Jika frekuensi litar logik digital mencapai atau melebihi 45MHZ~50MHZ, dan litar yang bekerja di atas frekuensi ini telah menyumbang sejumlah tertentu keseluruhan sistem elektronik (contohnya, 1/3), ia biasanya dipanggil frekuensi tinggi litar (litar berbilang lapisan). pinggan). Reka bentuk papan litar frekuensi tinggi adalah proses reka bentuk yang sangat kompleks, dan pendawaiannya adalah penting untuk keseluruhan reka bentuk!
Langkah pertama, pendawaian papan litar berbilang lapisan tinggi
Litar frekuensi tinggi selalunya mempunyai integrasi yang tinggi dan ketumpatan pendawaian yang tinggi. Penggunaan papan litar berbilang lapisan bukan sahaja diperlukan untuk pendawaian, tetapi juga cara yang berkesan untuk mengurangkan gangguan. Dalam peringkat Susun Atur PCB, saiz papan litar bercetak dengan bilangan lapisan tertentu dipilih secara munasabah, dan lapisan perantaraan boleh digunakan sepenuhnya untuk menetapkan pelindung, supaya dapat merealisasikan pembumian terdekat dengan lebih baik, dan mengurangkan parasit secara berkesan. induktansi dan memendekkan panjang penghantaran isyarat, dan pada masa yang sama, pengurangan Amplitud besar gangguan silang isyarat, dan lain-lain, semua kaedah ini memberi manfaat kepada kebolehpercayaan litar frekuensi tinggi. Sesetengah data menunjukkan bahawa apabila bahan yang sama digunakan, hingar papan empat lapisan (papan litar berbilang lapisan) adalah 20dB lebih rendah daripada papan bermuka dua. Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, terdapat juga masalah. Semakin tinggi nombor separuh lapisan papan litar, semakin kompleks proses pembuatan dan semakin tinggi kos unit. Ini memerlukan kami memilih papan litar dengan bilangan lapisan yang sesuai semasa menjalankan Susun Atur PCB. Perancangan susun atur komponen yang munasabah, dan gunakan peraturan pendawaian yang betul untuk melengkapkan reka bentuk.
Langkah kedua, semakin kurang lenturan plumbum antara pin peranti elektronik berkelajuan tinggi, lebih baik
Sumbu pendawaian litar frekuensi tinggi sebaik-baiknya adalah semua garis lurus, dan ia perlu dipusing. Ia boleh diputar dengan 45-garisan putus darjah atau lengkok. Keperluan ini hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan penetapan kerajang kuprum dalam litar frekuensi rendah, manakala dalam litar frekuensi tinggi, keperluan ini dipenuhi. Keperluan boleh mengurangkan pelepasan luaran dan gandingan bersama isyarat frekuensi tinggi.
Langkah ketiga, semakin kurang seli antara lapisan plumbum antara pin peranti litar frekuensi tinggi, lebih baik
Apa yang dipanggil "semakin kurang selang-seli interlayer petunjuk, lebih baik" bermakna bahawa lebih sedikit vias (Via) digunakan dalam proses sambungan komponen, lebih baik. Mengikut sisi, melalui PCB boleh membawa kira-kira 0.5pF kemuatan teragih, dan mengurangkan bilangan vias boleh meningkatkan kelajuan dengan ketara dan mengurangkan kemungkinan ralat data.
Langkah keempat, lebih pendek plumbum antara pin peranti litar frekuensi tinggi (papan litar berbilang lapisan), lebih baik
Keamatan sinaran isyarat adalah berkadar dengan panjang jejak garis isyarat. Lebih panjang petunjuk isyarat frekuensi tinggi, lebih mudah untuk digandingkan dengan komponen yang berdekatan dengannya. Oleh itu, untuk isyarat seperti jam, pengayun kristal, data DDR, Talian isyarat frekuensi tinggi seperti talian LVDS, talian USB dan talian HDMI dikehendaki sesingkat mungkin.
