إذا وصل تردد الدائرة المنطقية الرقمية إلى 45 ميجاهرتز ~ 50 ميجاهرتز أو تجاوزها ، وكانت الدائرة التي تعمل فوق هذا التردد قد شكلت مقدارا معينا من النظام الإلكتروني بأكمله (على سبيل المثال ، 1/3) ، فإنها تسمى عادة دائرة عالية التردد (دائرة متعددة الطبقات). لوحة). تصميم لوحة الدوائر عالية التردد هو عملية تصميم معقدة للغاية ، وأسلاكها أمر بالغ الأهمية للتصميم بأكمله!
الخطوة الأولى ، أسلاك لوحة الدوائر عالية متعددة الطبقات
غالبا ما تتمتع الدوائر عالية التردد بتكامل عال وكثافة أسلاك عالية. إن استخدام لوحات الدوائر متعددة الطبقات ليس ضروريا للأسلاك فحسب ، بل هو أيضا وسيلة فعالة لتقليل التداخل. في مرحلة تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يتم اختيار حجم لوحة الدوائر المطبوعة مع عدد معين من الطبقات بشكل معقول ، ويمكن استخدام الطبقة الوسيطة بالكامل لضبط التدريع ، وذلك لتحقيق أقرب تأريض بشكل أفضل ، وتقليل الحث الطفيلي بشكل فعال وتقصير طول إرسال الإشارة ، وفي الوقت نفسه ، الحد الكبير من سعة التداخل المتبادل للإشارة ، وما إلى ذلك ، كل هذه الطرق مفيدة لموثوقية الدوائر عالية التردد. تظهر بعض البيانات أنه عند استخدام نفس المادة ، تكون ضوضاء اللوحة المكونة من أربع طبقات (لوحة الدوائر متعددة الطبقات) أقل بمقدار 20 ديسيبل من ضوضاء اللوحة ذات الوجهين. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، هناك أيضا مشكلة. كلما زاد عدد نصف طبقة لوحة الدوائر ، زادت عملية التصنيع تعقيدا وارتفعت تكلفة الوحدة. هذا يتطلب منا اختيار لوحة دوائر مع العدد المناسب من الطبقات عند إجراء تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تخطيط تخطيط معقول للمكون ، واستخدام قواعد الأسلاك الصحيحة لإكمال التصميم.
المقياس الثاني ، كلما قل انحناء الرصاص بين دبابيس الأجهزة الإلكترونية عالية السرعة ، كان ذلك أفضل
يفضل أن تكون خيوط أسلاك الدائرة عالية التردد كلها خطوط مستقيمة ، ويجب تحويلها. يمكن تشغيلها بخطوط أو أقواس مكسورة بزاوية 45 درجة. يستخدم هذا الشرط فقط لتحسين قوة تثبيت رقائق النحاس في الدائرة منخفضة التردد ، بينما في الدائرة عالية التردد ، يتم استيفاء هذا المطلب. يمكن أن يقلل الشرط من الانبعاثات الخارجية والاقتران المتبادل للإشارات عالية التردد.
المقياس الثالث ، كلما قل التناوب بين طبقات الرصاص بين دبابيس جهاز الدائرة عالية التردد ، كان ذلك أفضل.
ما يسمى ب "كلما قل التناوب بين الطبقات للخيوط ، كان ذلك أفضل" يعني أنه كلما قل عدد vias (Via) المستخدم في عملية توصيل المكون ، كان ذلك أفضل. وفقا للجانب ، يمكن أن يحقق ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر حوالي 0.5pF من السعة الموزعة ، ويمكن أن يؤدي تقليل عدد vias إلى تحسين السرعة بشكل كبير وتقليل احتمال حدوث أخطاء في البيانات.
المقياس الرابع ، كلما كان الرصاص أقصر بين دبابيس جهاز الدائرة عالية التردد (لوحة الدوائر متعددة الطبقات) ، كان ذلك أفضل
تتناسب شدة الإشعاع للإشارة مع طول تتبع خط الإشارة. كلما طالت مدة قيادة الإشارة عالية التردد ، كان من الأسهل الاقتران بالمكونات القريبة منها. لذلك ، بالنسبة للإشارات مثل الساعات ، يجب أن تكون مؤشرات التذبذب الكريستالية وبيانات DDR وخطوط الإشارة عالية التردد مثل خطوط LVDS وخطوط USB وخطوط HDMI قصيرة قدر الإمكان.
