אסטרטגיות לניהול מחדש נתיבי אות מהיר

הבנתם את ה-High-Speed Signals

זרמי החזרה הם זרמי האיזון שזרמו דרך מטוס ההתייחסות (בעיקר קרקע) כאשר אות נע לאורך עקבות.בעיצובים דיגיטליים ורדיו מהירים, זרמים אלה אינם פשוט "הההחלים" דרך נתיב ההתנגדות לפחות; הם עוקבים אחר הנתיב של ניכוי מינימלי, אשר ישירות מתחת לסימן בתדרים גבוהים.

בתדרים נמוכים, זרם החזרה מתפשט אל פני כל המטוס הקרקעי.אבל כאשר התדרים עולים לתוך טווח MHz ו GHz, אפקט העור מגביל את זרם החזרה לרצועה צרה ישירות מתחת לסימן. עובי ההפצה הנוכחית הזו הוא על סדר עומק העור, אשר יורד עם תדירות. עבור שכבת נחושת סטנדרטית 1 oz, עומק העור הוא בערך 66 מ"מ 1, אבל מכווץ על משטח זה, כלומר, על פני שטח אחד GHz, הופך להיות מכווץ גבוה יותר, על פני שטח אחד, כתוצאה מכך, על פני שטח אחד, על פני שטח אחד, 000 או יותר, כתוצאה מכך, על פני שטח אחד, 000 GHz, כתוצאה מכך, על פני שטח אחד, 000 GHz, על פני שטח אחד, על פני שטח אחד, על פני שטח רגיל של GHz, על ידי GHz, וכתוצאה מכך, על פני שטח אחד, על ידי GHz, וכתוצאה מכך, על ידי GHz, על ידי סגסוגת גבוהה יותר, על ידי סגסוגת גבוהה יותר, על ידי סגסוגת חיתוך גבוהה יותר, על ידי GHz, על ידי סגסוגת סגסוגת גבוהה יותר, על ידי סגסוגת סגסוגת GHz, על ידי סגסוגת סגסוגת גבוהה יותר, על ידי GHz, על ידי סגסוגת GHz, על ידי

ניהול נכון של זרמי החזרה חיוני לשמירה על שלמות האות (SI) ושליטה בהתערבות אלקטרומגנטית (EMI) נתיב החזרה מנוהל בצורה גרועה יכול להוביל לקרוסטור מוגבר, לקפץ הקרקע, ולקרינה של פליטות שנכשלו בתקני רגולציה.המטרה העיקרית היא להבטיח כי הנתיב הנוכחי מחזיר מראה את נתיב האות קרוב ככל האפשר, ובכך מצמצם את האזור הלולאה ושמירה על השדה המגנטי הכלול בתוך מבנה השידור.

אסטרטגיות עיקריות לניהול מחדש

שליטה

עקבות של אימפולס מבוקר הם יסוד לחזור התנהגות נוכחית הצפויה.המנע האופייני של קו שידור (למשל, מיקרו סטריפ או פסליין) תלוי ברוחב, עובי דיאלקטרי, ואת המרחק אל מטוס ההתייחסות הקרוב ביותר.כאשר החסימה אינה מתאימה, אותות להתרחש, גרימת חלק של האנרגיה המתקדמים לקפץ לאחור.

עבור קווי מיקרו-סטריפ, הזרם החוזר זורם על פני השטח העליון של המטוס הקרקע הסמוך ישירות מתחת לצומת.יחס של רוחב עקבות לגובה דיאלקטרי (W/H) קובע את החסימה האופיינית.עבור פסים, העקבות הוא הכריך בין שני מטוסים קרקעיים, מתן מגן טוב יותר ונתיב החזרה מתוחך יותר, אך בזהירות באמצעות עיצוב נדרש לעבור בין שכבות.

