Über Signalintegritätsprobleme, Im Gegensatz zu ein paar Jahrzehnten sind elektronische Gadgets heute weiterhin im Weltraum. Die meisten von ihnen sind jetzt kleiner und schneller.
Die Adressierungssignalintegrität (SI) ist in der Heute in der Heute, dass kleine Faktor-Schaltungen eine bedeutende Herausforderung für Designer darstellen.
Diskontinuitäten, wie Impedanz-Nichtüberwachungen und scharfe Kurven, beeinflussen unter anderem die Signalintegrität digitaler Geräte. Mit solchen wird eine Schaltung unzuverlässig, instabil und in einigen Fällen sogar unbrauchbar.
Wie können Designer einen solchen Fall vermeiden? Es ist einfach; durch Impedanzkontrolle. Dieser Artikel untersucht zehn Wege, wie Signalintegritätsprobleme durch Impedanzsteuerung vermieden werden.
(Kontrollimplement ist ein richtiger Weg, um SI-Probleme zu vermeiden)
1.Investieren in Kündigungswiderständen
Ein Abschlusswiderstand ist wesentlich, wenn Sie Signalintegritätsprobleme vermeiden möchten. Beendigungswiderstände sind Signalqualitätskomponenten.
Designer verwenden sie beim Einweichen von Wechselstromsignalen. Sie tun dies, um Reflexionen an der Linie zu verhindern. Unübertroffene Impedanz entlang der Übertragungsleitungen führen zu Signalintegritätsproblemen.
Beendigungswiderstände führen zur gewünschten Signalintegrität. Beendigungswiderstände erhöhen die Leistung und Geschwindigkeit und reduzieren intermittierende Fehler. In der Investition in Abschlusswiderstände können Designer viel Lärm abschließen. Auf diese Weise können sie die Signalintegrität während des PCB-Designs verbessern.
Das Hauptziel der Abschlusswiderstände besteht darin, die Signalintegrität zu verbessern. Designer müssen jedoch die beste Passform auswählen, die für ihre Anwendungen geeignet sind. Einige von ihnen umfassen:
Parallele Kündigung,
RF-Kündigung, AC-Kündigung
Thevenin-Kündigung
Serie Kündigung
Je nach mehreren Formen sollten Designer die besten Kündigungsverfahren und Widerstände auswählen. Sie müssen diejenigen auswählen, die zu den gewünschten Signalen innerhalb einer Schaltung führen.
(Investitionen in die richtigen Kündigungswiderstände sparen Sie den Ärger von SI-Ausgaben)
2.Angenauigkeit derselben Leitungsimpedanz während einer Spurlänge
Die Kapazität und die Induktivität einer Spur innerhalb eines elektrischen Schaltungs haben mehrere erhebliche Auswirkungen. Es gilt insbesondere bei hohen Frequenzen. Zusätzlich neigen die Übertragungsleitungen in einem Kurs dazu, ein großes Thema zu werden. Das ist üblich, wenn ein Signal Wellenlänge ist, nicht weit von der Spurenlänge entfernt ist. Solche können zu Streuungs- und Signalreflexionen führen. All dies sind Aspekte, die die Signalintegrität negativ beeinflussen.
Um jedoch die Übertragungslinieneffekte zu minimieren, ist es ratsam, die Wartung derselben Leitungsimpedanz sicherzustellen. Diese Linienimpedanz benötigt die gesamte Spurlänge. Auf diese Weise stellen Sie sicher, dass Sie die Werte der Impedanz aufrechterhalten. Mit solchen verbessern Sie die Signalintegrität.
Es gibt viele Faktoren, die sich dazu neigen, Impedanz zu beeinflussen. Der Chef unter ihnen ist die Entfernung zwischen der Bodenebene und der Spur. Andere umfassen Liniendicke und eine dielektrische Konstante der Leiterplatte. Alle diese, wenn sie ignoriert werden, kann dies zu ernsthaften Signalintegritätsproblemen führen.
(Dieselbe Leitungsimpedanz ist eine großartige Möglichkeit, SI-Probleme auf Ihrer PCB zu lösen)
3.Proper Erdung.
Die Kosten für die Herstellung von Leiterplatten sind einige der größten Bedenken für elektronische Designer und Hersteller. By employing the correct grounding techniques, you will reduce the likelihood of affecting the signal. Grounding techniques include either:
Arranging components to bring about reliable and short return paths to ground.
Placing ground and power planes in the layer stack.
Regardless of the method you choose to use, it is essential to ensure proper grounding techniques. With adequate grounding, there is the avoidance of signal integrity problems. In the current active industrial environment, many things interact. Such interactions can create noise and electromagnetic interference (EMI) problems.