الخدعة الخامسة ، انتبه إلى "المحادثة المتقاطعة" التي أدخلتها الأسلاك المتوازية لخط الإشارة من مسافة قريبة
في أسلاك الدوائر عالية التردد ، ينبغي إيلاء الاهتمام ل "المحادثة المتقاطعة" التي تقدمها الأسلاك المتوازية لخطوط الإشارة على مقربة من بعضها البعض. يشير Crosstalk إلى ظاهرة الاقتران بين خطوط الإشارة غير المتصلة مباشرة. نظرا لأن الإشارة عالية التردد تنتقل على طول خط النقل في شكل موجات كهرومغناطيسية ، فإن خط الإشارة سيكون بمثابة هوائي ، وستنبعث طاقة المجال الكهرومغناطيسي حول خط النقل. يسمى المحادثة المتقاطعة (المحادثة المتقاطعة). معلمات طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وتباعد خطوط الإشارة ، والخصائص الكهربائية لنهاية القيادة والطرف المتلقي ، وطريقة إنهاء خطوط الإشارة كلها لها تأثير معين على المحادثة المتقاطعة. لذلك ، من أجل تقليل الحديث المتبادل للإشارات عالية التردد ، يلزم القيام بما يلي قدر الإمكان عند الأسلاك:
بشرط أن تسمح مساحة الأسلاك ، أدخل سلك أرضي أو مستوى أرضي بين الخطين مع المحادثة المتقاطعة الخطيرة ، والتي يمكن أن تلعب دور العزلة وتقليل المحادثة المتقاطعة.
عندما يكون هناك مجال كهرومغناطيسي متغير زمنيا في الفضاء المحيط بخط الإشارة ، إذا لم يكن من الممكن تجنب التوزيع المتوازي ، يمكن ترتيب مساحة كبيرة من "الأرض" على الجانب الآخر من خط الإشارة المتوازي لتقليل التداخل بشكل كبير.
تحت فرضية أن مساحة الأسلاك تسمح ، قم بزيادة التباعد بين خطوط الإشارة المجاورة ، وتقليل الطول المتوازي لخطوط الإشارة ، وحاول جعل خط الساعة عموديا على خطوط الإشارة الرئيسية بدلا من التوازي.
إذا كانت الآثار المتوازية في نفس الطبقة لا مفر منها تقريبا ، في طبقتين متجاورتين ، يجب أن يكون اتجاه الآثار عموديا على بعضها البعض.
في الدوائر الرقمية ، إشارات الساعة المعتادة هي إشارات ذات تغييرات سريعة في الحافة ، ويكون الحديث المتقاطع الخارجي كبيرا. لذلك ، في التصميم ، يجب أن يكون خط الساعة محاطا بسلك أرضي ويجب عمل المزيد من ثقوب الأسلاك الأرضية لتقليل السعة الموزعة وبالتالي تقليل المحادثة المتقاطعة.
بالنسبة لساعات الإشارة عالية التردد ، حاول استخدام إشارات الساعة التفاضلية منخفضة الجهد ولف الأرض ، وتحتاج إلى الانتباه إلى سلامة اللكم الأرضي.
لا تقم بتعليق طرف الإدخال غير المستخدم ، ولكن قم بتأريضه أو توصيله بمصدر الطاقة (يتم أيضا تأريض مصدر الطاقة في حلقة الإشارة عالية التردد) ، لأن الخط المتدلي قد يكون معادلا لهوائي الإرسال ، ويمكن للتأريض قمع الانبعاثات. أثبتت الممارسة أن القضاء على الحديث المتبادل بهذه الطريقة يمكن أن يكون فعالا في بعض الأحيان على الفور.
الإجراء السادس ، دبوس الطاقة لكتلة الدائرة المتكاملة (لوحة الدوائر متعددة الطبقات) يزيد من مكثف فك الارتباط عالي التردد
تتم إضافة مكثف فصل عالي التردد بالقرب من دبوس مزود الطاقة لكل كتلة دائرة متكاملة. يمكن أن تؤدي إضافة مكثفات فك الارتباط عالية التردد على دبابيس الطاقة إلى قمع التداخل الناجم عن التوافقيات عالية التردد على دبابيس الطاقة بشكل فعال.
الإجراء السابع ، تجنب الحلقة التي شكلتها الأسلاك
يجب ألا تشكل جميع أنواع آثار الإشارات عالية التردد حلقات قدر الإمكان. إذا لم يكن من الممكن تجنبه ، فيجب أن تبقى منطقة الحلقة صغيرة قدر الإمكان.