Helah kelima, perhatikan "crosstalk" yang diperkenalkan oleh pendawaian selari garis isyarat dalam jarak dekat
Dalam pendawaian litar frekuensi tinggi, perhatian harus diberikan kepada "crosstalk" yang diperkenalkan oleh pendawaian selari talian isyarat dalam jarak yang dekat. Crosstalk merujuk kepada fenomena gandingan antara talian isyarat yang tidak bersambung secara langsung. Oleh kerana isyarat frekuensi tinggi dihantar sepanjang talian penghantaran dalam bentuk gelombang elektromagnet, garis isyarat akan bertindak sebagai antena, dan tenaga medan elektromagnet akan dipancarkan di sekitar talian penghantaran. Dipanggil crosstalk (Crosstalk). Parameter lapisan PCB, jarak garis isyarat, ciri elektrik hujung pemacu dan hujung penerima, dan kaedah penamatan garis isyarat semuanya mempunyai pengaruh tertentu pada crosstalk. Oleh itu, untuk mengurangkan crosstalk isyarat frekuensi tinggi, perlu melakukan perkara berikut sebanyak mungkin semasa pendawaian:
Di bawah syarat ruang pendawaian membenarkan, masukkan wayar pembumian atau satah pembumian di antara dua garisan dengan crosstalk yang serius, yang boleh memainkan peranan pengasingan dan mengurangkan crosstalk.
Apabila terdapat medan elektromagnet yang berubah-ubah masa dalam ruang di sekeliling garis isyarat, jika pengedaran selari tidak dapat dielakkan, kawasan "tanah" yang besar boleh disusun pada bahagian bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangkan gangguan dengan banyak.
Di bawah premis bahawa ruang pendawaian membenarkan, tambahkan jarak antara garis isyarat bersebelahan, kurangkan panjang selari garis isyarat, dan cuba buat garis jam berserenjang dengan garis isyarat utama dan bukannya selari.
Jika jejak selari dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dielakkan, dalam dua lapisan bersebelahan, arah jejak mesti berserenjang antara satu sama lain.
Dalam litar digital, isyarat jam biasa ialah isyarat dengan perubahan tepi pantas, dan crosstalk luaran adalah besar. Oleh itu, dalam reka bentuk, garisan jam harus dikelilingi oleh wayar tanah dan lebih banyak lubang wayar tanah harus dibuat untuk mengurangkan kapasiti teragih dan dengan itu mengurangkan crosstalk.
Untuk jam isyarat frekuensi tinggi, cuba gunakan isyarat jam pembezaan voltan rendah dan balut tanah, dan anda perlu memberi perhatian kepada integriti tebukan tanah.
Jangan gantung terminal input yang tidak digunakan, tetapi tanahkannya atau sambungkannya ke bekalan kuasa (bekalan kuasa juga dibumikan dalam gelung isyarat frekuensi tinggi), kerana garisan berjuntai mungkin bersamaan dengan antena pemancar, dan pembumian boleh menyekat pelepasan. Amalan telah membuktikan bahawa menghapuskan crosstalk dengan cara ini kadangkala boleh berkesan serta-merta.
Langkah keenam, pin kuasa blok litar bersepadu (papan litar berbilang lapisan) meningkatkan kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi
Kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi ditambah berhampiran pin bekalan kuasa setiap blok litar bersepadu. Menambah kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi pada pin kuasa boleh menyekat gangguan yang disebabkan oleh harmonik frekuensi tinggi pada pin kuasa dengan berkesan.
Langkah ketujuh, elakkan gelung yang dibentuk oleh pendawaian
Semua jenis jejak isyarat frekuensi tinggi tidak boleh membentuk gelung sebanyak mungkin. Jika ia tidak dapat dielakkan, kawasan gelung hendaklah disimpan sekecil mungkin.
