3 Teknik Perutean pada Desain Sirkuit Sinyal Kecepatan Tinggi PCB

Desain Printed Circuit Board (PCB) sangat penting untuk pekerjaan insinyur listrik dan tampaknya tidak mudah untuk mendesain PCB yang sempurna. PCB yang sempurna tidak hanya berasal dari rasionalitas pemilihan dan distribusi komponen tetapi juga konduktivitas sinyalnya yang tinggi. Dalam tesis ini, pengetahuan tentang teknik perutean pada desain sirkuit sinyal kecepatan tinggi PCB akan diperkenalkan dan ditampilkan untuk memberikan bantuan bagi pekerjaan teknik Anda.

Perutean PCB berdasarkan Papan Multi-lapisan

Saat merancang PCB, sebagian besar insinyur ingin menyelesaikan perutean sinyal tinggi dengan menggunakan papan multi-layer. Selain perannya sebagai inti dari PCB, jenis papan multi-layer ini juga mampu mengurangi gangguan sirkuit, yang merupakan metode utama bagi para insinyur yang menghadapi masalah seperti itu. Saat merancang sirkuit sinyal berkecepatan tinggi pada PCB berdasarkan pemanfaatan papan multi-lapisan, para insinyur perlu mengecilkan ukuran papan dengan menentukan jumlah lapisan secara rasional, untuk memanfaatkan lapisan tengah sebaik-baiknya untuk pengaturan pelindung untuk mewujudkan tanah di dekatnya, yang semuanya dapat secara efektif mengurangi induktansi parasit, mengecilkan panjang transmisi sinyal, mengurangi interferensi silang antara sinyal dan sebagainya. Semua metode ini cukup bermanfaat untuk keandalan sirkuit sinyal berkecepatan tinggi.

Terlepas dari metode di atas untuk meningkatkan keandalan transmisi sinyal PCB dengan bantuan papan multi-layer, beberapa data otoritas menunjukkan bahwa ketika bahan yang sama digunakan, kebisingan yang dihasilkan oleh papan empat lapis adalah 20dB lebih rendah daripada 2- papan lapisan. Untuk tekukan timah, semakin sedikit tekukan yang muncul, akan semakin baik. Yang terbaik adalah menggunakan seluruh garis dan ketika pembengkokan diperlukan, garis 45 derajat atau garis Arc dapat digunakan sehingga emisi ke arah luar akan ditebang dari sinyal kecepatan tinggi dan kopling timbal balik dan baik radiasi maupun refleksi akan juga menurun.

Membuat Lead Pin antar Komponen di Sirkuit Kecepatan Tinggi Sependek Mungkin

Dalam proses desain dan perutean sirkuit sinyal kecepatan tinggi PCB, insinyur perlu membuat pin utama antara komponen dalam sirkuit kecepatan tinggi sesingkat mungkin. Karena semakin panjang kabelnya, semakin besar induktansi terdistribusi dan kapasitor terdistribusi, yang akan menyebabkan pantulan dan osilasi di sirkuit berkecepatan tinggi.

Selain pemendekan pin lead antar komponen pada sirkuit berkecepatan tinggi, pergantian lead interlayer antara pin lead komponen pada setiap sirkuit kecepatan tinggi harus dipersingkat dalam proses routing PCB, yang berarti bahwa lubang-lubang dalam proses koneksi komponen harus sesedikit mungkin. Umumnya, lubang tembus dapat menghasilkan kapasitansi terdistribusi 0,5pF, yang jelas akan menyebabkan peningkatan penundaan rangkaian. Sementara itu, dalam proses perutean sirkuit kecepatan tinggi, interferensi silang yang diinduksi oleh perutean paralel jarak pendek saluran sinyal harus dipertimbangkan sepenuhnya. Jika distribusi paralel tidak dapat dilewati, ground skala besar dapat diatur di belakang garis sinyal paralel untuk mengurangi interferensi. Di dua lapisan tetangga, arah perutean harus vertikal.

