Trong thiết kế mạch điện tử cao cấp, việc duy trì sự toàn vẹn của tín hiệu là tối quan trọng để đạt được sự truyền tải dữ liệu đáng tin cậy. Trong số các vấn đề phổ biến nhất và gây rối loạn nhất là sự phản ánh tín hiệu — phản xạ một phần của tín hiệu phản hồi ngược lại một tín hiệu khi gặp sự mất kiểm soát dọc theo dấu vết PCB. Còn không kiểm soát được sự phản ánh gây ra tiếng động, nhiễu điện từ, và tăng cường sự can thiệp điện từ (EMI), cuối cùng dẫn đến lỗi nhỏ và lỗi hệ thống. Khi tần số đồng hồ tăng và tốc độ sắc nét, thậm chí cả đến độ độ độ hiệu quả của cối xay cối xay cũng có thể bị giảm. Bài này cho thấy chi tiết phản ánh và các kỹ thuật được chứng minh, các kỹ thuật được chứng minh giảm thiểu toàn bộ thiết kế của máy tính cá nhân.

Phản ánh sự hiểu biết

Một dấu vết PCB hoạt động như một đường truyền thời gian tăng của tín hiệu là ngắn hơn sự truyền tín hiệu nhanh hơn sự chậm trễ theo dấu vết (thường là khi chiều dài vượt quá một phần mười chiều dài của tín hiệu). Trong trường hợp như vậy, điện áp và sự truyền bá hiện thời là một sóng điện từ, được hướng dẫn bởi các dấu vết và đường trở lại. Tính năng này được thấy là tính năng tích tích của dấu vết (Z), được xác định bởi các tính năng hình học và vật chất. Phản xạ xảy ra khi sóng bị sóng cắt đứt — một thay đổi theo đường dẫn điện từ, qua các dấu vết hay đường trở lại. Phản xạ của cơn sóng này là một lực hoàn toàn (Z) phản xạ (Z, hoặc một chuỗi số dữ liệu hoàn toàn tương ứng (Z)

Những phản xạ gây ra sự can thiệp xây dựng và phá hoại dọc theo đường thẳng, tạo ra những dạng sóng tín hiệu méo mó có thể xâm phạm ngân sách thời gian và ngưỡng lý luận.

Các kỹ thuật viên khóa cho các phản xạ tín hiệu thu nhỏ

1. Kết nối thiết kế với máy chủ

Kĩ thuật cơ bản nhất là thiết kế mỗi đường truyền để tính chất bị hỏng khớp với tính năng của nguồn (thường là tính năng đầu ra) và tính năng tính năng tải. Thiết kế không kiểm soát cần thiết chọn cẩn thận độ rộng, độ dày đồng, độ lớn điện, và độ lệch vật liệu. Đối với các dấu vết riêng, mục tiêu thường là 50 F và tốc độ cao, 55 hay 75, phụ thuộc vào độ dày chuẩn. Tùy theo các cặp thường xuyên 90 hay 100 công cụ vi phân tách.

Dùng máy tính giải quyết trường hay tính năng bị cản trở (như máy tính Altium Design, Cade Allegro, hoặc cực SI9000) để giải quyết các hạn chế lớp của PCB và dung nạp. Xác định khả năng vẽ không ngừng và yêu cầu kiểm tra phiếu từ nhà bảng. Chú ý đến độ thô và ảnh hưởng đồng, có thể giảm Z0 đến 1–3. Để tránh tham khảo lại dấu vết trên nhiều máy bay khác nhau, cách xa nhau; bảo đảm một tham chiếu liên tục trực tiếp vào các dấu vết.

Liên kết bên ngoài: [FLT: 0] Thiết kế PCB bị kiểm soát .

2. Động tác gây nghiện thích đáng

Những người kháng cự bị hạn chế hấp thụ năng lượng tín hiệu phản ánh ở trọng lượng hay nguồn lực.

