1. Praktik umum
Dalam desain PCB, untuk membuat desain papan sirkuit frekuensi tinggi lebih masuk akal, kinerja anti-interferensi yang lebih baik, harus dipertimbangkan dari aspek-aspek berikut:
(1) Pemilihan lapisan yang wajar Saat merutekan papan sirkuit frekuensi tinggi dalam desain PCB, bidang bagian dalam di tengah digunakan sebagai lapisan daya dan ground, yang dapat memainkan peran pelindung, secara efektif mengurangi induktansi parasit, memperpendek panjang jalur sinyal, dan mengurangi interferensi silang antar sinyal.
(2) Mode perutean Mode perutean harus sesuai dengan putaran sudut 45° atau putaran busur, yang dapat mengurangi emisi sinyal frekuensi tinggi dan kopling timbal balik.
(3) Panjang kabel Semakin pendek panjang kabel, semakin baik. Semakin pendek jarak paralel antara dua kawat, semakin baik.
(4) Jumlah lubang tembus Semakin sedikit jumlah lubang tembus, semakin baik.
(5) Arah kabel interlayer Arah kabel interlayer harus vertikal, yaitu lapisan atas horizontal, lapisan bawah vertikal, sehingga mengurangi interferensi antar sinyal.
(6) Lapisan tembaga meningkatkan pentanahan lapisan tembaga dapat mengurangi interferensi antar sinyal.
(7) Penyertaan pemrosesan jalur sinyal penting, secara signifikan dapat meningkatkan kemampuan anti-interferensi sinyal, tentu saja, juga dapat berupa penyertaan pemrosesan sumber interferensi, sehingga tidak dapat mengganggu sinyal lain.
(8) Kabel sinyal tidak merutekan sinyal secara loop. Rutekan sinyal dalam mode Daisy chain.
2. Prioritas kabel
Prioritas jalur sinyal utama: sinyal kecil analog, sinyal kecepatan tinggi, sinyal jam dan sinyal sinkronisasi dan kabel prioritas sinyal utama lainnya
Prinsip kepadatan: Mulailah pengkabelan dari koneksi paling rumit di papan. Mulailah pengkabelan dari area papan yang paling padat kabelnya.
Hal-hal yang perlu diperhatikan:
A. Usahakan untuk menyediakan lapisan kabel khusus untuk sinyal-sinyal penting seperti sinyal clock, sinyal frekuensi tinggi, dan sinyal sensitif, serta pastikan area loop minimum. Jika perlu, kabel prioritas manual, pelindung, dan peningkatan jarak aman harus diterapkan. Pastikan kualitas sinyal.
b. Lingkungan EMC antara lapisan daya dan tanah buruk, sehingga sinyal yang sensitif terhadap interferensi harus dihindari.
c. Jaringan dengan persyaratan kontrol impedansi harus dikabelkan sejauh mungkin sesuai dengan persyaratan panjang dan lebar saluran.
3, kabel jam
Jalur clock merupakan salah satu faktor terbesar yang memengaruhi EMC. Buat lebih sedikit lubang pada jalur clock, sebisa mungkin hindari berjalan dengan jalur sinyal lain, dan jauhi jalur sinyal umum untuk menghindari interferensi dengan jalur sinyal. Pada saat yang sama, hindari catu daya pada papan sirkuit untuk mencegah interferensi antara catu daya dan clock.
Jika terdapat chip clock khusus pada papan, chip tersebut tidak boleh berada di bawah garis, melainkan harus diletakkan di bawah tembaga. Jika perlu, dapat juga dipasangi isolasi khusus. Untuk banyak osilator kristal referensi chip, osilator kristal ini tidak boleh berada di bawah garis, melainkan harus diletakkan di bawah isolasi tembaga.
4. Garis tegak lurus
Pengkabelan siku-siku umumnya diperlukan untuk menghindari situasi seperti ini pada pengkabelan PCB, dan hampir menjadi salah satu standar untuk mengukur kualitas pengkabelan. Lalu, seberapa besar dampak pengkabelan siku-siku terhadap transmisi sinyal? Pada prinsipnya, perutean siku-siku akan menyebabkan perubahan lebar saluran transmisi, yang mengakibatkan diskontinuitas impedansi. Faktanya, tidak hanya perutean siku-siku, sudut ton, dan perutean sudut lancip yang dapat menyebabkan perubahan impedansi.
Pengaruh rute sudut siku-siku terhadap sinyal terutama tercermin dalam tiga aspek:
Pertama, sudut dapat setara dengan beban kapasitif pada saluran transmisi, memperlambat waktu naik;
Kedua, ketidaksinambungan impedansi akan menyebabkan refleksi sinyal;
Ketiga, EMI yang dihasilkan oleh ujung sudut kanan.