Proper grounding can significantly help in reducing or eliminating electromagnetic interference or noise. This way, designers maintain the desired signal integrity.
(Jeder Designer muss über geeignete Erdungstechniken verfügen, um Problemen mit der Signalintegrität entgegenzuwirken.)
4.Richtiges Routing
Ebenso wie eine ausreichende Erdung ist der entsprechende Pfad notwendig. Wenn Designer Probleme mit der Signalintegrität vermeiden möchten, ist das richtige Routing unerlässlich. Wenn es um elektronisches Design geht, wird man oft von Routing hören.
Auch hier ist es wichtig, alle Kabel richtig zu verlegen. Dies ist der Fall, wenn Sie Probleme mit der Signalintegrität beseitigen möchten.
Leider neigen viele Schaltungsdesigner dazu, diesen Schritt zu vergessen. Zum Beispiel müssen Signalkabel weg von Stromquellen und allen elektrischen Geräten verlegt werden.
Höhere Spannungen neigen dazu, das elektrische Rauschen zu erhöhen. Elektrisches Rauschen ist für viele ein Problem der Signalintegrität. Elektromotoren sind beispielsweise nicht die beste Wahl, da sie dazu neigen, ein gewisses Magnetfeld zu erzeugen. Aber wie weit sollten Sie Ihre Kabel verlegen? Es hängt alles von Aspekten wie der Größe des Magnetfelds und der Spannung ab. Sie müssen jedoch Ihr Bestes tun, um sicherzustellen, dass Sie kein verrauschtes Signal durch falsches Routing erhalten.
(Wenn es darum geht, SI-Probleme zu vermeiden, ist der richtige Pfad Ihres Boards entscheidend)
5.Verwendung von niederinduktiven Leiterbahnen
Induktoren sind Drahtspulen mit der Fähigkeit, Energie in Form von Magnetfeldern zu speichern. Sie widerstehen auch Veränderungen im Stromfluss. Je nachdem, wo sie ihren Einsatz finden werden, gibt es verschiedene Arten von Induktoren. Es gibt Niederfrequenz-, Hochfrequenz- und Stromleitungsinduktivitäten.
Induktivitäten widerstehen Stromänderungen und wirken als Tiefpassfilter. Sie tun dies, wenn sie mit der Stromversorgung oder dem Signalfluss in Reihe geschaltet sind. Hochfrequenzinduktivitäten sind anfällig für Rauschen. Rauschen ist unerwünscht, wenn es darum geht, die Signalintegrität sicherzustellen. Je höher eine Frequenz ist, desto größer/größer ist auch die Impedanz. Dies führt zu einer Unterdrückung von Rauschen und einer negativen Auswirkung auf die Signalintegrität.
Designer, die Probleme mit der Signalintegrität vermeiden möchten, sind mit Leiterbahnen mit niedriger Induktivität gut. Niederfrequenzinduktivitäten sind im Gegensatz zu Hochfrequenzinduktivitäten nicht anfällig für viel Rauschen.
(Leiterbahnen mit niedriger Induktivität werden SI-Probleme erheblich erleichtern.)
6.Verwendung eines breiteren Zeilenabstands
Der Abstand ist entscheidend, egal ob in Ihrem täglichen Leben oder in der Schaltungsindustrie. Ziehe in Erwägung, einen lauten Nachbarn zu haben. Willst du nicht irgendwie lieber etwas mehr Platz zwischen dir und dem lauten Nachbarn haben? Gleiches gilt für elektronische Schaltungen. Zeilenabstand ist wichtig, wenn Sie Probleme mit der Signalintegrität vermeiden möchten.
Der Abstand ist eine notwendige Bedingung, um Tracking oder Flashover zu vermeiden. Der elektrische Leiter zwischen Überwachung und Überschlag kann auftreten. Wenn Sie Ihre Drähte so nahe beieinander legen, kommt es zu Überschlägen und Überwachung. Tracking und Flashover können zu Problemen mit der Signalintegrität führen. Um Probleme mit der Signalintegrität zu vermeiden, wird viel Platz benötigt, um parallele Spuren zu trennen.
(Große Spurbreite/Zeilenabstand bietet genügend Platz zur Lösung von SI-Problemen)
7. Anwendung der Differential-Routing-Technologie für Schlüsselkomponenten
Differentielles Routing ist eine Entwurfstechnik, die verwendet wird, um ein symmetrisches Übertragungssystem zu schaffen. Das Übertragungssystem kann Differenzsignale in der Schaltung führen. In den meisten Fällen ist ein differentielles Routing in das externe Übertragungssystem integriert. Das Übertragungssystem kann ein Kabel oder ein Stecker sein.