המשך מטוס

(ב) מטוס קרקע מוצק, בלתי מעצורים הוא הגורם החשוב ביותר לניהול זרמי החזרה (כל הפסקה במטוס (כגון מטוס אות מחולק, מזל ארוך לבידוד כוח, או חור עבור מעבור או מחבר) כוחות את החזרה הנוכחית לנוע סביב המכשול, יצירת לולאה גדולה כי הוא מתפזר במהירות על פני מטוס קרקע (למשל, עבור שכבת בידוד אנלוגי / מטריה), מעבר של 10 ק"מ"מ (F) נמוך למחזור גבוה על פני שטח (מטווח נמוך) על פני 100 ליטרים) על פני שטח קצר (מטווח נמוך יותר מגובה גבוה בדרגה 10:1- 10:1- 10:1- 10) על פני שטח קצר) על פני שטח קצר (מפרק גבוה על פני שטח קצר על פני שטח קצר יותר) על פני שטח קצר יותר) על פני שטח קצר (מפרק 10: 1Flasticbsp; 1Flasted) על פני שטח קצר על פני שטח קצר על פני שטח קצר על פני שטח קצר על פני שטח קצר על פני שטח קצר (מטווח נמוך יותר מתפזר באופן קבוע (מטווח נמוך על פני שטח קצר) על פני שטח קצר על פני שטח קצר על פני שטח קצר (מפרק גבוה על פני שטח קצר על פני שטח מוגבל על פני שטח קצר לפני הספירה לאחור

ב- Multilayer PCBs, ודא שלכל שכבת אות יש מטוס התייחסות צמוד (קרקע או כוח) זה רציף.אם מטוס כוח משמש כנקודת ההתייחסות, לספק קפיטורים מלוטשים גבוה בין כוח לבין המטוס הקרקע הראשי בשולי המטוס כדי לאפשר לכניסת זרמים כדי לעבור בצורה חלקה.

מיני-אזורים

אזור הלולאה שנוצר על ידי הזרם קדימה ואת זרם החזרה הוא פרופורציה ישירות לעוצמה הפליטה המקרינה והצלבנית.עבור אות מסוים הנוכחי I ו-Llo Zone A, הרגע המגנטי הוא פרופורציה ל- I × A. Reducing את אזור הלולאה מושג על ידי שמירה על עקבות האות ואת נתיב ההחזר שלה קרוב ככל האפשר. in, זה הצבת עקבות גבוהים קרוב למשטח עם שכבת דם נמוכה יותר למינימום של 8 ליטר (למשל) עם ירידה אנכית (למשל, על ידי ירידה של 2 ליטר) עם ירידה בינונית (למשל, ירידה בינונית) עם ירידה בינונית (למשל, ירידה בינונית) עם ירידה בינונית של 2 ליטרה) עם ירידה בינונית בין 2 ליטרהמטרה) עם ירידה בינונית של מים).

כמו כן, לשקול את הגיאומטריה של העקב עצמו. להימנע פינות חדות (שימוש 45 מעלות או כפיות מעוקלות) כדי למנוע את העלייה הנוכחית והמקומית בחינוך.כאשר ניתוק זוגות שונים, לשמור על שתי העקבות צמודות (עם מעקב אחר-לא-מרוץ ספאם פחות או שווה למרחק ההתייחסות) כדי להבטיח כי החזרה שונה הנוכחית (אשר באופן אידיאלי זורם בשדה) מצמצם את השדה.

משמרות ו Coaxial רוסטינג

עקבות המשמר הם עקבות נחושת המוצבות על אותה שכבה כמו האות וקרקע דרך המרווחים הרגילים (בדרך כלל λ/20 או פחות) הם פועלים כנתיבי החזרה מקומיים, המכיל שדות חשמליים ומגנטיים.עם זאת, עקבות שמירה מספקים רק יעילות אם הם רחבים מספיק וצפופים לסימן ה-codean (במקרים רבים), שמירה עם תפרים באמצעות תפרים באמצעות ריצוף יכול לשפר את בידוד על ידי 10–20B לעומת זאת, אך לא ניתן להשתמש בקווים קויפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטים (R) או קויטיסים).

