med dvema diferencialnima žicama zelo dobra, je šum, ki prihaja od zunaj, skoraj istočasno povezan z obema linijama, sprejemnik pa upošteva le razliko med obema signaloma, tako da se lahko skupni šum od zunaj popolnoma izniči.
b. lahko učinkovito zavira elektromagnetne motnje. Podobno se lahko elektromagnetna polja, ki jih sevajo, medsebojno izničijo, ker sta polariteta dveh signalov nasprotni. Tesnejša kot je povezava, manj elektromagnetne energije se sprosti v zunanji svet.
c. Natančno časovno pozicioniranje. Ker se preklopne spremembe diferencialnih signalov nahajajo na presečišču dveh signalov, je vpliv tehnologije in temperature majhen, za razliko od običajnih enosmernih signalov, ki se zanašajo na visoko in nizko pragovno napetost, kar lahko zmanjša napake v časovnem odčitku in je bolj primerno za vezja z nizko amplitudo signalov. LVDS (nizkonapetostna diferencialna signalizacija), ki je trenutno priljubljena, se nanaša na to tehnologijo diferencialne signalizacije z majhno amplitudo.
Za inženirje tiskanih vezij je najpomembneje zagotoviti, da se prednosti diferencialnega usmerjanja v celoti izkoristijo pri dejanskem usmerjanju. Morda le, če bodo ljudje, ki delajo v stiku z načrtovalci, razumeli splošne zahteve diferencialnega usmerjanja, torej "enaka dolžina, enaka razdalja".
Enaka dolžina zagotavlja, da oba diferencialna signala ves čas ohranjata nasprotno polarnost in zmanjšujeta komponento skupnega načina. Ekvidistanca je namenjena predvsem zagotavljanju enakomerne diferencialne impedance in zmanjšanju odboja. Za diferencialno usmerjanje je včasih zahteva »čim bližje«.
7. Kačja linija
Serpentinska linija je vrsta postavitve, ki se pogosto uporablja pri postavitvi. Njen glavni namen je prilagoditev zakasnitve in izpolnjevanje zahtev načrtovanja sistemskega časa. Najprej se morajo oblikovalci zavedati, da lahko kačaste žice uničijo kakovost signala in spremenijo zakasnitev prenosa, zato se jim je treba pri ožičenju izogibati. Vendar pa je v dejanski zasnovi pogosto potrebno namerno navijanje, da se zagotovi zadosten čas zadrževanja signalov ali zmanjša časovni zamik med isto skupino signalov.
Točke, ki jih je treba upoštevati:
Pare diferencialnih signalnih linij, običajno vzporednih linij, je treba čim manj preluknjati skozi luknjo, morata biti dve liniji skupaj, da se doseže ujemanje impedance.
Skupino vodil z enakimi atributi je treba usmeriti eno ob drugi, kolikor je le mogoče, da se doseže enaka dolžina. Odprtina, ki vodi iz priključne ploščice, je čim dlje oddaljena od ploščice.
Čas objave: 05. julij 2023
