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你是否遇到过PCB设计中的信号完整性问题?

PCB线路板打样 来源:LONG 2019-07-26 10:08 次阅读

如今,电视信号传输的清晰度令人惊叹。我还记得我在19英寸RCA上面有一套兔耳的日子。将它们定位得恰到好处以获得最清晰的画面是一个挑战,更不用说必须为每个频道调整它们。有时需要整晚才能找到我想要的通道,所以我坐了五分钟然后再去睡觉了。如果天气不好,那就别忘了。

虽然偶尔的暴风雪可能会让我的电视信号有点波动,但与过去相比,这没什么。最新的电视信号技术(如高速电缆,互联网和卫星)中的网络设计人员在规划和开发现代电视需求时必须考虑传输路径,障碍物和干扰。但信号传输并非严格针对网络设计人员 - 您可能会遇到与PCB设计相同类型的问题。由于您没有任何兔耳可以使用它们,因此防止信号完整性问题对于保持PCB平稳且无静电非常重要。

HDMI,或综合?了解信号完整性问题中的信号

无论是有线,卫星,Netflix,Hulu,亚马逊,Youtube智能电视,平板,等离子 - 有多种方式可以接收您需要观看的信号你想看的电视。同样,大多数PCB将包括几种信号类型。其中一些是:

电源信号:根据复杂程度,您可能有几种不同级别的电源信号。例如,大多数处理器需要3-5V范围内的信号,而放大器可能需要高达15V范围的偏置电压。

数据信号:数据可以是模拟信号或数字信号。对于模拟,典型范围为+/- 10V。对于数字,范围可以是0-5V或+/5V,具体取决于信号格式。

控制信号:这些信号通常用于开关设备,通常为0-5V信号。

通信信号:这些可能具有与微伏级别一样低的信号强度。这些通常是RF,频率可能在很宽的范围内变化。

除信号强度外,对于模拟信号,频率也是必须考虑到PCB设计中的重要考虑因素。这对于包含频率水平非常高的通信设备的PCB尤为重要。

输出尺寸和布线注意事项:宽度有多大?

非常简单的PCB设计,您通常可以设计路线以适应极端的电流和电压。例如,在整个过程中使用单个迹线宽度可以处理最大载流量。您的董事会可能会对这些案件工作正常,但这远非最佳做法。如果你像我一样,它们之间的差别很小,我们通常希望通过使它们尽可能小而多功能来优化我们的威廉希尔官方网站 板。

对于这些更复杂的PCB设计,需要特别注意采取和路由不是那么简单。我们想要设计与他们必须携带的信号相匹配的路线。有关一般注意事项,请参阅下表:

< col>

路由注意事项 潜在问题 路由解决方案
跟踪长度 信号强度损失, 最小化
痕迹之间的距离 < p>干扰 路线垂直
追踪角度 串扰,辐射 圆形,使用45°而不是90°
通过使用 反思 最小化

采用上述建议的解决方案可以减少损失,空间和成本。但是,要正确合并这些,需要使用最好的PCB设计工具。

确保静音

旧电视信号传输中的噪音让您试图查看通过一层雪,你最喜欢的程序。今天,嘈杂的传输会给你一个脱节的谜题或根本没有信号。 PCB设计中的噪声源可以来自许多来源。例如,开关IC引脚状态的扰动,振荡器等辐射装置对附近走线的干扰,同一走线上的多个频率信号以及其他来源。

几乎不可能完全消除大多数噪声复杂的PCB设计。但是,有一些方法可以减少噪音。消除噪音的最佳资产是组件的放置。所有分量辐射都是频率相关的,频率越高(信号变化),距离信号源的距离越短。因此,您应该将处理相同信号的组件放在远离其他组件的位置。将元件放置在信号源自并且彼此靠近的位置。

您也可以尝试使用旁路电容器。如果可能,这些应直接绑在地面上,并适当调整大小。请注意,任何电感都会与电容组合以设置滤波器威廉希尔官方网站 。

嘈杂的数字电视信号

将耳朵扭曲在一起:差分传输

尽可能使用差分威廉希尔官方网站 可以改善信号完整性。大多数IC设计师都试图实现这一点;然而,有时差分对可以被路由到彼此不相邻的引脚。从PCB设计的角度来看,我们希望执行以下操作:

将差分对路由在一起。

< p>使用相同的走线宽度和长度(尽可能多)。

在同一信号平面或层上布线。

地平面可以简化信号完整性

地平面可以为多个威廉希尔官方网站 提供中心层参考,这可以显着减少引脚连接和跟踪数量,更不用说简化a的视觉布局了。复杂的PCB。在设计PCB时,以下提示可以最大限度地减少与地平面相关的问题:

确保没有从电源平面到地平面的直接路径(这可能看起来像一个没关系,但对于复杂的设计,它可以被忽视,直到开始煎炸才能实现。)

不要在地平面上插入间隙。

在地面/电源层之间运行时钟信号(或其他关键信号)。

路由使用相同返回(地平面)的信号

对于具有多个地平面的威廉希尔官方网站 板,请在每个平面上的同一个点上将平面连接在一起。

对于带有机箱连接的威廉希尔官方网站 板,请确保所有接地层连接在一起。

地平面做的并且不是

虽然我总是觉得我是如何移动我的兔子耳朵来获得我想要的通道,但总有一些我对疯狂的思考:向左转,然后向右转,然后慢慢地前后移动,直到找到最佳清晰度的确切位置。值得庆幸的是,有更多具体方法可以实现PCB设计的最佳信号完整性。通过制定最佳布线决策,采用降噪策略,尽可能使用差分对,并应用良好的接地层使用,您将显着提高维持信号完整性的机会。

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