3 técnicas de roteamento no projeto de circuito de sinal de alta velocidade PCB

O design da placa de circuito impresso (PCB) é essencial para o trabalho dos engenheiros elétricos e aparentemente não é fácil projetar uma PCB perfeita. Um PCB perfeito deriva não apenas de sua racionalidade de seleção e distribuição de componentes, mas também de sua alta condutividade de sinal. Nesta tese, o conhecimento sobre técnicas de roteamento no projeto de circuitos de sinal de alta velocidade de PCB será apresentado e exibido para fornecer alguma ajuda para o seu trabalho de engenharia.

Roteamento de PCB baseado em placa multicamada

Ao projetar o PCB, a maioria dos engenheiros gostaria de concluir o roteamento de alto sinal usando placas multicamadas. Além de seu papel como núcleo do PCB, esse tipo de placa multicamada também é capaz de diminuir a interferência do circuito, que é um método principal para engenheiros confrontados com esse problema. Ao projetar o circuito de sinal de alta velocidade no PCB com base na utilização da placa multicamada, os engenheiros precisam diminuir o tamanho da placa determinando racionalmente o número de camadas, para fazer o melhor uso da camada intermediária para a configuração do escudo para realizar o terreno próximo, todos os quais podem efetivamente diminuir a indutância parasita, diminuir o comprimento de transmissão do sinal, reduzir a interferência cruzada entre os sinais e assim por diante. Todos esses métodos são bastante benéficos para a confiabilidade do circuito de sinal de alta velocidade.


Além dos métodos acima para aumentar a confiabilidade da transmissão do sinal PCB com a ajuda da placa multicamada, alguns dados de autoridade mostram que quando o mesmo material é usado, o ruído gerado pela placa de quatro camadas é 20dB menor que o de 2- placa de camada. Para a dobra de chumbo, quanto menos a dobra aparecer, melhor será. É melhor usar a linha inteira e quando for necessário dobrar, uma linha de 45 graus ou uma linha de arco pode ser usada para que a emissão para fora seja cortada do sinal de alta velocidade e acoplamento mútuo e tanto a radiação quanto a reflexão serão diminuiu também.

Tornar o pino condutor entre os componentes no circuito de alta velocidade o mais curto possível

No processo de projeto e roteamento do circuito de sinal de alta velocidade da PCB, os engenheiros precisam tornar o pino condutor entre os componentes do circuito de alta velocidade o mais curto possível. Porque quanto maior o fio, maior a indutância distribuída e o capacitor distribuído, o que levará à reflexão e oscilação no circuito de alta velocidade.


Além do encurtamento do pino condutor entre os componentes no circuito de alta velocidade, a alternância da camada intermediária entre os pinos condutores dos componentes em cada circuito de alta velocidade deve ser encurtada no processo de roteamento de PCB, o que significa que os orifícios de passagem no processo de conexão do componente deve ser o menor possível. Geralmente, um orifício de passagem pode trazer cerca de 0,5pF de capacitância distribuída, o que obviamente levará ao aumento do atraso do circuito. Enquanto isso, no processo de roteamento de circuito de alta velocidade, a interferência cruzada induzida pelo roteamento paralelo de curto alcance da linha de sinal deve ser levada em consideração. Se a distribuição paralela não puder ser desviada, um aterramento de grande escala pode ser definido na parte de trás das linhas de sinal paralelas para reduzir a interferência. Nas duas camadas vizinhas, a direção de roteamento deve ser vertical.

Arredores de Solo nas Linhas de Sinal Especialmente Importantes ou Partes Locais

No processo de projeto de roteamento de PCB, sugere-se que o entorno do solo seja utilizado nas linhas de sinal especialmente importantes ou partes locais pelos engenheiros. O roteamento está sendo realizado para sinais menos suscetíveis a interferência, como sinal de clock e sinal analógico de alta velocidade, no momento em que o fio terra para proteção é adicionado aos periféricos, com as linhas de sinal a serem protegidas no meio. Isso ocorre porque todos os tipos de roteamento de sinal não podem formar loops, nem o fio terra. No entanto, se o circuito de roteamento de loop vier a existir, uma grande interferência ocorrerá no sistema. A vantagem do roteamento com fio terra ao redor das linhas de sinal leva à prevenção efetiva de loops no processo de roteamento. Sugere-se que um ou alguns capacitores de desacoplamento de alta frequência sejam colocados perto de cada bloco de circuito integrado. Quando o fio terra analógico ou o fio digital é conectado ao fio terra público, o link de estrangulamento de alta frequência deve ser usado. Algumas linhas de sinal de alta velocidade requerem tratamento especial. Por exemplo, o sinal diferencial é necessário na mesma camada e deve estar o mais próximo possível do roteamento paralelo. Nenhum sinal pode ser inserido entre linhas de sinal diferencial e cada uma deve ter o mesmo comprimento.


Além dos métodos mencionados acima, ao projetar o roteamento de sinal de PCB, os engenheiros devem tentar evitar ramificações de fiação de sinal de alta velocidade ou ramais de formação. Uma vez que a radiação eletromagnética relativamente grande pode ser gerada quando os fios de sinal de alta frequência são colocados na camada superficial, os fios de sinal de alta frequência devem ser colocados entre os fios de alimentação e terra para que a radiação gerada seja diminuída em um nível alto por causa do efeito eletromagnético. absorção de energia e a camada inferior.


Claro que, no projeto prático, a teoria nunca vem antes da prática. Eu gostaria de compartilhar um pouco da minha experiência em termos de design de roteamento de PCB. Primeiro, se você não for o único projetista de roteamento de um PCB, reserve tempo suficiente para verificar o design dos roteadores. A pouca precaução é muito melhor do que muita remediação. É uma ideia tola esperar que os roteadores entendam o que você pensa. Seus conselhos e instruções são os mais importantes no estágio primário do projeto de roteamento. Quanto mais informações você puder fornecer e quanto mais você se envolver no projeto, melhores PCBs você obterá. Aqui está um bom método:você pode definir um ponto de conclusão provisório para o engenheiro de projeto de PCB para que o procedimento de roteamento decole estritamente de acordo com suas etapas. Este método é como um loop fechado em que o roteamento não ficará fora dos trilhos para que a possibilidade de retrabalho possa ser reduzida ao mínimo.


Em seguida, as instruções que você deve fornecer aos engenheiros de roteamento incluem:a breve descrição da função do circuito; o esboço do PCB com etiquetas dos locais de entrada e saída; Informações da camada do PCB, como a espessura, o número de camadas, as informações detalhadas de cada camada de sinal e placa de aterramento; o tipo de sinal que cada camada requer; a exigência quanto à localização de componentes importantes; os locais específicos dos componentes de bypass; o significado das linhas impressas; a importância de circuitos que precisam de linhas impressas de controle de impedância; os circuitos que requerem o comprimento de mapeamento; o tamanho dos componentes; as linhas impressas, circuitos ou componentes que exijam distância ou proximidade; o tipo de componentes colocados na parte superior ou inferior.


Recursos úteis
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