כאשר משתמשים בעקבות משמרות, התכווצות בין האות והמשמר צריכות להיות פחות או שווה למרחק אל המטוס הקרקע (height) רוחב המעקב של המשמר צריך להיות לפחות פעמיים רוחב האות כדי לספק נתיב חינוך נמוך.תמיד תפר את עקבות המשמר אל המטוס עם מסכימות לא יותר מ 1/10 של אורך הגל מלבד תדירות הגבוהה ביותר של עניין.

אופטימיזציה של Layer Stack Optimization

יש לתכנן את הערימה של PCB עם זרמי החזרה בראש.עבור אותות מהירים, כל שכבת אות צריכה להיות מטוס ההתייחסות הסמוך (עדיף קרקע) ללא מטוס כוח ביניהם. A טיפוסי 10layer ערימה עבור דיגיטלי מהיר במהירות גבוהה עשוי להיראות כמו: Top (signal) - פני הקרקע - אות - קרקע - כוח - קרקע - רצפה - אות - תצורה תחתית - זה מבטיח כי כל אות על שכבה חיצונית יש לו מרחק קצר בין אם הוא מכיל שכבה קטנה - 5) כלומר, 000 ליטרים (לחמת) בין אם זה יכול להיות מגובה על פני שטח) - סימן מגנטית (a) - 3 ליטר) - משטחה הקדמית (L) - חסום) - חסום - חסום - חסום - חסום - חסום - מים) - דם) - מים - מים - מים - מים - מים - מים - שטח - קרקע - שטח - שטח - שטח - שטח - חסום - מים - חסום - שטח - חסום - שטח - שטח - שטח - שטח - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע - קרקע -

כאשר אותות חייבים לשנות שכבות, זרם החזרה חייב לעבור אל מטוס ההתייחסות החדש.ספק את ה-FLT:0return דרך sFLT:1 (נקרא גם קרקע דרך או תפרים) ליד האות דרך כדי לאפשר את החזרה זרם ממטוס אחד קרקע אחד למשנהו.ללא חזרה דרך, זרם החזרה נאלץ למצוא דרך נתיב ארוך יותר דרך הקצוות, יצירת מסלול גדול דרך שדרת 5.

ניהול

ויאס יוצר הפסקות בשורת השידור משום שהן מציגות קיבול, אינדוקציונל, ושינוי בנתיב הנוכחי של החזרה.החינוך של דרך הוא פרופורציונלי לאורכו ולמידת היחס ההפוך לרדיוס שלו.עבור אותות מהירים גבוהים, מצמצם באמצעות אורך פס (חלק בלתי מנוצל של החבית) באמצעות שימוש ב-FLT:0-backdrilling-Falratedings/arking ampsontrated) באמצעות קיבולת עיוורת או מספר פעמים.

מפגשי החזרה דרך שתי דרכים: כאשר האות עובר דרך מטוס קרקע, הוא יוצר אנטי-pad (בור צלול) אשר מפריע למטוס.הזרם החוזר חייב לזרום סביב ה- Anti-pad, אשר מגביר את החדירה.

שיקולים מתקדמים

חזרה ל-High Frequencies: Skin Effect and Current Distribution

ככל שהתדירות עולה מעבר למאות MHz, אפקט העור מאלץ את זרם האות לזרימה ליד פני השטח של העקב, ואת ההחזר הנוכחי ריכוזים באופן דומה על פני השטח של מטוס ההתייחסות.הדחיסות הנוכחית מתרחקת באופן אקספוננציאלי מהצליל.עבור קו מיקרוסטריפ, צפיפות החזרה הנוכחית על פני השטח היא בערך 60–70% מרוכזת ברוחב של 4 פעמים גובה דיאלקטרי זה אפילו בטווח של 0.

