ضع نقاط توصيل لوحة الدوائر المطبوعة هذه في الاعتبار

1. الممارسة العامة

في تصميم PCB، من أجل جعل تصميم لوحة الدائرة عالية التردد أكثر منطقية، وأداء أفضل لمكافحة التداخل، يجب النظر من الجوانب التالية:

(1) الاختيار المعقول للطبقات عند توجيه لوحات الدوائر عالية التردد في تصميم PCB، يتم استخدام المستوى الداخلي في المنتصف كطبقة طاقة وأرضية، والتي يمكن أن تلعب دور الحماية، وتقلل بشكل فعال من المحاثة الطفيلية، وتقصر طول خطوط الإشارة، وتقليل التداخل المتبادل بين الإشارات.

(2) وضع التوجيه يجب أن يكون وضع التوجيه متوافقًا مع الدوران بزاوية 45 درجة أو الدوران القوسي، مما يمكن أن يقلل من انبعاث الإشارة عالية التردد والاقتران المتبادل.

(3) طول الكابل: كلما كان طول الكابل أقصر، كان ذلك أفضل. وكلما كانت المسافة المتوازية بين سلكين أقصر، كان ذلك أفضل.

(4) عدد الثقوب المارة كلما قل عدد الثقوب المارة كان ذلك أفضل.

(5) اتجاه الأسلاك بين الطبقات يجب أن يكون اتجاه الأسلاك بين الطبقات عموديًا، أي أن الطبقة العلوية أفقية والطبقة السفلية عمودية، وذلك لتقليل التداخل بين الإشارات.

(6) طلاء النحاس يزيد من التأريض يمكن أن يقلل من التداخل بين الإشارات.

(7) إن إدراج معالجة خط الإشارة المهمة يمكن أن يحسن بشكل كبير من قدرة الإشارة على مكافحة التداخل، وبطبيعة الحال، يمكن أيضًا إدراج معالجة مصدر التداخل، بحيث لا يمكنها التداخل مع إشارات أخرى.

(8) لا تُوجِّه كابلات الإشارة الإشارات في حلقات. وجّه الإشارات في وضع السلسلة المتسلسلة.

2. أولوية الأسلاك

أولوية خط الإشارة الرئيسية: الإشارة التناظرية الصغيرة، والإشارة عالية السرعة، وإشارة الساعة، وإشارة المزامنة، وأسلاك أولوية الإشارات الرئيسية الأخرى

مبدأ الكثافة أولاً: ابدأ التوصيل من أكثر التوصيلات تعقيدًا على اللوحة. ابدأ التوصيل من أكثر مناطق اللوحة كثافةً في الأسلاك.

نقاط يجب ملاحظتها:

أ. حاول توفير طبقة أسلاك خاصة للإشارات الرئيسية، مثل إشارات الساعة، وإشارات التردد العالي، والإشارات الحساسة، مع ضمان الحد الأدنى من مساحة الحلقة. عند الضرورة، يُنصح باستخدام أسلاك ذات أولوية يدوية، وعزل، وزيادة مسافات الأمان. تأكد من جودة الإشارة.

ب. بيئة التوافق الكهرومغناطيسي بين طبقة الطاقة والأرض ضعيفة، لذا يجب تجنب الإشارات الحساسة للتداخل.

ج. يجب أن تكون أسلاك الشبكة ذات متطلبات التحكم في المعاوقة موصولة قدر الإمكان وفقًا لمتطلبات طول وعرض الخط.

3، توصيل الساعة

يُعد خط الساعة أحد أهم العوامل المؤثرة على التوافق الكهرومغناطيسي. لذا، يُنصح بتقليل الثقوب في خط الساعة، وتجنب الاقتراب من خطوط الإشارة الأخرى قدر الإمكان، والابتعاد عن خطوط الإشارة العامة لتجنب التداخل معها. في الوقت نفسه، يجب تجنب مصدر الطاقة في اللوحة لمنع التداخل بينه وبين الساعة.

إذا كانت هناك رقاقة ساعة خاصة على اللوحة، فلا يمكن وضعها تحت الخط، بل يجب وضعها تحت النحاس. إذا لزم الأمر، يمكن أيضًا وضعها على أرضها. بالنسبة للعديد من الرقائق المرجعية لمذبذبات الكريستال، لا ينبغي وضع هذه المذبذبات البلورية تحت الخط، بل يجب وضع عزل نحاسي.

4. خط بزوايا قائمة

عادةً ما يُطلب استخدام كابلات الزاوية القائمة لتجنب مشاكل توصيل لوحات الدوائر المطبوعة، وقد أصبح تقريبًا أحد معايير قياس جودة الأسلاك. فما مدى تأثير استخدام كابلات الزاوية القائمة على نقل الإشارة؟ من حيث المبدأ، يُؤدي استخدام كابلات الزاوية القائمة إلى تغيير عرض خط النقل، مما يؤدي إلى انقطاع في المعاوقة. في الواقع، ليس فقط استخدام كابلات الزاوية القائمة، بل أيضًا استخدامات زاوية حادة، قد تُسبب تغيرات في المعاوقة.

ينعكس تأثير التوجيه بزاوية قائمة على الإشارة بشكل رئيسي في ثلاثة جوانب:

أولاً، يمكن أن تكون الزاوية معادلة للحمل السعوي على خط النقل، مما يؤدي إلى إبطاء وقت الارتفاع؛

ثانياً، سيؤدي انقطاع المعاوقة إلى انعكاس الإشارة؛

ثالثا، EMI التي تنتجها طرف الزاوية اليمنى.

