Dizajn vysokorýchlostného zásobníka PCB

S príchodom informačného veku je používanie dosiek plošných spojov čoraz rozsiahlejšie a vývoj dosiek plošných spojov je čoraz zložitejší.Keďže elektronické súčiastky sú na doske plošných spojov usporiadané čoraz hustejšie, elektrické rušenie sa stalo nevyhnutným problémom.Pri návrhu a aplikácii viacvrstvových dosiek musia byť signálová vrstva a výkonová vrstva oddelené, takže dizajn a usporiadanie stohu je obzvlášť dôležité.Dobrá dizajnová schéma môže výrazne znížiť vplyv EMI a presluchov vo viacvrstvových doskách.

V porovnaní s bežnými jednovrstvovými doskami dizajn viacvrstvových dosiek pridáva signálne vrstvy, vrstvy vodičov a usporiada nezávislé napájacie vrstvy a zemné vrstvy.Výhody viacvrstvových dosiek sa odrážajú najmä v poskytovaní stabilného napätia pre konverziu digitálneho signálu a rovnomernom pridávaní energie do každého komponentu súčasne, čím sa účinne znižuje rušenie medzi signálmi.

Napájací zdroj sa používa vo veľkej oblasti pokládky medi a základnej vrstvy, čo môže výrazne znížiť odpor výkonovej vrstvy a základnej vrstvy, takže napätie na výkonovej vrstve je stabilné a vlastnosti každého signálneho vedenia možno zaručiť, čo je veľmi prospešné pre zníženie impedancie a presluchov.Pri navrhovaní špičkových dosiek plošných spojov bolo jasne stanovené, že by sa malo použiť viac ako 60% schém stohovania.Viacvrstvové dosky, elektrické charakteristiky a potlačenie elektromagnetického žiarenia, to všetko má neporovnateľné výhody oproti nízkovrstvovým doskám.Pokiaľ ide o náklady, vo všeobecnosti platí, že čím viac vrstiev je, tým je cena drahšia, pretože náklady na dosku PCB súvisia s počtom vrstiev a hustotou na jednotku plochy.Po znížení počtu vrstiev sa zmenší priestor pre vedenie, čím sa zvýši hustota vedenia.a dokonca spĺňajú požiadavky na dizajn znížením šírky čiary a vzdialenosti.Tieto môžu primerane zvýšiť náklady.Je možné znížiť stohovanie a znížiť náklady, ale zhoršuje to elektrický výkon.Tento druh dizajnu je zvyčajne kontraproduktívny.

Pri pohľade na mikropáskové zapojenie PCB na modeli možno uzemňovaciu vrstvu tiež považovať za súčasť prenosového vedenia.Uzemňovacia medená vrstva môže byť použitá ako slučka signálneho vedenia.Napájacia rovina je pripojená k základnej rovine cez oddeľovací kondenzátor, v prípade AC.Obidve sú rovnocenné.Rozdiel medzi nízkofrekvenčnými a vysokofrekvenčnými prúdovými slučkami je v tom.Pri nízkych frekvenciách spätný prúd sleduje cestu najmenšieho odporu.Pri vysokých frekvenciách je spätný prúd pozdĺž cesty s najmenšou indukčnosťou.Prúd sa vracia, koncentrovaný a distribuovaný priamo pod signálnymi stopami.

V prípade vysokej frekvencie, ak je vodič položený priamo na zemnej vrstve, aj keď je tam viac slučiek, prúdový návrat potečie späť do zdroja signálu z vrstvy vodičov pod pôvodnou cestou.Pretože táto cesta má najmenšiu impedanciu.Tento druh použitia veľkej kapacitnej väzby na potlačenie elektrického poľa a minimálnej kapacitnej väzby na potlačenie magnetického zariadenia na udržanie nízkej reaktancie, nazývame samotienenie.

Zo vzorca je zrejmé, že keď prúd tečie späť, vzdialenosť od signálneho vedenia je nepriamo úmerná hustote prúdu.Tým sa minimalizuje oblasť slučky a indukčnosť.Zároveň je možné dospieť k záveru, že ak je vzdialenosť medzi signálnym vedením a slučkou blízka, prúdy oboch sú podobné veľkosti a opačného smeru.A magnetické pole generované vonkajším priestorom môže byť kompenzované, takže vonkajšie EMI je tiež veľmi malé.V stohovom dizajne je najlepšie, aby každá stopa signálu zodpovedala veľmi blízkej základnej vrstve.

Pri probléme presluchov na základnej vrstve je presluch spôsobený vysokofrekvenčnými obvodmi spôsobený hlavne indukčnou väzbou.Z vyššie uvedeného vzorca prúdovej slučky možno usúdiť, že prúdy slučky generované dvoma signálnymi vedeniami blízko seba sa budú prekrývať.Takže dôjde k magnetickému rušeniu.

K vo vzorci súvisí s časom nábehu signálu a dĺžkou vedenia interferenčného signálu.V nastavení zásobníka skrátenie vzdialenosti medzi vrstvou signálu a zemnou vrstvou účinne zníži rušenie zo zemnej vrstvy.Pri položení medi na napájaciu vrstvu a uzemňovaciu vrstvu na kabeláž PCB sa v oblasti pokládky medi objaví deliaca stena, ak nebudete dávať pozor.Výskyt tohto druhu problému je s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený vysokou hustotou priechodných otvorov alebo nerozumným dizajnom izolačnej oblasti priechodu.Tým sa spomalí čas nábehu a zväčší sa plocha slučky.Indukčnosť sa zvyšuje a vytvára presluchy a EMI.

Mali by sme sa snažiť čo najlepšie postaviť vedúcich obchodov v pároch.Toto je s ohľadom na požiadavky na vyváženie štruktúry v procese, pretože nevyvážená štruktúra môže spôsobiť deformáciu dosky plošných spojov.Pre každú vrstvu signálu je najlepšie mať ako interval obyčajné mesto.Vzdialenosť medzi špičkovým napájacím zdrojom a medeným mestom prispieva k stabilite a zníženiu EMI.V dizajne vysokorýchlostnej dosky je možné pridať redundantné uzemňovacie roviny na izoláciu signálových rovin.


Čas odoslania: 23. marca 2023