  • Kết thúc: ) Đặt một bộ kháng cự (R s) tại nguồn, giữa trình điều khiển và theo dõi, với giá trị bằng Z0 R0 R dviver (các đầu ra của trình điều khiển). Giá trị này tương ứng với các nguồn để kiểm tra dòng, ngăn chặn sự phản ánh đầu tiên. Trọng tải vẫn còn thấy một tín hiệu trọn vẹn sau vòng lặp. Tùy chỉnh cho điểm, điểm điện thấp. Giá trị chung: 22–33 trong chuỗi 50 dấu vết.
  • Parallel (bull-up/pull-down) Tắt: Đặt một bộ đảo ngược khi tải xuống mặt đất hoặc V t (máy điện áp cảm ứng). Giá trị bằng Z0. Đơn giản nhưng tiêu thụ quyền DC. Thường được dùng cho các dòng dữ liệu kiểu xe buýt có một hướng như DDR.
  • Việc kết thúc bằng Hai đối thủ (R1 để V t, R2 để mặt đất) mà trình bày một sự tương đương với Z0 trong khi thiết lập điện áp thiên vị. Thông thường nhìn thấy trong giao diện LVCMMS và SSTL.
  • Chương trình ngắt kết nối: Một bộ tụ điện theo chuỗi với một bộ phản đối song song tại tải, vượt qua DC trong khi kết thúc tần số cao. hữu ích để giảm tiêu dùng điện DC.

Chọn sự kết thúc ở giai đoạn thiết kế và xác minh bằng việc mô phỏng IBIS. Đối với xe buýt hai chiều, hãy xem xét sự kết thúc động (v. d., ODT trong bộ nhớ DDR).

Liên kết bên ngoài: Maxim I tích hợp: Tercation Techniques cho tín hiệu kỹ thuật số cao .

3. Bị kiểm soát khi tìm kiếm sự thật

Bố trí vật lý trực tiếp ảnh hưởng đến sự nhất quán. Hãy làm theo những hướng dẫn này:

  • [FLT: 0] Không có sự thay đổi không thể tránh được: [FLT: 1] Giữ cho độ rộng không đổi trên toàn bộ chiều dài. Thay đổi nào — ngay cả từ một thông qua hoặc một miếng thử nghiệm — tạo một phản ánh. Nếu điều chỉnh độ rộng không thể tránh được, hãy dùng từ chậm (trym > 3× độ rộng) để chuyển đổi độ cong sang sự chuyển đổi âm tính.
  • Trình soạn thảo kiểu mitiated:[FLT: 1] Một chấm là một ngắn thúc đẩy các dấu vết chính; nó hoạt động như một sự tách rời liên tục. Đường dẫn không có cọc, hoặc giữ độ dài của tín hiệu tăng theo thời gian. Đối với hệ thống cấp số phần trăm (v. d. d., hãy cẩn thận sử dụng các tín hiệu chính xác hoặc bộ đệm hoạt động.
  • cong cong ) Dùng 45 độ góc hay vòng cung thay cho 90 độ. Quanh phải, cong cong và tạo ra sự nhảy dù tạm thời; chúng cũng tạo ra sự kết hợp cực cao. Để tạo ra tốc độ (GR10 Gbps), hãy dùng các cong nhỏ để bù đắp cho sự co thắt.
  • Mỗi người qua: ) mỗi người bằng cách giới thiệu một công cụ điều khiển (pad-to- planet) và giới thiệu (máy tính) và giới hạn (barmage). Để giảm thiểu phản ánh, hãy dùng những bộ phản ánh nhỏ hơn, dùng các phần gốc (thường được dùng) và đặt qua các vùng phụ cận để cung cấp các tín hiệu trở lại. Để giảm thiểu các tín hiệu phản ánh, hãy tiếp tục đi qua các tính cân đối.
  • [FLT: 0] Giữ khoảng cách nhất quán để trả lại máy bay: [FLT: 1] tránh tìm kiếm trong vùng đất bị chia cắt. Nếu vượt qua chia rẽ, hãy thêm các tụ điện khâu.