Differenzielles Routing hat viele Vorteile. Beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit treten plötzlich elektromagnetische Interferenzen und einige Geräusche auf. Dadurch wird das Signal abgeschwächt. Um jedoch Probleme mit der Signalintegrität zu vermeiden, muss differentielles Routing verwendet werden. Differenzielles Routing ist ideal, insbesondere in kritischen Teilen der Platine.
(Das Testen und Verwenden verschiedener Routing-Technologien ist eine gute Möglichkeit, Routing-Technologien zu finden, die das SI-Problem lösen.)
8. Verwenden Sie kurze parallele Lauflängen
Die Parallellänge ist der Abstand oder die Höhe zwischen den beiden Seiten eines Metalls oder eines anderen Teils. Bei Leiterplattenproblemen ist die gleiche Lauflänge sehr wichtig. Wenn zwei Signale nebeneinander laufen, die Entfernung jedoch länger ist, können Probleme mit der Signalintegrität auftreten. Dies sind die Probleme, die Sie am meisten vermeiden möchten.
Der Grund dafür ist, dass eines der Signale das Signal des Angreifers und das andere Signal das Signal des Opfers sein kann. Um jedoch sicherzustellen, dass Sie die Signalintegrität nicht beschädigen, wird empfohlen, eine kürzere parallele Lauflänge zu verwenden, um Probleme mit der Signalintegrität zu vermeiden.
(Wie oben gezeigt, ist die kürzere Parallelbetriebslänge auch eine ausgezeichnete Impedanzkontrolltechnik, um das SI-Problem zu lösen)
9. Verwenden Sie kurze Hochgeschwindigkeitssignalverfolgung
Wie Sie vielleicht wissen, haben Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesigns oft Probleme mit elektromagnetischen Störungen. Die Gefahr elektromagnetischer Störungen besteht in der langen Flugbahn der Empfangs- oder Sendeantenne. Längere Wege neigen dazu, lange Strecken zurückzulegen. Längere Leiterbahnen können empfindliche Teile der Schaltung negativ beeinflussen und Probleme mit der Signalintegrität verursachen.
Die Möglichkeit, kürzere Hochgeschwindigkeitsbohrer und direkte Wege zu verwenden, trägt dazu bei, das Risiko elektromagnetischer Störungen zu reduzieren. Lange und verwinkelte Pfade auf der Schaltung kosten viel Geld und verursachen Probleme mit der Signalintegrität. Indem Sie sicherstellen, dass Ihre Spuren kurz sind, wird Ihr Design niemandem unangenehm sein.
(Die Verwendung einer kürzeren Hochgeschwindigkeits-Signalverfolgung ist ein Schritt, um das SI-Problem zu minimieren)
10. Leiterplattenempfindliche Komponenten abschirmen
In der Leiterplatte befinden sich mehrere empfindliche Bauteile. Dazu gehören hochpräzise Widerstände, Computerkarten, TTL-Chips und Laserdioden. Dies sind empfindliche Komponenten, die abgeschirmt werden müssen. Eine fehlende oder schlechte Abschirmung kann empfindliche Teile der Schaltung beeinträchtigen und zu Problemen mit der Signalintegrität führen. Schirmen Sie empfindliche Komponenten ab, reduzieren Sie Rauschen und verbessern Sie die Signalintegrität.
(Müssen empfindliche Teile der Leiterplatte abgeschirmt werden, um sicherzustellen, dass keine Probleme mit der Signalintegrität auftreten)
Zusammenfassen
Schließlich benötigen Sie einen seriösen Hersteller, der Ihre Schaltung entwickelt. Die Impedanz-Kontrolle legt nahe, dass Schaltungsentwickler auf die richtigen Erdungstechniken zurückgreifen müssen, um die Signalintegrität zu gewährleisten. Durch den Einsatz der richtigen Erdungstechniken werden Sie die Wahrscheinlichkeit verringern, das Signal zu beeinflussen. Die Erdungstechniken umfassen:
Anordnung von Bauteilen, um zuverlässige und kurze Wege zum Boden zu bringen. Platzieren von Boden und Leistungsebenen in den Schichtstapel. Unabhängig von der Methode, die Sie verwenden, ist es wichtig, geeignete Erdungstechniken zu gewährleisten. Bei ausreichender Erdung gibt es die Vermeidung von Problemen der Signalintegrität. Im aktuellen aktiven industriellen Umfeld interagieren viele Dinge. Dazu gehören elektrische Anlagen, elektronische Geräte, Stromkabel und andere Prozessgeräte.
