1. Clínica geral
No projeto do PCB, para tornar o projeto da placa de circuito de alta frequência mais razoável, melhor desempenho anti-interferência, deve-se considerar os seguintes aspectos:
(1) Seleção razoável de camadas Ao rotear placas de circuito de alta frequência no projeto de PCB, o plano interno no meio é usado como camada de energia e aterramento, que pode desempenhar uma função de blindagem, reduzir efetivamente a indutância parasita, encurtar o comprimento das linhas de sinal e reduzir a interferência cruzada entre os sinais.
(2) Modo de roteamento O modo de roteamento deve estar de acordo com o giro de ângulo de 45° ou giro de arco, o que pode reduzir a emissão de sinal de alta frequência e o acoplamento mútuo.
(3) Comprimento do cabo Quanto menor o comprimento do cabo, melhor. Quanto menor a distância paralela entre dois fios, melhor.
(4) Número de furos passantes Quanto menor o número de furos passantes, melhor.
(5) Direção da fiação intercamada A direção da fiação intercamada deve ser vertical, ou seja, a camada superior é horizontal, a camada inferior é vertical, de modo a reduzir a interferência entre os sinais.
(6) O revestimento de cobre aumenta o aterramento do revestimento de cobre, o que pode reduzir a interferência entre os sinais.
(7) A inclusão do processamento de linha de sinal importante pode melhorar significativamente a capacidade anti-interferência do sinal, é claro, também pode ser a inclusão do processamento da fonte de interferência, de modo que não possa interferir em outros sinais.
(8)Os cabos de sinal não roteiam os sinais em loops. Roteiam os sinais em modo de encadeamento.
2. Prioridade de fiação
Prioridade da linha de sinal principal: sinal analógico pequeno, sinal de alta velocidade, sinal de relógio e sinal de sincronização e outras fiações de prioridade de sinais principais
Princípio da densidade em primeiro lugar: comece a fiação a partir das conexões mais complexas da placa. Comece a fiação a partir da área com maior densidade de fios da placa.
Pontos a serem observados:
A. Tente fornecer uma camada de fiação especial para sinais-chave, como sinais de clock, sinais de alta frequência e sinais sensíveis, e garanta a área mínima do loop. Se necessário, devem ser adotadas fiação de prioridade manual, blindagem e aumento do espaçamento de segurança. Garanta a qualidade do sinal.
b. O ambiente de EMC entre a camada de energia e o solo é ruim, portanto, sinais sensíveis à interferência devem ser evitados.
c. A rede com requisitos de controle de impedância deve ser cabeada o máximo possível de acordo com os requisitos de comprimento e largura da linha.
3, fiação do relógio
A linha de clock é um dos maiores fatores que afetam a EMC. Faça menos furos na linha de clock, evite passar por outras linhas de sinal o máximo possível e fique longe das linhas de sinal em geral para evitar interferências. Ao mesmo tempo, a fonte de alimentação da placa deve ser evitada para evitar interferências entre a fonte de alimentação e o clock.
Se houver um chip de clock especial na placa, ele não pode ficar abaixo da linha, devendo ser colocado sob o cobre. Se necessário, também pode ser colocado em seu aterramento especial. Para muitos osciladores de cristal de referência de chip, esses osciladores de cristal não devem ficar abaixo da linha, devendo ser isolados com cobre.
4. Linha em ângulos retos
O cabeamento em ângulo reto é geralmente necessário para evitar situações como a fiação de PCBs e quase se tornou um dos padrões para medir a qualidade da fiação. Então, qual o impacto do cabeamento em ângulo reto na transmissão do sinal? Em princípio, o roteamento em ângulo reto causará alterações na largura da linha de transmissão, resultando em descontinuidade de impedância. De fato, não apenas o roteamento em ângulo reto, mas também o roteamento em ângulo agudo podem causar alterações na impedância.
A influência do roteamento em ângulo reto no sinal se reflete principalmente em três aspectos:
Primeiro, o canto pode ser equivalente à carga capacitiva na linha de transmissão, diminuindo o tempo de subida;
Em segundo lugar, a descontinuidade da impedância causará reflexão do sinal;
Terceiro, EMI produzido pela ponta em ângulo reto.