4 Tín hiệu khác nhau

Các cặp khác nhau vốn đã cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu bằng cách hủy bỏ phản ánh và nhiễu chung. Tính năng vi phân được xác định bởi khoảng cách và sự kết nối giữa hai dấu vết. Để giảm thiểu sự phản ánh trong những cặp vi phân:

  • Giữ khoảng cách không đổi (s) và chiều rộng (w) dọc theo toàn bộ lộ trình.
  • Giữ độ dài khớp trong độ chịu đựng chặt chẽ (thường 5 ps skew) để tránh chuyển đổi theo chế độ đồng thời, mà tạo ra phản xạ không tính toán.
  • Dùng khoảng cách liên không trung để tránh giao thoa, nhưng đảm bảo khoảng cách trong không trung là nhất định cho kiểm soát sự bất khả xâm phạm.
  • Kết thúc vi phân (một bộ kháng cự R diff = Z diff giữa hai dấu) hoặc sử dụng tách với một phần ba sovert-mode, phụ thuộc vào tiêu chuẩn (vDS, HDMI, USB).
  • Tránh những đường cong 90 ° trong những cặp vi phân; dùng những đường cong cân đối để giữ cho hai chân có chiều dài bằng nhau và giữ cho không bị lệch.

Liên kết bên ngoài: [FLT: 0] Intel: khác nhau Puir Routing và T Tomation .

5. Giao hàng và trở lại con đường báp têm

Ở tần số cao, tín hiệu trở về trực tiếp bên dưới dấu hiệu trên máy bay tham khảo. Nếu máy bay tham khảo có khoảng hở, rãnh, thì các điểm ngắt phải đi vòng, tăng tốc độ dẫn đường và tạo phản ánh. Bảo đảm đường dẫn về không ngừng, không có quá trình quay lại bằng cách sử dụng các máy bay có dấu vết trên mặt đất cao (không có chia dưới tốc độ cao). Để chuyển đổi lớp, hãy nối đất theo tín hiệu qua các vòng lặp lại để duy trì vòng quay. Dùng nhiều vòng quay song song để giảm lực.

Ngoài ra, tính toàn vẹn năng lượng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu. Tiếng ồn quá sức có thể kết hợp thành dòng tín hiệu, gây ra sự hoang mang và phản ánh thời gian. Hãy bỏ qua mạng phân phối điện (PDN) với các thiết bị tụ điện và máy bay thích hợp để giữ cho việc giảm tốc độ trong phạm vi tần số quan tâm.

Mô phỏng và thẩm tra

Ngay cả với hướng dẫn thiết kế chặt chẽ, PCB phức tạp được lợi ích từ mô phỏng tiền trì hoãn và sau khi giảm thời gian. Dùng mô phỏng phản ánh thời gian (TDR) để dự đoán hình thể và biểu đồ ADR. Hãy chọn giá trị bị tắt và xếp lại các thông số trước khi tạo ra cấu hình; lập lại các mô phỏng thời gian bên trên.

Bước mô phỏng khóa:

  • Trích vết S-pameters từ bố trí bằng cách sử dụng một bộ giải quyết trường 2 chiều/3 chiều.
  • Chèn lý tưởng và thực sự kết thúc để xác minh độ rộng và lề thời gian.
  • Kiểm tra xem phản xạ tạo ra từ miệng — tiếng ồn kết hợp với tiếng ồn bên cạnh có thể xuất hiện như năng lượng phản chiếu.
  • Thực hiện phân tích Monte Carlo để tính toán cho việc sản xuất dung lượng trong độ rộng theo dấu vết, độ dày điện, và v.v...

Kết luận

Việc thu nhỏ các tín hiệu phản ánh theo tốc độ cao của PCB đòi hỏi một phương pháp tổng hợp: thiết kế vô hiệu hóa, tắt máy tính, định tuyến, phân biệt sai, và khả năng quản lý đường dẫn ngược lại. Mỗi kỹ thuật bổ sung cho những người khác, bỏ qua một vấn đề khác. Bằng cách đưa những thực hành này vào giai đoạn thiết kế ban đầu — xác thực qua mô phỏng — các kỹ sư có thể đạt được sự chuyển tiếp sóng rõ ràng, tỷ lệ sai sót nhỏ, và hiệu suất đáng tin cậy tại tốc độ GB. Khi tỷ lệ tiến hành tăng, sự phản ánh chính vẫn là một đối thủ cho mỗi nhà thiết kế tốc độ cao.