این نکات سیم کشی PCB را در نظر داشته باشید

1. تمرین عمومی

در طراحی PCB، به منظور معقول تر کردن طراحی برد مدار فرکانس بالا، عملکرد ضد تداخل بهتر، باید از جنبه های زیر در نظر گرفته شود:

(1) انتخاب معقول لایه ها هنگام مسیریابی بردهای مدار با فرکانس بالا در طراحی PCB، صفحه داخلی در وسط به عنوان لایه قدرت و زمین استفاده می شود که می تواند نقش محافظ را ایفا کند، به طور موثری اندوکتانس انگلی را کاهش دهد، طول را کوتاه کند. خطوط سیگنال و کاهش تداخل متقاطع بین سیگنال ها.

(2) حالت مسیریابی حالت مسیریابی باید مطابق با چرخش زاویه ای 45 درجه یا چرخش قوس باشد، که می تواند انتشار سیگنال فرکانس بالا و جفت متقابل را کاهش دهد.

(3) طول کابل هر چه طول کابل کوتاهتر باشد، بهتر است. هرچه فاصله موازی بین دو سیم کمتر باشد، بهتر است.

(4) تعداد سوراخ های عبوری هرچه تعداد سوراخ های عبوری کمتر باشد، بهتر است.

(5) جهت سیم کشی بین لایه جهت سیم کشی بین لایه باید عمودی باشد، یعنی لایه بالایی افقی، لایه پایینی عمودی است تا تداخل بین سیگنال ها کاهش یابد.

(6) پوشش مسی افزایش پوشش مس زمینی می تواند تداخل بین سیگنال ها را کاهش دهد.

(7) گنجاندن پردازش خط سیگنال مهم، می تواند به طور قابل توجهی توانایی ضد تداخل سیگنال را بهبود بخشد، البته، همچنین می تواند شامل پردازش منبع تداخل باشد، به طوری که نمی تواند با سیگنال های دیگر تداخل داشته باشد.

(8) کابل های سیگنال سیگنال ها را در حلقه ها هدایت نمی کنند. سیگنال های مسیر را در حالت زنجیره ای دیزی.

2. اولویت سیم کشی

اولویت خط سیگنال کلیدی: سیگنال کوچک آنالوگ، سیگنال پرسرعت، سیگنال ساعت و سیگنال همگام سازی و سیم کشی اولویت سیگنال های کلیدی دیگر

اصل اول چگالی: سیم کشی را از پیچیده ترین اتصالات روی برد شروع کنید. سیم کشی را از متراکم ترین قسمت سیم کشی برد شروع کنید

نکات قابل توجه:

الف. سعی کنید یک لایه سیم کشی ویژه برای سیگنال های کلیدی مانند سیگنال های ساعت، سیگنال های فرکانس بالا و سیگنال های حساس تهیه کنید و از حداقل منطقه حلقه اطمینان حاصل کنید. در صورت لزوم، سیم کشی اولویت دستی، محافظ و افزایش فاصله ایمنی باید اتخاذ شود. از کیفیت سیگنال اطمینان حاصل کنید.

ب محیط EMC بین لایه قدرت و زمین ضعیف است، بنابراین باید از سیگنال های حساس به تداخل اجتناب شود.

ج شبکه با الزامات کنترل امپدانس باید تا آنجا که ممکن است مطابق با الزامات طول خط و عرض خط سیم کشی شود.

3، سیم کشی ساعت

خط ساعت یکی از بزرگترین عوامل موثر بر EMC است. سوراخ های کمتری در خط ساعت ایجاد کنید، تا حد امکان از راه رفتن با خطوط سیگنال دیگر خودداری کنید و برای جلوگیری از تداخل با خطوط سیگنال، از خطوط سیگنال عمومی دوری کنید. در عین حال، برای جلوگیری از تداخل بین منبع تغذیه و ساعت، باید از منبع تغذیه روی برد خودداری شود.

اگر یک تراشه ساعت خاصی روی تخته وجود دارد، نمی تواند زیر خط برود، باید زیر مس گذاشته شود، در صورت لزوم، همچنین می تواند برای زمین آن خاص باشد. برای بسیاری از نوسانگرهای کریستالی مرجع تراشه، این نوسانگرهای کریستالی نباید زیر خط قرار گیرند تا جداسازی مس را ایجاد کنند.

4. خط در زاویه راست

کابل کشی با زاویه راست به طور کلی برای جلوگیری از وضعیت سیم کشی PCB مورد نیاز است و تقریباً به یکی از استانداردهای اندازه گیری کیفیت سیم کشی تبدیل شده است، بنابراین کابل کشی با زاویه راست چقدر بر انتقال سیگنال خواهد داشت؟ در اصل، مسیریابی با زاویه راست باعث تغییر عرض خط خط انتقال و در نتیجه ناپیوستگی امپدانس می شود. در واقع، نه تنها مسیریابی زاویه راست، بلکه مسیریابی زاویه حاد ممکن است باعث تغییرات امپدانس شود.

تأثیر مسیریابی زاویه راست بر سیگنال عمدتاً در سه جنبه منعکس می شود:

اول، گوشه می تواند معادل بار خازنی در خط انتقال باشد و زمان افزایش را کاهش دهد.

دوم، ناپیوستگی امپدانس باعث انعکاس سیگنال می شود.

