זכור את נקודות החיווט הבאות של המעגל המודפס

1. רפואה כללית

בתכנון מעגל מודפס (PCB), על מנת להפוך את עיצוב מעגל מודפס בתדר גבוה לסביר יותר, יש לקחת בחשבון ביצועים טובים יותר נגד הפרעות מההיבטים הבאים:

(1) בחירה סבירה של שכבות בעת ניתוב מעגלים בתדר גבוה בתכנון PCB, המישור הפנימי באמצע משמש כשכבת הספק והארקה, שיכולה למלא תפקיד מיגון, להפחית ביעילות את ההשראות הטפילית, לקצר את אורך קווי האות ולהפחית את ההפרעות הצולבות בין אותות.

(2) מצב חיתוך מצב החיתוך חייב להיות בהתאם לסיבוב בזווית של 45° או חיתוך בקשת, דבר שיכול להפחית פליטת אותות בתדר גבוה וצימוד הדדי.

(3) אורך כבל ככל שאורך הכבל קצר יותר, כך ייטב. ככל שהמרחק המקביל בין שני חוטים קצר יותר, כך ייטב.

(4) מספר חורים עוברים ככל שמספר החורים עוברים קטן יותר, כך ייטב.

(5) כיוון חיווט בין-שכבתי כיוון החיווט בין-שכבתי צריך להיות אנכי, כלומר, השכבה העליונה אופקית והשכבה התחתונה אנכית, כדי להפחית את ההפרעות בין האותות.

(6) ציפוי נחושת ציפוי נחושת הארקה מוגבר יכול להפחית את ההפרעות בין אותות.

(7) הכללת עיבוד קו האות החשוב יכולה לשפר משמעותית את יכולת מניעת ההפרעות של האות, וכמובן, הכללת עיבוד מקור ההפרעות יכולה גם היא להוביל להימנעות מהפרעות לאותות אחרים.

(8) כבלי אותות אינם מנתבים אותות בלולאות. נתבו אותות במצב שרשרת שרשרת.

2. עדיפות חיווט

עדיפות קו אות מפתח: אות קטן אנלוגי, אות במהירות גבוהה, אות שעון ואות סנכרון וחיווט עדיפות אותות מפתח אחרים

עקרון הצפיפות תחילה: התחילו את החיווט מהחיבורים המורכבים ביותר בלוח. התחילו את החיווט מהאזור החיווט הצפוף ביותר בלוח.

נקודות שכדאי לציין:

א. יש לנסות לספק שכבת חיווט מיוחדת עבור אותות מרכזיים כגון אותות שעון, אותות בתדר גבוה ואותות רגישים, ולהבטיח שטח לולאה מינימלי. במידת הצורך, יש לאמץ חיווט ידני בעל עדיפות, מיגון והגדלת מרווחי בטיחות. יש לוודא את איכות האות.

ב. סביבת EMC בין שכבת ההספק לאדמה ירודה, לכן יש להימנע מאותות הרגישים להפרעות.

ג. יש לחווט את הרשת עם דרישות בקרת עכבה ככל האפשר בהתאם לדרישות אורך ורוחב הקו.

3, חיווט שעון

קו השעון הוא אחד הגורמים הגדולים ביותר המשפיעים על EMC. יש ליצור פחות חורים בקו השעון, להימנע ככל האפשר מהליכה עם קווי אות אחרים, ולהתרחק מקווי אות כלליים כדי למנוע הפרעות לקווי אות. יחד עם זאת, יש להימנע מאספקת החשמל על הלוח כדי למנוע הפרעות בין ספק הכוח לשעון.

אם יש שבב שעון מיוחד על הלוח, הוא לא יכול להיות מתחת לקו, יש להניח אותו מתחת לנחושת, במידת הצורך, ניתן גם לבודד אותו בשטח מיוחד. עבור מתנדי גביש רבים של שבבים, מתנדי גביש אלה לא צריכים להיות מתחת לקו, כדי להניח בידוד נחושת.

4. קו בזווית ישרה

כבלים בזווית ישרה נדרשים בדרך כלל כדי להימנע מהמצב בחיווט PCB, וכמעט הפכו לאחד הסטנדרטים למדידת איכות החיווט, אז כמה השפעה תהיה לכבלים בזווית ישרה על העברת האות? באופן עקרוני, ניתוב בזווית ישרה יגרום לשינוי רוחב הקו של קו ההולכה, וכתוצאה מכך אי-רציפות עכבה. למעשה, לא רק ניתוב בזווית ישרה, אלא גם ניתוב בזווית חדה עלול לגרום לשינויים בעכבה.

השפעת הניתוב בזווית ישרה על האות באה לידי ביטוי בעיקר בשלושה היבטים:

ראשית, הפינה יכולה להיות שווה ערך לעומס הקיבולי על קו ההולכה, ובכך להאט את זמן העלייה;

שנית, אי רציפות עכבה תגרום להחזרת האות;

שלישית, EMI המופק על ידי קצה הזווית הימנית.