מעצבים חייבים להבטיח כי המטוס הקרקע הוא חלק ורציפה, במיוחד בסביבת עקבות האות. להימנע הצבת דרך כריות, שיחות הקלה תרמיות, או חריצים ארוכים באזור הנוכחי מרוכז זה. עבור אותות שונים, זרם החזרה מבטל במידה רבה את המטוס הקרקע (מצב שונה חוזר הנוכחי הוא קטן מאוד), אבל כל מרכיב משותף של מו משותף עדיין ידרוש נתיב נקי.

אותות שונים ו- Return Currents

אותות שונים מציעים חסינות טבועה לרעש משותף ולהפחית את EMI כי זרמי החזרה במטוס הקרקע הם אפס אידיאלי, עם זאת, בפועל, חוסר איזון בזוג (למשל, skew, רוחב וריאציות, או סימטריה הפיכה) להמיר כמה אנרגיה שונה במצב משותף, אשר דורש דרך חזרה הנוכחית של המרכיב המשותף על פני האדמה, כדי לשמור על אורך קבוע, כדי לשמור על אורך קבוע, כמו גם את אורך קבוע, כדי לשמור על אורך קבוע, כדי לשמור על פני השטח, כדי לשמור על אורך קבוע, כדי לשמור על אורך קבוע, כדי לשמור על פני השטח הנוכחי, כמו גם את אורך קבוע, כדי להשיג את אורך קבוע, כמו גם את אורך קבוע, כדי לשמור על פני השטח, כדי לשמור על פני השטח, כמו גם את אורך קבוע, כדי לשמור על פני השטח, כדי לשמור על פני השטח, כדי להשיג את אורך קבוע, אז, כמו גם את אורך קבוע, אשר צריך להיות שונה לחלוטין, כדי לשמור על פני השטח הנכון, כדי לשמור על פני השטח, כדי לשמור על פני השטח הנכון, אשר צריך להיות שונה לחלוטין, כדי לשמור על פני השטח, כדי לשמור על פני השטח הנכון, כדי לשמור על פני השטח, אז, אז, כדי לשמור על פני השטח הנכון, כדי לשמור על פני השטח הנכון, אז, אז, כדי להשיג

במהירויות גבוהות מאוד, החזרה הנוכחית לכל רגל של הזוגות השונים בחלקה של הרגל השנייה ולא זורם לתוך המטוס הקרקע.זה נקרא "נתיב החזרה המוחזק" <חזק>.שיעור זרם החזרה שנשאר בזוג לעומת זורם לתוך המטוס הקרקע תלוי בגורם ההפיכה (הקבוע על ידי מעקב צמוד).

מטוסים קרקעיים ו-Silts

ב- PCB מורכב, מטוסים קרקעיים מרובים (למשל, קרקע אנלוגית, קרקע דיגיטלית, קרקע צ'אסאס) משמשים לעתים קרובות לבודד בלוקים פונקציונליים שונים (למשל, חיבור מטוסים אלה יחד באמצעות נקודה אחת יכול ליצור הפסקות עבור אותות מהירים גבוהים כי מעבר אות בין מספר ליטרים לסעיף דיגיטלי להשוואה חייב להיות נתיב החזרה כי המטוס מחולק באופן אידיאלי:0 חזיתי ל-Fightive-Fin שלם כדי ל-Flasting רוחב 10 ריצוף).

חריצים במטוסי קרקע (למשל, עבור פערי בידוד או הקלה תרמי) הם בעייתיים במיוחד. a חריץ מקבילים לסימן של כוחות ההחזר הנוכחי לנוע סביב שני הקצוות של החריץ, יצירת לולאה גדולה כי קורנת חזק.אורך מרווח המרבית מקובל תלוי על קצה האות: חריצים ארוכים יותר מ-λ/20 של התדירות הגבוהה ביותר צריך להימנע ליד עקבות קריטיים.