5. الزاوية الحادة

(1) بالنسبة للتيار عالي التردد، عندما تكون نقطة تحول السلك بزاوية قائمة أو حتى زاوية حادة، بالقرب من الزاوية، تكون كثافة التدفق المغناطيسي وشدة المجال الكهربائي عالية نسبيًا، وسوف يشع موجة كهرومغناطيسية قوية، وستكون المحاثة هنا كبيرة نسبيًا، وستكون الحاثة أكبر من الزاوية المنفرجة أو الزاوية المستديرة.

(2) بالنسبة لأسلاك ناقل الدائرة الرقمية، تكون زاوية الأسلاك منفرجة أو مستديرة، ومساحة الأسلاك صغيرة نسبيًا. في ظل نفس ظروف تباعد الأسطر، يكون عرض المسافة الإجمالية للأسطر أقل بمقدار 0.3 مرة من عرض زاوية الدوران القائمة.

6. التوجيه التفاضلي

راجع التوصيل التفاضلي ومطابقة المعاوقة

تُستخدم الإشارة التفاضلية على نطاق واسع في تصميم الدوائر عالية السرعة، لأن أهم الإشارات في الدوائر تعتمد دائمًا على بنية تفاضلية. تعريفها: ببساطة، تعني أن المُشغِّل يُرسل إشارتين مُتكافئتين مُعاكستين، ويُحدد المُستقبِل ما إذا كانت الحالة المنطقية "0" أو "1" بمقارنة الفرق بين الجهدين. يُسمى الزوج الذي يحمل الإشارة التفاضلية التوجيه التفاضلي.

بالمقارنة مع توجيه الإشارة أحادية النهاية العادية، فإن الإشارة التفاضلية لها المزايا الأكثر وضوحًا في الجوانب الثلاثة التالية:

أ. قدرة قوية مضادة للتداخل، لأن الاقتران بين السلكين التفاضليين جيد جدًا، عندما يكون هناك تداخل ضوضاء من الخارج، يتم اقترانه تقريبًا بالخطين في نفس الوقت، ويهتم المستقبل فقط بالفرق بين الإشارتين، لذلك يمكن إلغاء ضوضاء الوضع المشترك من الخارج تمامًا.

ب. يمكن أن يثبط التداخل الكهرومغناطيسي بفعالية. وبالمثل، نظرًا لتباين قطبية إشارتين، فإن المجالات الكهرومغناطيسية المنبعثة منهما يمكن أن تلغي بعضها البعض. كلما اقترب الاقتران، قلّت الطاقة الكهرومغناطيسية المنبعثة إلى العالم الخارجي.

ج. تحديد دقيق للتوقيت. بما أن تغيرات تبديل الإشارات التفاضلية تقع عند تقاطع إشارتين، فعلى عكس الإشارات أحادية الطرف التقليدية التي تعتمد على جهد عتبة مرتفع ومنخفض، يكون تأثير التكنولوجيا ودرجة الحرارة ضئيلاً، مما يقلل من أخطاء التوقيت، وهو أكثر ملاءمة للدوائر ذات الإشارات منخفضة السعة. يشير مصطلح LVDS (إشارات تفاضلية منخفضة الجهد)، الشائع حاليًا، إلى تقنية الإشارات التفاضلية منخفضة السعة هذه.

بالنسبة لمهندسي لوحات الدوائر المطبوعة، فإن أهم شيء هو ضمان الاستفادة الكاملة من مزايا التوجيه التفاضلي في التوجيه الفعلي. ربما طالما أن التواصل مع فريق التخطيط سيتفهم المتطلبات العامة للتوجيه التفاضلي، أي "الطول المتساوي، المسافة المتساوية".

يُقصد بالطول المتساوي ضمان بقاء إشارتي التفاضل على قطبية متعاكسة دائمًا، وتقليل مُكوّن الوضع المشترك. أما تساوي المسافة، فيهدف أساسًا إلى ضمان اتساق معاوقة الفرق، وتقليل الانعكاس. ويُعدّ "أقرب ما يمكن" أحيانًا شرطًا للتوجيه التفاضلي.

7. خط الثعبان

الخط الثعباني هو نوع من أنواع التخطيطات، يُستخدم بكثرة في التخطيط. غرضه الرئيسي هو ضبط التأخير وتلبية متطلبات تصميم توقيت النظام. أول ما يجب على المصممين إدراكه هو أن الأسلاك المتعرجة قد تُؤثر سلبًا على جودة الإشارة وتُغير من تأخير الإرسال، ويجب تجنبها عند التوصيل. مع ذلك، في التصميم الفعلي، لضمان مدة بقاء كافية للإشارات، أو لتقليل الفارق الزمني بين نفس المجموعة من الإشارات، غالبًا ما يكون من الضروري لفّها عمدًا.

نقاط يجب ملاحظتها:

يجب ثقب أزواج خطوط الإشارة التفاضلية، وهي عمومًا خطوط متوازية، بأقل قدر ممكن من خلال الفتحة، ويجب أن تكون خطين معًا، من أجل تحقيق مطابقة المعاوقة.

يجب توجيه مجموعة من الحافلات ذات الخصائص المتشابهة جنبًا إلى جنب قدر الإمكان لتحقيق طول متساوٍ. يجب أن تكون الفتحة الممتدة من لوحة التوصيل بعيدة عن اللوحة قدر الإمكان.