الخدعة الثامنة هي عزل السلك الأرضي للإشارة الرقمية عالية التردد والسلك الأرضي للإشارة التناظرية.
عندما يتم توصيل السلك الأرضي التناظري والسلك الأرضي الرقمي وما إلى ذلك بالسلك الأرضي العام ، يجب استخدام الخرز المغناطيسي عالي التردد للتوصيل أو العزل المباشر والتوصيل البيني أحادي النقطة في مكان مناسب. الجهد الأرضي للسلك الأرضي للإشارات الرقمية عالية التردد غير متسق بشكل عام ، وغالبا ما يكون هناك فرق معين في الجهد بين الاثنين. علاوة على ذلك ، غالبا ما يحتوي السلك الأرضي للإشارات الرقمية عالية التردد على مكونات توافقية غنية جدا للإشارات عالية التردد. عندما يتم توصيل السلك الأرضي للإشارة الرقمية والسلك الأرضي للإشارة التناظرية مباشرة ، فإن توافقيات الإشارة عالية التردد سوف تتداخل مع الإشارة التناظرية من خلال اقتران الأسلاك الأرضية. لذلك ، في ظل الظروف العادية ، يجب عزل السلك الأرضي للإشارات الرقمية عالية التردد والسلك الأرضي للإشارات التناظرية ، والتي يمكن أن تكون مترابطة عند نقطة واحدة في موقع مناسب ، أو مترابطة بواسطة حبات مغناطيسية عالية التردد تخنق.
الإجراء التاسع ، يجب أن يضمن مطابقة جيدة لمعاوقة الإشارة
في عملية إرسال الإشارة ، عندما لا تتطابق المعاوقة ، ستعكس الإشارة الإشارة في قناة الإرسال ، وسيتسبب الانعكاس في تكوين الإشارة المركبة لتجاوز ، مما يتسبب في تقلب الإشارة بالقرب من العتبة المنطقية.
الطريقة الأساسية للقضاء على الانعكاس هي جعل مقاومة إشارة الإرسال متطابقة بشكل جيد. نظرا لأنه كلما زاد الفرق بين مقاومة الحمل والمعاوقة المميزة لخط النقل ، كلما زاد الانعكاس. لذلك ، يجب أن تكون المعاوقة المميزة لخط نقل الإشارة مساوية لمقاومة الحمل قدر الإمكان. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن خط النقل على لوحة الدوائر لا يمكن أن يكون له تغييرات أو زوايا مفاجئة ، ومحاولة الحفاظ على مقاومة كل نقطة من خط النقل مستمرة ، وإلا ستكون هناك انعكاسات بين أجزاء خط النقل.
وهذا يتطلب اتباع قواعد الأسلاك التالية عند إجراء أسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية السرعة:
قواعد أسلاك USB. هناك حاجة إلى آثار تفاضلية لإشارات USB ، بعرض خط يبلغ 10 مل ، وتباعد بين الخطوط يبلغ 6 مل ، وتباعد 6 مل بين خطوط الأرض والإشارة.
قواعد أسلاك HDMI. مطلوب تتبع تفاضلي لإشارة HDMI ، وعرض الخط 10 ميل ، وتباعد الخطوط هو 6 ميل ، والتباعد بين كل زوجين من الإشارات التفاضلية HDMI يتجاوز 20 ميل.
قواعد الأسلاك LVDS. مطلوب آثار تفاضلية لإشارة LVDS ، بعرض خط يبلغ 7 ميل وتباعد خطي يبلغ 6 ميل. والغرض من ذلك هو التحكم في مقاومة زوج الإشارات التفاضلية ل HDMI لتكون 100 + -15٪ أوم
قواعد توجيه DDR. تتطلب أسلاك DDR1 ألا تمر الإشارات عبر الثقوب قدر الإمكان ، وأن تكون خطوط الإشارة متساوية العرض ، وأن تكون الخطوط متساوية. يجب أن تفي الأسلاك بمبدأ 2W لتقليل التداخل بين الإشارات. بالنسبة للأجهزة عالية السرعة من DDR2 وما فوق ، يلزم أيضا بيانات عالية التردد. طول الخط يساوي لضمان مطابقة مقاومة الإشارة.
الخدعة العاشرة هي الحفاظ على سلامة نقل الإشارة ومنع "ظاهرة الارتداد الأرضي" الناجمة عن فصل السلك الأرضي.