עיצוב וסימולציה

ניהול חוזר הנוכחים ביעילות דורש אימות באמצעות סימולציה אלקטרומגנטית ומדידה. השתמש ב- 3D שדה פותרים (כגון Ansys HFSS, CST מיקרוגל Studio, או Keysight ADS) כדי לעצב את הערימה, לעקוב אחר גיאומטריה, ובאמצעות מבנים.כלים אלה יכולים לדמיין את חלוקת הצפיפות הנוכחית ולזהות את נקודות החמות או הפסקות פוטנציאליות. חפש אזורים שבהם זרם החזרה הוא נאלץ להתנתק מהנתיב האידיאלי (למשל, כדי לפיצול נזקי, על פני התדירות הגבוהה ביותר, כדי לפיצול, כדי לפיצול, כדי לפיצול, על פני השטח).

מדדי סימולציה מרכזיים כוללים:

• <חזק>חינוך ל-Upertance for Unit אורך - צריך להיות נמוך ככל האפשר (target < 1 nH / ס"מ עבור אותות קריטיים).
• (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) שינוי פתאומי בסתירה בפיצול דרך או מטוס גורם להשתקפות.
• (ב) ,0) ,Radiated פליטות פליטות FLT:1 - סימולציה של תבניות קרינה רחוק שדה כדי להבטיח עמידה במגבלות FCC/CE.

מדידות רפלקומטיות של זמן-דומיין (TDR) יכולות גם לחשוף בעיות נתיב החזרה. a inductive blip ב- TDR לעתים קרובות מצביע על נתיב החזרה מרתיע גבוה יותר (למשל, באמצעות מעבר ללא הקרקעות). השתמש ב-TDR כדי לאמת את פרופיל החסימה ולתאם את העיצוב בהתאם.

מומלץ להפעיל תסריט של בדיקת כללי עיצוב (DRC) כי דגלים אותות מהירים חוצים פיצולים, חוסר מטוס קרקע סמוך במרחק מסוים, או קרקע לא מספקת באמצעות תפרים.כלי EDA רבים (אלטיום, אלגרו, PADS) מספקים יכולות כאלה.

מסקנה

ניהול זרמי החזרה במסלולי אות מהירים אינו דחייה – זוהי משמעת עיצובית שיש לשלב מתוך תכנון הערימה הראשונית באמצעות פריסה ואימות סופי.העיקרון הבסיסי הוא לספק נתיב החזרה מתמשך, נמוך-חינוך, שעקב אחר עקבות האות.זה מושג באמצעות עיצובים מבוקרים, מטוסים יציבים ובלתי מרופפים, מצמצם גבהים דיאלקטריים, זהירים באמצעות ניהול באמצעות מפוצלים, ונמנעים באמצעות מטוסים.

בעוד ששיעורי הנתונים עולים מעל 25 Gbps ובתוך טווח הגלים של מילימטר (30 GHz ומעלה), הרגישות להחזיר את הפסקות הנתיב עולה באופן דרמטי. טכניקות מתקדמות כגון קואקסיאלי באמצעות מעברים, מיקרוביאובנד, ו- capacitance מוטבע להיות נחוץ.

על ידי אימוץ אסטרטגיות אלה, מעצבים יכולים להשיג שלמות אות חזקה, לעבור בדיקות תאימות EMI על האבטיפוס הראשון, וקיצור מחזורי פיתוח.לוח מהיר מדרך היטב הוא אחד שבו זרמי החזרה לעולם לא צריכים "לחשוב" על הנתיב שלהם - הם פשוט לעקוב אחר האות באופן אוטומטי.

(ב) קרא עוד: עיין בטקסטים הקנטוןיים של ד"ר הווארד ג'ונסון (ראה:0) בעיון דיגיטלי המהיר (IQue Digital DesignFLT:1) ומאמריו המעשיים של ריק הארטלי על ניהול מטוסים קרקעיים.