Helah kelapan ialah mengasingkan wayar pembumian bagi isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar pembumian bagi isyarat analog.
Apabila wayar pembumian analog, wayar pembumian digital, dsb. disambungkan ke wayar pembumian awam, manik magnet pencekik frekuensi tinggi hendaklah digunakan untuk penyambungan atau pengasingan terus dan penyambungan satu titik di tempat yang sesuai. Potensi pembumian wayar pembumian bagi isyarat digital frekuensi tinggi secara amnya tidak konsisten, dan selalunya terdapat perbezaan voltan tertentu antara kedua-duanya. Selain itu, wayar pembumian isyarat digital frekuensi tinggi selalunya mempunyai komponen harmonik isyarat frekuensi tinggi yang sangat kaya. Apabila wayar bumi isyarat digital dan wayar bumi isyarat analog disambungkan secara langsung, harmonik isyarat frekuensi tinggi akan mengganggu isyarat analog melalui gandingan wayar bumi. Oleh itu, dalam keadaan biasa, wayar pembumian isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar pembumian isyarat analog perlu diasingkan, yang boleh disambungkan pada satu titik di lokasi yang sesuai, atau disambungkan dengan manik magnet pencekik frekuensi tinggi.
Langkah kesembilan, mesti memastikan padanan impedans isyarat yang baik
Dalam proses penghantaran isyarat, apabila impedans tidak sepadan, isyarat akan mencerminkan isyarat dalam saluran penghantaran, dan pantulan akan menyebabkan isyarat komposit membentuk overshoot, menyebabkan isyarat turun naik berhampiran ambang logik.
Cara asas untuk menghapuskan pantulan adalah untuk menjadikan impedans isyarat penghantaran dipadankan dengan baik. Oleh kerana semakin besar perbezaan antara galangan beban dan galangan ciri talian penghantaran, semakin besar pantulan. Oleh itu, impedans ciri talian penghantaran isyarat hendaklah dibuat sama dengan impedans beban sebanyak mungkin. Pada masa yang sama, perlu diperhatikan bahawa talian penghantaran pada papan litar tidak boleh mempunyai perubahan atau sudut secara tiba-tiba, dan cuba mengekalkan impedans setiap titik talian penghantaran berterusan, jika tidak, akan ada pantulan antara segmen penghantaran barisan.
Ini memerlukan peraturan pendawaian berikut mesti dipatuhi semasa menjalankan pendawaian PCB berkelajuan tinggi:
Peraturan pendawaian USB. Jejak pembezaan untuk isyarat USB diperlukan, dengan lebar garisan 10 mil, jarak baris 6 mil dan jarak 6 mil antara garis bumi dan isyarat.
Peraturan pendawaian HDMI. Surih pembezaan isyarat HDMI diperlukan, lebar talian ialah 10mil, jarak talian ialah 6mil, dan jarak antara setiap dua pasangan isyarat pembezaan HDMI melebihi 20mil.
Peraturan pendawaian LVDS. Jejak pembezaan isyarat LVDS diperlukan, dengan lebar talian 7mil dan jarak talian 6mil. Tujuannya adalah untuk mengawal galangan pasangan isyarat pembezaan HDMI menjadi 100 tambah -15 peratus ohm
Peraturan penghalaan DDR. Pendawaian DDR1 memerlukan isyarat tidak melalui lubang sebanyak mungkin, garis isyarat adalah sama lebar, dan garisan adalah sama jarak. Pendawaian mesti memenuhi prinsip 2W untuk mengurangkan crosstalk antara isyarat. Untuk peranti berkelajuan tinggi DDR2 dan ke atas, data frekuensi tinggi juga diperlukan. Panjang talian adalah sama untuk memastikan padanan impedans isyarat.
Helah kesepuluh adalah untuk mengekalkan integriti penghantaran isyarat dan mencegah "fenomena lantunan tanah" yang disebabkan oleh pemisahan wayar tanah.