1.Cableado multicapa
Los circuitos de alta frecuencia tienden a tener una alta integración y una alta densidad de cableado. El uso de placas multicapa no solo es necesario para el cableado, sino también un medio eficaz para reducir la interferencia. En la etapa de diseño de PCB, una selección razonable del tamaño de la placa impresa con un cierto número de capas puede hacer un uso completo de la capa intermedia para configurar el escudo, realizar mejor la conexión a tierra cercana y reducir efectivamente la inductancia parásita y acortar la señal. longitud de transmisión, sin dejar de mantener una gran Todos estos métodos son beneficiosos para la fiabilidad de los circuitos de alta frecuencia, como la reducción de la interferencia cruzada de señales.
Algunos datos muestran que cuando se utiliza el mismo material, el ruido de la placa de cuatro capas es 20 dB más bajo que el de la placa de doble cara. Sin embargo, también existe un problema. Cuanto mayor sea el número de medias capas de PCB, más complejo será el proceso de fabricación y mayor será el costo unitario. Esto requiere que seleccionemos placas de PCB con capas adecuadas al realizar el diseño de PCB. Planificación razonable del diseño de componentes y uso de reglas de cableado correctas para completar el diseño.
2.Cuanto menos se doble el cable entre los pines de varios dispositivos electrónicos de alta velocidad, mejor
Es mejor utilizar una línea recta completa para el cableado del circuito de alta frecuencia y es necesario girarlo. Se puede girar mediante una línea discontinua de 45 grados o un arco circular. Este requisito solo se utiliza para mejorar la resistencia de fijación de la lámina de cobre en el circuito de baja frecuencia, mientras que en el circuito de alta frecuencia puede cumplir con este requisito. Un requisito puede reducir la emisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia.
3.Cuanto más corto sea el cable entre los pines del dispositivo de circuito de alta frecuencia, mejor
La intensidad de la radiación de la señal es proporcional a la longitud del trazo de la línea de señal. Cuanto más largo sea el cable de la señal de alta frecuencia, más fácil será acoplarlo a los componentes cercanos. Por lo tanto, para señales como reloj, oscilador de cristal, datos DDR, líneas LVDS, líneas USB, líneas HDMI y otras líneas de señal de alta frecuencia se requiere que sean lo más cortas posible.
4.Cuanto menos alterne la capa de plomo entre los pines del dispositivo de circuito de alta frecuencia, mejor
El llamado" cuanto menor sea la alternancia entre capas de los cables, mejor" significa que cuantas menos vías (Vía) se utilicen en el proceso de conexión de componentes, mejor. Según el lado, una vía puede producir una capacitancia distribuida de 0,5 pF, la reducción del número de vías puede aumentar significativamente la velocidad y reducir la posibilidad de errores de datos.
5. Preste atención a la" crosstalk" introducido por líneas de señal en paralelo con distancias cercanas
El cableado del circuito de alta frecuencia debe prestar atención al" crosstalk" introducido por el enrutamiento paralelo cercano de líneas de señal. La diafonía se refiere al fenómeno de acoplamiento entre líneas de señal que no están conectadas directamente. Debido a que las señales de alta frecuencia se transmiten en forma de ondas electromagnéticas a lo largo de la línea de transmisión, la línea de señal actuará como una antena y la energía del campo electromagnético se emitirá alrededor de la línea de transmisión. Se generan señales de ruido no deseadas entre las señales debido al acoplamiento mutuo de campos electromagnéticos. Llamada diafonía (Crosstalk). Los parámetros de la capa de PCB, el espaciado de las líneas de señal, las características eléctricas del extremo de conducción y el extremo de recepción, y el método de terminación de la línea de señal tienen un cierto impacto en la diafonía. Por lo tanto, para reducir la diafonía de las señales de alta frecuencia, se requieren los siguientes puntos tanto como sea posible al cablear:
①Si el espacio del cableado lo permite, inserte un cable de tierra o un plano de tierra entre los dos cables con diafonía más grave, que puede desempeñar un papel en el aislamiento y reducir la diafonía.
②Cuando hay un campo electromagnético variable en el tiempo en el espacio que rodea la línea de señal, si no se puede evitar la distribución en paralelo, una gran área de" tierra" se puede colocar en el lado opuesto de la línea de señal paralela para reducir en gran medida la interferencia.
③Si el espacio del cableado lo permite, aumente el espacio entre las líneas de señal adyacentes, reduzca la longitud paralela de las líneas de señal e intente que la línea del reloj sea perpendicular a la línea de señal clave en lugar de paralela.
④Si el cableado paralelo en la misma capa es casi inevitable, en dos capas adyacentes, la dirección del cableado debe ser perpendicular entre sí.
⑤En los circuitos digitales, las señales de reloj habituales son señales con cambios de borde rápidos, que tienen una alta diafonía externa. Por lo tanto, en el diseño, la línea de reloj debe estar rodeada por una línea de tierra y deben usarse más agujeros de línea de tierra para reducir la capacitancia distribuida, reduciendo así la diafonía.
