Εισαγωγή στις τεχνικές σχεδίασης PCB κυκλωμάτων υψηλής συχνότητας Μέρος 1

Ο σχεδιασμός μιας πλακέτας κυκλώματος-υψηλών συχνοτήτων είναι μια περίπλοκη διαδικασία και πολλοί παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν άμεσα την απόδοση του κυκλώματος-υψηλών συχνοτήτων. Ο σχεδιασμός και η καλωδίωση των κυκλωμάτων-υψηλών συχνοτήτων είναι πολύ σημαντικές για ολόκληρο τον σχεδιασμό. Σήμερα, το επαγγελματικό και τεχνικό προσωπικό της Taike Electronics σας προτείνει ειδικά τις ακόλουθες τεχνικές σχεδιασμού PCB κυκλωμάτων υψηλής-συχνότητας, ας ρίξουμε μια ματιά!

Σχεδιασμός PCB κυκλώματος υψηλής συχνότητας

Καλωδίωση πλακέτας πολλαπλών στρώσεων

Τα κυκλώματα υψηλής-συχνότητας έχουν συνήθως υψηλή ενοποίηση και υψηλή πυκνότητα καλωδίωσης. Η χρήση πλακών πολλαπλών-στρώσεων δεν είναι μόνο απαραίτητη για την καλωδίωση, αλλά και ένα αποτελεσματικό μέσο για τη μείωση των παρεμβολών. Στο στάδιο της διάταξης PCB, μια λογική επιλογή του μεγέθους της τυπωμένης πλακέτας με έναν ορισμένο αριθμό στρωμάτων μπορεί να χρησιμοποιήσει πλήρως το ενδιάμεσο στρώμα για τη ρύθμιση της θωράκισης, την καλύτερη πραγματοποίηση της πλησιέστερης γείωσης, την αποτελεσματική μείωση της παρασιτικής επαγωγής, τη συντόμευση της μετάδοσης σήματος μήκος και να μειώσει σημαντικά τις διασταυρούμενες-παρεμβολές σήματος. Αυτές οι μέθοδοι συμβάλλουν στη βελτίωση της αξιοπιστίας των κυκλωμάτων-υψηλών συχνοτήτων. Τα δεδομένα δείχνουν ότι όταν χρησιμοποιείται το ίδιο υλικό, ο θόρυβος της πλακέτας τεσσάρων-επιπέδων είναι 20dB χαμηλότερος από αυτόν της πλακέτας διπλής-όψης. Ωστόσο, υπάρχει και ένα πρόβλημα. Όσο περισσότερος είναι ο αριθμός των μισών-στρωμάτων του PCB, τόσο πιο περίπλοκη είναι η διαδικασία κατασκευής και τόσο υψηλότερο είναι το κόστος μονάδας. Αυτό απαιτεί όχι μόνο να επιλέξουμε τον κατάλληλο αριθμό στρώσεων PCB, αλλά και να σχεδιάσουμε μια λογική διάταξη εξαρτημάτων και να χρησιμοποιήσουμε τους σωστούς κανόνες καλωδίωσης για να ολοκληρώσουμε τη σχεδίαση.

Όσο λιγότερο λυγίζει το ηλεκτρόδιο ανάμεσα στις ακίδες των-ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ταχύτητας, τόσο το καλύτερο

Το καλώδιο της καλωδίωσης του κυκλώματος-υψηλής συχνότητας είναι κατά προτίμηση μια πλήρης ευθεία γραμμή που πρέπει να περιστραφεί. Μπορεί να περιστραφεί κατά 45 μοίρες πολυγραμμή ή τόξο. Αυτή η απαίτηση χρησιμοποιείται μόνο για τη βελτίωση της αντοχής στερέωσης του φύλλου χαλκού στο κύκλωμα χαμηλής-συχνότητας και στο κύκλωμα-υψηλής -σήματα συχνότητας.

Όσο μικρότερη είναι η απαγωγή μεταξύ των ακίδων της συσκευής κυκλώματος-υψηλής συχνότητας, τόσο το καλύτερο

Η ένταση ακτινοβολίας του σήματος είναι ανάλογη με το μήκος καλωδίωσης της γραμμής σήματος. Όσο μεγαλύτερο είναι το καλώδιο σήματος-υψηλής συχνότητας, τόσο πιο εύκολο είναι να ζευγαρώσετε με κοντινά εξαρτήματα. Επομένως, για γραμμές σήματος υψηλής-συχνότητας, όπως ρολόγια σήματος, κρυσταλλικούς ταλαντωτές, δεδομένα DDR, γραμμές LVDS, γραμμές USB και γραμμές HDMI, τα ίχνη πρέπει να είναι όσο το δυνατόν συντομότερα.

Η εναλλαγή των στρωμάτων ηλεκτροδίων μεταξύ των ακροδεκτών-συσκευών κυκλώματος υψηλής συχνότητας είναι όσο το δυνατόν μικρότερη

Το λεγόμενο{{0}}«όσο μικρότερη είναι η εναλλαγή μεταξύ-επίπεδων των απαγωγών, τόσο το καλύτερο» σημαίνει ότι όσο λιγότερες vias (Via) χρησιμοποιούνται στη διαδικασία σύνδεσης στοιχείων, τόσο το καλύτερο. Σύμφωνα με την πλευρά, ένα via μπορεί να φέρει περίπου 0,5pF κατανεμημένη χωρητικότητα και η μείωση του αριθμού των vias μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα και να μειώσει την πιθανότητα σφαλμάτων δεδομένων.

Σχεδιασμός PCB κυκλώματος υψηλής συχνότητας

Δώστε προσοχή στο "crosstalk" που εισάγουν οι γραμμές σήματος παράλληλα με κοντινές αποστάσεις

Η καλωδίωση του κυκλώματος υψηλής-συχνότητας θα πρέπει να δίνει προσοχή στο "crosstalk" που εισάγεται από τη στενή παράλληλη δρομολόγηση των γραμμών σήματος. Το Crosstalk αναφέρεται στο φαινόμενο σύζευξης μεταξύ γραμμών σήματος που δεν συνδέονται άμεσα. Επειδή τα σήματα υψηλής-συχνότητας μεταδίδονται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων κατά μήκος της γραμμής μετάδοσης, η γραμμή σήματος θα λειτουργεί ως κεραία και η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου θα εκπέμπεται γύρω από τη γραμμή μετάδοσης. Παράγονται ανεπιθύμητα σήματα θορύβου λόγω της αμοιβαίας σύζευξης ηλεκτρομαγνητικών πεδίων μεταξύ των σημάτων. Ονομάζεται crosstalk (Crosstalk). Οι παράμετροι του στρώματος PCB, η απόσταση των γραμμών σήματος, τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του άκρου οδήγησης και του άκρου λήψης και η μέθοδος τερματισμού της γραμμής σήματος έχουν όλα κάποιο αντίκτυπο στη διασταύρωση.

Τα παραπάνω εισάγουν προσωρινά πέντε τεχνικές σχεδίασης κυκλωμάτων υψηλής-συχνότητας PCB και ελπίζω να σας παράσχω κάποια αναφορά!