سوم، EMI تولید شده توسط نوک زاویه سمت راست.

5. زاویه حاد

(1) برای جریان فرکانس بالا، زمانی که نقطه عطف سیم یک زاویه راست یا حتی یک زاویه حاد، نزدیک گوشه، چگالی شار مغناطیسی و شدت میدان الکتریکی نسبتاً زیاد است، موج الکترومغناطیسی قوی و القایی را تابش می کند. در اینجا نسبتا بزرگ خواهد بود، القایی بزرگتر از زاویه مبهم یا زاویه گرد خواهد بود.

(2) برای سیم کشی اتوبوس مدار دیجیتال، گوشه سیم کشی منفرد یا گرد است، مساحت سیم کشی نسبتا کوچک است. در شرایط یکسان فاصله بین خطوط، کل فاصله خطوط 0.3 برابر عرض کمتری نسبت به چرخش زاویه سمت راست می گیرد.

6. مسیریابی دیفرانسیل

رجوع کنید به سیم کشی دیفرانسیل و تطبیق امپدانس

سیگنال دیفرانسیل بیشتر و بیشتر در طراحی مدارهای پرسرعت استفاده می شود، زیرا مهمترین سیگنال ها در مدارها همیشه از ساختار دیفرانسیل استفاده می کنند. تعریف: در زبان انگلیسی ساده، به این معنی است که راننده دو سیگنال معادل و معکوس ارسال می کند و گیرنده با مقایسه تفاوت بین دو ولتاژ، تعیین می کند که آیا حالت منطقی "0" یا "1" است. به جفت حامل سیگنال دیفرانسیل، مسیریابی دیفرانسیل می گویند.

در مقایسه با مسیریابی سیگنال تک سر معمولی، سیگنال دیفرانسیل بارزترین مزیت را در سه جنبه زیر دارد:

الف توانایی ضد تداخل قوی، زیرا کوپلینگ بین دو سیم دیفرانسیل بسیار خوب است، وقتی تداخل نویز از بیرون وجود داشته باشد، تقریباً همزمان به دو خط کوپل می شود و گیرنده فقط به تفاوت بین آنها اهمیت می دهد. دو سیگنال، بنابراین نویز حالت رایج از بیرون را می توان به طور کامل حذف کرد.

ب می تواند به طور موثر EMI را مهار کند. به طور مشابه، چون قطبیت دو سیگنال مخالف است، میدان های الکترومغناطیسی تابش شده توسط آنها می توانند یکدیگر را خنثی کنند. هرچه اتصال نزدیکتر باشد، انرژی الکترومغناطیسی کمتری به دنیای خارج آزاد می شود.

ج موقعیت یابی زمان بندی دقیق از آنجایی که تغییرات سوئیچینگ سیگنال های دیفرانسیل در محل تقاطع دو سیگنال قرار می گیرد، بر خلاف سیگنال های معمولی تک سر که به ولتاژ آستانه بالا و پایین متکی هستند، تأثیر فناوری و دما کم است که می تواند خطاهای زمان بندی را کاهش دهد و بیشتر باشد. مناسب برای مدارهایی با سیگنال های دامنه کم. LVDS (سیگنال دهی دیفرانسیل ولتاژ پایین)، که در حال حاضر رایج است، به این فناوری سیگنال دهی دیفرانسیل با دامنه کوچک اشاره دارد.

برای مهندسان PCB، مهمترین چیز این است که اطمینان حاصل شود که از مزایای مسیریابی دیفرانسیل می توان به طور کامل در مسیریابی واقعی استفاده کرد. شاید تا زمانی که تماس با افراد Layout الزامات کلی مسیریابی دیفرانسیل را درک کند، یعنی "طول مساوی، مسافت مساوی".

طول مساوی برای اطمینان از این است که دو سیگنال دیفرانسیل همیشه قطب مخالف را حفظ می کنند و جزء حالت مشترک را کاهش می دهند. فاصله یکسانی عمدتاً برای اطمینان از سازگاری امپدانس اختلاف و کاهش بازتاب است. "تا حد امکان نزدیک" گاهی اوقات برای مسیریابی دیفرانسیل الزامی است.

7. خط مار

خط سرپانتین نوعی Layout است که اغلب در چیدمان استفاده می شود. هدف اصلی آن تنظیم تاخیر و برآوردن الزامات طراحی زمان بندی سیستم است. اولین چیزی که طراحان باید بدانند این است که سیم‌های مار مانند می‌توانند کیفیت سیگنال را از بین ببرند و تاخیر انتقال را تغییر دهند و هنگام سیم‌کشی باید از آن‌ها اجتناب کرد. با این حال، در طراحی واقعی، برای اطمینان از زمان نگه‌داری کافی سیگنال‌ها، یا کاهش زمان جابه‌جایی بین همان گروه از سیگنال‌ها، اغلب لازم است که عمدا باد شود.

نکات قابل توجه:

جفت خطوط سیگنال دیفرانسیل، به طور کلی خطوط موازی، تا حد امکان کمتر از طریق سوراخ، باید دو خط با هم باشند تا به تطابق امپدانس دست یابند.

گروهی از اتوبوس‌ها با ویژگی‌های یکسان باید تا آنجا که ممکن است در کنار هم هدایت شوند تا به طول مساوی دست یابند. سوراخی که از پچ پد منتهی می شود تا حد امکان از پد دورتر است.