⑥Para relojes de señal de alta frecuencia, intente usar señales de reloj diferencial de bajo voltaje y envuelva el modo de tierra, y preste atención a la integridad del golpe de tierra del paquete.
⑦No suspenda el terminal de entrada no utilizado, sino que lo conecte a tierra o conéctelo a la fuente de alimentación (la fuente de alimentación también está conectada a tierra en el bucle de señal de alta frecuencia), porque el cable colgante puede ser equivalente a la antena transmisora, y la conexión a tierra puede inhibir la emisión. La práctica ha demostrado que el uso de este método para eliminar la diafonía a veces puede producir resultados inmediatos.
6. Agregue condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia a las clavijas de alimentación del bloque de circuito integrado
Agregue un condensador de desacoplamiento de alta frecuencia al pin de la fuente de alimentación de cada bloque de circuito integrado cercano. El aumento del condensador de desacoplamiento de alta frecuencia del pin de la fuente de alimentación puede suprimir eficazmente la interferencia de armónicos de alta frecuencia en el pin de la fuente de alimentación.
7. Aísle el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica
Cuando el cable de tierra analógico, el cable de tierra digital, etc.están conectados al cable de tierra público, utilice perlas magnéticas de estrangulamiento de alta frecuencia para conectar o aislar directamente y seleccionar un lugar adecuado para la interconexión de un solo punto. El potencial de tierra del cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia es generalmente inconsistente. A menudo hay una cierta diferencia de voltaje entre los dos directamente. Además, el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia contiene a menudo componentes armónicos muy ricos de la señal de alta frecuencia. Cuando el cable de tierra de la señal digital y el cable de tierra de la señal analógica están conectados directamente, los armónicos de la señal de alta frecuencia interferirán con la señal analógica a través del acoplamiento del cable de tierra. Por lo tanto, en circunstancias normales, el cable de tierra de la señal digital de alta frecuencia y el cable de tierra de la señal analógica deben aislarse, y se puede adoptar un método de interconexión de un solo punto en una posición adecuada, o un método de alta frecuencia. Se puede utilizar una interconexión de perlas magnéticas de estrangulamiento de frecuencia.
8. Evite los bucles formados por el cableado
Todo tipo de trazas de señales de alta frecuencia no deben formar un bucle tanto como sea posible. Si no se puede evitar, el área del bucle debe ser lo más pequeña posible.
9. Debe garantizar una buena coincidencia de impedancia de señal
En el proceso de transmisión de la señal, cuando la impedancia no coincide, la señal se reflejará en el canal de transmisión. La reflexión hará que la señal sintetizada se sobrepase, lo que hará que la señal fluctúe cerca del umbral lógico.
La forma fundamental de eliminar la reflexión es hacer coincidir bien la impedancia de la señal de transmisión. Dado que cuanto mayor es la diferencia entre la impedancia de carga y la impedancia característica de la línea de transmisión, mayor es la reflexión, por lo que la impedancia característica de la línea de transmisión de la señal debe igualarse a la impedancia de carga tanto como sea posible. Al mismo tiempo, tenga en cuenta que la línea de transmisión en la PCB no debe tener cambios bruscos o esquinas, y trate de mantener continua la impedancia de cada punto de la línea de transmisión, de lo contrario habrá reflejos entre los segmentos de la línea de transmisión. Esto requiere que durante el cableado de PCB de alta velocidad, se deben observar las siguientes reglas de cableado:
①Reglas de cableado USB. Requiere enrutamiento diferencial de señal USB, ancho de línea de 10 mil, espaciado de línea de 6 mil, línea de tierra y espaciado de línea de señal de 6 mil.
②Reglas de cableado HDMI. Se requiere enrutamiento diferencial de la señal HDMI, el ancho de línea es de 10 mil, el espaciado de línea es de 6 mil y el espacio entre cada dos conjuntos de pares de señales diferenciales HDMI supera los 20 mil.
③Reglas de cableado LVDS. Requiere enrutamiento diferencial de señal LVDS, ancho de línea 7mil, espaciado de línea 6mil, el propósito es controlar la impedancia de señal diferencial de HDMI a 100+-15% ohm
④Reglas de cableado DDR. Las trazas DDR1 requieren que las señales no pasen por los agujeros tanto como sea posible, las líneas de señal tienen el mismo ancho y las líneas están igualmente espaciadas. La traza debe cumplir con el principio de 2 W para reducir la diafonía entre señales. Para dispositivos de alta velocidad de DDR2 y superiores, también se requieren datos de alta frecuencia. Las líneas tienen la misma longitud para garantizar la adaptación de impedancia de la señal.
10. Mantener la integridad de la transmisión de señales.
Mantenga la integridad de la transmisión de la señal y evite el fenómeno de rebote en el suelo" causado por la división del suelo.