5. Ângulo Agudo
(1) Para corrente de alta frequência, quando o ponto de viragem do fio apresenta um ângulo reto ou mesmo um ângulo agudo, próximo ao canto, a densidade do fluxo magnético e a intensidade do campo elétrico são relativamente altas, a radiação será uma forte onda eletromagnética, e a indutância aqui será relativamente grande, a indutiva será maior que o ângulo obtuso ou o ângulo arredondado.
(2) Para a fiação de barramento do circuito digital, o canto da fiação é obtuso ou arredondado, e a área da fiação é relativamente pequena. Sob a mesma condição de espaçamento de linha, o espaçamento total da linha ocupa 0,3 vezes menos largura do que a curva em ângulo reto.
6. Roteamento diferencial
Cf. Fiação diferencial e casamento de impedância
O Sinal Diferencial é cada vez mais utilizado no projeto de circuitos de alta velocidade, pois os sinais mais importantes nos circuitos sempre utilizam estrutura diferencial. Definição: Em termos simples, significa que o driver envia dois sinais inversores equivalentes, e o receptor determina se o estado lógico é "0" ou "1" comparando a diferença entre as duas tensões. O par que transporta o sinal diferencial é chamado de roteamento diferencial.
Comparado ao roteamento de sinal single-ended comum, o sinal diferencial tem as vantagens mais óbvias nos três aspectos a seguir:
a. Forte capacidade antiparasitária, porque o acoplamento entre os dois fios diferenciais é muito bom, quando há interferência de ruído externo, ele é quase acoplado às duas linhas ao mesmo tempo, e o receptor só se importa com a diferença entre os dois sinais, então o ruído de modo comum do exterior pode ser completamente cancelado.
b. pode inibir eficazmente a EMI. Da mesma forma, como a polaridade de dois sinais é oposta, os campos eletromagnéticos irradiados por eles podem se cancelar mutuamente. Quanto mais próximo o acoplamento, menos energia eletromagnética é liberada para o mundo exterior.
c. Posicionamento preciso da temporização. Como as mudanças de comutação dos sinais diferenciais estão localizadas na interseção de dois sinais, diferentemente dos sinais single-ended comuns que dependem de tensões de limiar alto e baixo, o impacto da tecnologia e da temperatura é pequeno, o que pode reduzir os erros de temporização e é mais adequado para circuitos com sinais de baixa amplitude. LVDS (sinalização diferencial de baixa tensão), popular atualmente, refere-se a essa tecnologia de sinalização diferencial de pequena amplitude.
Para engenheiros de PCB, o mais importante é garantir que as vantagens do roteamento diferencial possam ser plenamente aproveitadas no roteamento real. Talvez, desde que o contato com o pessoal de Layout permita compreender os requisitos gerais do roteamento diferencial, ou seja, "comprimento igual, distância igual".
O comprimento igual serve para garantir que os dois sinais diferenciais mantenham polaridade oposta o tempo todo e reduzir o componente de modo comum. A equidistância serve principalmente para garantir que a impedância diferencial seja consistente e reduzir a reflexão. "O mais próximo possível" às vezes é um requisito para roteamento diferencial.
7. Linha de cobra
A linha serpentina é um tipo de fiação frequentemente utilizada em layouts. Seu principal objetivo é ajustar o atraso e atender aos requisitos de projeto de temporização do sistema. A primeira coisa que os projetistas precisam entender é que fios em forma de serpente podem prejudicar a qualidade do sinal e alterar o atraso da transmissão, devendo ser evitados durante a fiação. No entanto, em projetos reais, para garantir tempo de retenção suficiente dos sinais ou reduzir o deslocamento de tempo entre o mesmo grupo de sinais, muitas vezes é necessário enrolar deliberadamente.
Pontos a serem observados:
Pares de linhas de sinal diferencial, geralmente linhas paralelas, devem ser perfuradas o mínimo possível através do furo, devem ser duas linhas juntas, a fim de obter o casamento de impedância.
Um grupo de barramentos com os mesmos atributos deve ser roteado lado a lado, o mais longe possível, para atingir o mesmo comprimento. O furo que sai do patch pad deve ser o mais distante possível do pad.
Horário da publicação: 05/07/2023