5. Sudut Lancip
(1) Untuk arus frekuensi tinggi, ketika titik belitan kawat menyajikan sudut siku-siku atau bahkan sudut lancip, dekat sudut, kerapatan fluks magnetik dan intensitas medan listrik relatif tinggi, akan memancarkan gelombang elektromagnetik yang kuat, dan induktansi di sini akan relatif besar, induktif akan lebih besar dari sudut tumpul atau sudut bulat.
(2) Untuk pengkabelan bus sirkuit digital, sudut pengkabelan tumpul atau membulat, dan luas pengkabelan relatif kecil. Dalam kondisi spasi baris yang sama, total spasi baris membutuhkan lebar 0,3 kali lebih kecil daripada belokan siku-siku.
6. Rute diferensial
Lih. Pengkabelan diferensial dan pencocokan impedansi
Sinyal Diferensial semakin banyak digunakan dalam perancangan sirkuit berkecepatan tinggi, karena sinyal-sinyal terpenting dalam sirkuit selalu menggunakan struktur diferensial. Definisi: Secara sederhana, ini berarti bahwa driver mengirimkan dua sinyal pembalik yang ekuivalen, dan penerima menentukan apakah status logikanya adalah "0" atau "1" dengan membandingkan selisih antara kedua tegangan tersebut. Pasangan yang membawa sinyal diferensial disebut perutean diferensial.
Dibandingkan dengan perutean sinyal tunggal biasa, sinyal diferensial memiliki keuntungan paling jelas dalam tiga aspek berikut:
a. Kemampuan anti-interferensi yang kuat, karena kopling antara dua kabel diferensial sangat baik, ketika terjadi gangguan derau dari luar, hampir terhubung ke dua jalur pada saat yang bersamaan, dan penerima hanya memperhatikan perbedaan antara dua sinyal, sehingga derau mode umum dari luar dapat sepenuhnya dinetralisir.
b. dapat secara efektif menghambat EMI. Demikian pula, karena polaritas dua sinyal berlawanan, medan elektromagnetik yang dipancarkannya dapat saling meniadakan. Semakin dekat koplingnya, semakin sedikit energi elektromagnetik yang dilepaskan ke dunia luar.
c. Penempatan waktu yang presisi. Karena perubahan switching sinyal diferensial terletak di persimpangan dua sinyal, tidak seperti sinyal ujung tunggal biasa yang bergantung pada tegangan ambang batas tinggi dan rendah, dampak teknologi dan suhu kecil, yang dapat mengurangi kesalahan pengaturan waktu dan lebih cocok untuk sirkuit dengan sinyal amplitudo rendah. LVDS (pensinyalan diferensial tegangan rendah), yang sedang populer saat ini, mengacu pada teknologi pensinyalan diferensial amplitudo kecil ini.
Bagi para insinyur PCB, hal terpenting adalah memastikan bahwa keunggulan perutean diferensial dapat dimanfaatkan sepenuhnya dalam perutean yang sebenarnya. Mungkin selama berhubungan dengan tim Tata Letak, mereka akan memahami persyaratan umum perutean diferensial, yaitu, "panjang yang sama, jarak yang sama".
Panjang yang sama dimaksudkan untuk memastikan bahwa kedua sinyal diferensial selalu mempertahankan polaritas yang berlawanan dan mengurangi komponen mode umum. Ekuidistance terutama dimaksudkan untuk memastikan bahwa impedansi perbedaan konsisten dan mengurangi pantulan. "Sedekat mungkin" terkadang merupakan persyaratan untuk perutean diferensial.
7. Garis ular
Garis berkelok-kelok adalah jenis tata letak yang sering digunakan dalam tata letak. Tujuan utamanya adalah untuk menyesuaikan penundaan dan memenuhi persyaratan desain pengaturan waktu sistem. Hal pertama yang perlu disadari oleh para perancang adalah bahwa kabel berkelok-kelok dapat merusak kualitas sinyal dan mengubah penundaan transmisi, sehingga harus dihindari saat pengkabelan. Namun, dalam desain aktual, untuk memastikan waktu tunggu sinyal yang cukup, atau untuk mengurangi selisih waktu antara kelompok sinyal yang sama, sering kali perlu dilakukan penggulungan secara sengaja.
Hal-hal yang perlu diperhatikan:
Sepasang garis sinyal diferensial, umumnya garis paralel, sesedikit mungkin melalui lubang, harus dilubangi, harus berupa dua garis bersama-sama, untuk mencapai pencocokan impedansi.
Sekelompok bus dengan atribut yang sama harus dirutekan berdampingan sejauh mungkin agar panjangnya sama. Lubang yang mengarah dari patch pad harus sejauh mungkin dari pad.
Waktu posting: 05-Jul-2023
