3 técnicas de enrutamiento en el diseño de circuito de señal de alta velocidad de PCB

El diseño de la placa de circuito impreso (PCB) es esencial para el trabajo de los ingenieros eléctricos y aparentemente no es fácil diseñar una PCB perfecta. Una PCB perfecta se deriva no solo de su racionalidad en la selección y distribución de componentes, sino también de su alta conductividad de señal. En esta tesis, se presentarán y mostrarán los conocimientos sobre técnicas de enrutamiento en el diseño de circuitos de señales de alta velocidad de PCB con el fin de brindar ayuda para su trabajo de ingeniería.

Enrutamiento de PCB basado en placa multicapa

Al diseñar PCB, a la mayoría de los ingenieros les gustaría completar el enrutamiento de señal alta mediante el uso de placas multicapa. Además de su papel como núcleo de PCB, este tipo de placa multicapa también es capaz de disminuir la interferencia del circuito, que es un método principal para los ingenieros que se enfrentan a este problema. Al diseñar el circuito de señal de alta velocidad en PCB basado en la utilización de una placa multicapa, los ingenieros deben reducir el tamaño de la placa determinando racionalmente el número de capas, para hacer el mejor uso de la capa intermedia para la configuración del escudo para realizar el tierra cercana, todo lo cual puede disminuir efectivamente la inductancia parásita, reducir la longitud de transmisión de la señal, reducir la interferencia cruzada entre las señales, etc. Todos estos métodos son bastante beneficiosos para la confiabilidad del circuito de señal de alta velocidad.

Además de los métodos anteriores para aumentar la confiabilidad de la transmisión de la señal de PCB con la ayuda de la placa multicapa, algunos datos de autoridad muestran que cuando se usa el mismo material, el ruido generado por la placa de cuatro capas es 20 dB más bajo que el de 2- tablero de capas Para la flexión del plomo, cuanto menos aparezca la flexión, mejor será. Es mejor usar toda la línea y cuando se requiere doblar, se puede usar una línea de 45 grados o una línea de arco para que la emisión hacia el exterior se reduzca a partir de la señal de alta velocidad y el acoplamiento mutuo y tanto la radiación como la reflexión serán disminuyó también.

Hacer que el pin conductor entre los componentes en un circuito de alta velocidad sea lo más corto posible

En el proceso de diseño y enrutamiento del circuito de señal de alta velocidad de PCB, los ingenieros deben hacer que el pin conductor entre los componentes en el circuito de alta velocidad sea lo más corto posible. Debido a que cuanto más largo es el cable, mayor es la inductancia distribuida y el capacitor distribuido, lo que conducirá a la reflexión y la oscilación en el circuito de alta velocidad.

Además del acortamiento del pin de plomo entre los componentes en el circuito de alta velocidad, la alternancia de la capa intermedia de plomo entre los pines de plomo de los componentes en cada circuito de alta velocidad debe acortarse en el proceso de enrutamiento de PCB, lo que significa que los orificios pasantes en el proceso de conexión de componentes debe ser la menor posible. En general, un orificio pasante puede generar una capacitancia distribuida de aproximadamente 0,5 pF, lo que obviamente conducirá a un aumento del retardo del circuito. Mientras tanto, en el proceso de enrutamiento de circuitos de alta velocidad, la interferencia cruzada inducida por el enrutamiento paralelo de corto alcance de la línea de señal debe tenerse en cuenta. Si no se puede omitir la distribución en paralelo, se puede establecer una conexión a tierra a gran escala en la parte posterior de las líneas de señal paralelas para reducir la interferencia. En las dos capas vecinas, la dirección de enrutamiento debe ser vertical.

Suelo que rodea las líneas de señal especialmente importantes o partes locales

En el proceso de diseño de enrutamiento de PCB, se sugiere que los ingenieros utilicen el entorno de tierra en las líneas de señal especialmente importantes o en las partes locales. El enrutamiento se lleva a cabo para señales menos susceptibles a la interferencia, como la señal del reloj y la señal analógica de alta velocidad, en el momento en que se agrega el cable a tierra para protección a los periféricos, con las líneas de señal para protegerse en el medio. Esto se debe a que todos los tipos de enrutamiento de señales no pueden formar bucles, ni tampoco el cable de tierra. Sin embargo, si se crea un circuito de enrutamiento en bucle, se producirán grandes interferencias en el sistema. La ventaja de enrutar con cable de tierra alrededor de las líneas de señal conduce a la evitación efectiva de bucles en el proceso de enrutamiento. Se sugiere que uno o varios condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia se instalen cerca de cada bloque de circuito integrado. Cuando se conecta un cable a tierra analógico o un cable digital al cable a tierra público, se debe utilizar un enlace de estrangulación de alta frecuencia. Algunas líneas de señales de alta velocidad requieren un tratamiento especial. Por ejemplo, se requiere una señal diferencial en la misma capa y que esté lo más cerca posible del enrutamiento paralelo. No se puede insertar ninguna señal entre las líneas de señal diferencial y cada una debe tener la misma longitud.

Además de los métodos mencionados anteriormente, al diseñar el enrutamiento de la señal de PCB, los ingenieros deben tratar de evitar la derivación del cableado de la señal de alta velocidad o la formación de talones. Dado que se puede generar una radiación electromagnética relativamente grande cuando los cables de señal de alta frecuencia se colocan en la capa superficial, los cables de señal de alta frecuencia deben colocarse entre los cables de alimentación y de tierra para que la radiación generada se reduzca a un nivel alto debido a la radiación electromagnética. absorción del poder y la capa inferior.

Por supuesto, en el proyecto práctico, la teoría nunca precede a la práctica. Me gustaría compartir parte de mi experiencia en términos de diseño de enrutamiento de PCB. Primero, si no es el único diseñador de enrutamiento de una PCB, dedique suficiente tiempo para verificar el diseño de los enrutadores. La pequeña precaución es mucho mejor que mucha remediación. Es una idea tonta esperar que los enrutadores entiendan lo que piensas. Sus consejos e instrucciones son los más importantes en la etapa primaria del diseño de enrutamiento. Cuanta más información pueda proporcionar y más se involucre en el diseño, mejores PCB obtendrá. Aquí hay un buen método:puede establecer un punto de finalización tentativo para el ingeniero de diseño de PCB para que el procedimiento de enrutamiento despegue estrictamente de acuerdo con sus pasos. Este método es como un ciclo cerrado en el que la ruta no se desviará de la pista, por lo que la posibilidad de volver a trabajar se puede reducir al mínimo.

Luego, las instrucciones que debe proporcionar a sus ingenieros de enrutamiento incluyen:la breve descripción de la función del circuito; el croquis de PCB con etiquetas de lugares de entrada y salida; información de la capa de PCB, como el grosor, el número de capas, la información detallada de cada capa de señal y placa de tierra; el tipo de señal que requiere cada capa; el requisito en cuanto al lugar de los componentes importantes; los lugares específicos de los componentes de derivación; el significado de las líneas impresas; la importancia de los circuitos que necesitan impedancia para controlar las líneas impresas; los circuitos que requieren la longitud de mapeo; el tamaño de los componentes; las líneas impresas, circuitos o componentes que requieran distancia o cercanía; el tipo de componentes colocados en la parte superior o inferior.

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