5. זווית חדה

(1) עבור זרם בתדר גבוה, כאשר נקודת הפיתול של החוט מציגה זווית ישרה או אפילו זווית חדה, ליד הפינה, צפיפות השטף המגנטי ועוצמת השדה החשמלי גבוהות יחסית, הקרינה תהיה חזקה מהגל האלקטרומגנטי, וההשראות כאן תהיה גדולה יחסית, ההשראות תהיה גדולה יותר מהזווית הקהה או המעוגלת.

(2) עבור חיווט האפיק של המעגל הדיגיטלי, פינת החיווט קהה או מעוגלת, שטח החיווט קטן יחסית. תחת אותם תנאי מרווח קווים, מרווח השורות הכולל תופס פי 0.3 פחות רוחב מאשר סיבוב זווית ישרה.

6. ניתוב דיפרנציאלי

ראה חיווט דיפרנציאלי והתאמת עכבות

אות דיפרנציאלי נמצא בשימוש הולך וגובר בתכנון מעגלים במהירות גבוהה, מכיוון שהאותות החשובים ביותר במעגלים תמיד משתמשים במבנה דיפרנציאלי. הגדרה: במילים פשוטות, משמעות הדבר היא שהמנהל שולח שני אותות שווי ערך, הופכים, והמקלט קובע אם המצב הלוגי הוא "0" או "1" על ידי השוואת ההפרש בין שני המתחים. הזוג הנושא את אות הדיפרנציאלי נקרא ניתוב דיפרנציאלי.

בהשוואה לניתוב אותות חד-צדדי רגיל, לאות דיפרנציאלי יש את היתרונות הברורים ביותר בשלושת ההיבטים הבאים:

א. יכולת חזקה נגד הפרעות, מכיוון שהצימוד בין שני חוטי ההפרש טוב מאוד, כאשר יש הפרעות רעש מבחוץ, הן כמעט מצומדות לשני הקווים בו זמנית, והמקלט אכפת לו רק מההבדל בין שני האותות, כך שניתן לבטל לחלוטין את רעש המצב המשותף מבחוץ.

ב. יכול לעכב ביעילות EMI. באופן דומה, מכיוון שהקוטביות של שני אותות הפוכה, השדות האלקטרומגנטיים המוקרנים על ידם יכולים לבטל זה את זה. ככל שהצימוד קרוב יותר, כך פחות אנרגיה אלקטרומגנטית משתחררת לעולם החיצון.

ג. מיקום תזמון מדויק. מכיוון ששינויי המיתוג של אותות דיפרנציאליים ממוקמים בצומת של שני אותות, בניגוד לאותות חד-קצה רגילים המסתמכים על מתח סף גבוה ונמוך, ההשפעה של הטכנולוגיה והטמפרטורה קטנה, מה שיכול להפחית את שגיאות התזמון ומתאים יותר למעגלים עם אותות אמפליטודה נמוכה. LVDS (איתות דיפרנציאלי במתח נמוך), הפופולרי כיום, מתייחס לטכנולוגיית איתות דיפרנציאלי בעלת אמפליטודה קטנה זו.

עבור מהנדסי PCB, הדבר החשוב ביותר הוא להבטיח שניתן יהיה לנצל את מלוא היתרונות של ניתוב דיפרנציאלי בניתוב בפועל. אולי כל עוד אנשי הקשר עם אנשי התכנון יבינו את הדרישות הכלליות של ניתוב דיפרנציאלי, כלומר, "אורך שווה, מרחק שווה".

האורך השווה נועד להבטיח ששני אותות ההפרש ישמרו על קוטביות הפוכה בכל עת ולהפחית את רכיב האופן המשותף. מרחק שווה נועד בעיקר להבטיח שעכבת ההפרש עקבית ולהפחית את ההחזרה. "קרוב ככל האפשר" היא לפעמים דרישה לניתוב דיפרנציאלי.

7. קו נחשים

קו סרפנטיין הוא סוג של תכנון (Layout) המשמש לעתים קרובות בתכנון (Layout). מטרתו העיקרית היא להתאים את ההשהיה ולעמוד בדרישות תכנון תזמון המערכת. הדבר הראשון שמתכננים צריכים להבין הוא שחוטים דמויי נחש יכולים להרוס את איכות האות ולשנות את השהיית השידור, ויש להימנע מהם בעת החיווט. עם זאת, בתכנון בפועל, על מנת להבטיח זמן החזקה מספיק של אותות, או כדי להפחית את היסט הזמן בין אותה קבוצת אותות, לעתים קרובות יש צורך לליפוף במכוון.

נקודות שכדאי לציין:

זוגות של קווי אות דיפרנציאליים, בדרך כלל קווים מקבילים, כמה שפחות עוברים דרך החור, חייבים להיות מנוקבים, צריכים להיות שני קווים יחד, על מנת להשיג התאמת עכבה.

יש לנתב קבוצת אפיקים בעלי אותם מאפיינים זה לצד זה ככל האפשר כדי להשיג אורך שווה. החור שמוביל ממשטח התיקון יהיה רחוק ככל האפשר מהמשטח.