Sekitar Tanah di Jalur Sinyal yang Sangat Penting atau Bagian Lokal

Dalam proses desain perutean PCB, sekitar tanah disarankan untuk digunakan pada jalur sinyal yang sangat penting atau bagian lokal oleh para insinyur. Perutean dilakukan ke sinyal yang kurang rentan terhadap gangguan seperti sinyal clock dan sinyal analog berkecepatan tinggi pada saat kabel arde untuk perlindungan ditambahkan ke periferal, dengan jalur sinyal yang akan dilindungi di tengah. Ini karena semua jenis perutean sinyal tidak dapat membentuk loop, begitu juga kabel ground. Namun, jika sirkuit perutean loop muncul, gangguan besar akan terjadi di sistem. Keuntungan dari perutean dengan kabel arde yang mengelilingi garis sinyal mengarah pada penghindaran loop yang efektif dalam proses perutean. Disarankan agar satu atau beberapa kapasitor decoupling frekuensi tinggi dipasang di dekat setiap blok sirkuit terpadu. Ketika kabel arde analog atau kabel digital terhubung ke kabel arde publik, tautan choke frekuensi tinggi harus digunakan. Beberapa jalur sinyal berkecepatan tinggi memerlukan perlakuan khusus. Misalnya, sinyal diferensial diperlukan pada lapisan yang sama dan sedekat mungkin dengan perutean paralel. Sinyal apa pun tidak dapat disisipkan di antara jalur sinyal diferensial dan masing-masing harus memiliki panjang yang sama.

Selain metode yang disebutkan di atas, saat merancang perutean sinyal PCB, insinyur harus mencoba menghindari cabang kabel sinyal berkecepatan tinggi atau membentuk rintisan. Karena radiasi elektromagnetik yang relatif besar dapat dihasilkan ketika kabel sinyal frekuensi tinggi dipasang pada lapisan permukaan, kabel sinyal frekuensi tinggi harus diatur antara kabel daya dan kabel ground sehingga radiasi yang dihasilkan akan berkurang pada tingkat tinggi karena elektromagnetik. penyerapan dari kekuasaan dan lapisan bawah.

Tentu saja, dalam proyek praktis, teori tidak pernah datang sebelum praktik. Saya ingin berbagi beberapa pengalaman saya dalam hal desain routing PCB. Pertama, jika Anda bukan satu-satunya perancang perutean PCB, luangkan waktu yang cukup untuk memeriksa rancangan perute. Tindakan pencegahan kecil jauh lebih baik daripada banyak perbaikan. Adalah ide konyol untuk mengharapkan router memahami apa yang Anda pikirkan. Saran dan instruksi Anda adalah yang paling penting dalam tahap utama desain perutean. Semakin banyak informasi yang dapat Anda berikan dan semakin banyak Anda terlibat dalam desain, semakin baik PCB yang akan Anda peroleh. Berikut adalah metode yang baik:Anda dapat menetapkan titik penyelesaian tentatif untuk insinyur desain PCB sehingga prosedur perutean akan berjalan sesuai dengan langkah Anda. Metode ini seperti loop tertutup di mana perutean tidak akan keluar jalur sehingga kemungkinan pengerjaan ulang dapat dikurangi seminimal mungkin.

Kemudian instruksi yang harus Anda berikan kepada teknisi perutean Anda meliputi:deskripsi singkat tentang fungsi sirkuit; sketsa PCB dengan label tempat input dan output; Informasi lapisan PCB seperti ketebalan, jumlah lapisan, informasi rinci dari setiap lapisan sinyal dan pelat tanah; jenis sinyal yang dibutuhkan setiap lapisan; persyaratan dalam hal tempat komponen penting; tempat-tempat tertentu dari komponen bypass; pentingnya garis tercetak; pentingnya sirkuit yang membutuhkan impedansi yang mengendalikan garis cetak; sirkuit yang membutuhkan panjang pemetaan; ukuran komponen; garis tercetak, sirkuit atau komponen yang membutuhkan jarak atau kedekatan; jenis komponen yang diletakkan di atas atau bawah.

Sumber Daya Bermanfaat
• Tips Tata Letak Berkecepatan Tinggi
• Teknik Perutean PCB Berkecepatan Tinggi untuk Mengurangi Pengaruh EMI
• Penelitian Desain PCB Berkecepatan Tinggi dalam Sistem Aplikasi Tertanam
• Tantangan Desain PCB Berkecepatan Tinggi pada Integritas Sinyal dan Solusinya
• Metode Supresi Pemantulan Sinyal pada Tata Letak PCB Berkecepatan Tinggi
• Analisis Integritas Sinyal dan Desain PCB pada Sirkuit Campuran Digital-Analog Berkecepatan Tinggi
• Layanan Pembuatan PCB Fitur Lengkap dari PCBCart - Beberapa opsi Nilai tambah
• Layanan Perakitan PCB Tingkat Lanjut dari PCBCart - Mulai dari 1 buah