คิดอย่างไรเมื่อออกแบบ HF PCB


11

ขณะนี้ฉันกำลังออกแบบ PCB ขนาดเล็กใน Eagle Cad ที่มีสัญญาณ GPS 1PPS (พัลส์สั้นหนึ่งครั้งต่อวินาที) เป็นอินพุต pulsetime สำหรับ 1pss นั้นคล้ายกับ 1us

ตกลงฉันรู้ว่าไม่ใช่ซุปเปอร์ HF แต่ก็ยัง

การออกแบบที่ดีเมื่อทำการออกแบบ PCB สำหรับ HF คืออะไร

  • มุมโค้งงอของเส้นทางที่ดีขึ้นจากนั้นตั้งฉากหรือไม่?
  • เส้นทางที่หนากว่าดีกว่าบางหรือตรงข้ามหรือไม่?
  • Groundplane = ดี?
  • ฯลฯ ..

บทเรียนการออกแบบ PCB ของ Dave Jonesมีข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมาย
Toby Jaffey

1
@ เธโอดอร์เวลาที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณคืออะไร? สิ่งนี้พิจารณาเนื้อหาสเปกตรัมมากกว่าความยาวของสัญญาณ
Kortuk

คำตอบ:


5

Howard Johnson มีกลุ่มจดหมายข่าวการออกแบบดิจิทัลความเร็วสูงจำนวนมาก

http://www.sigcon.com/pubsAlpha.htm

หนึ่งในรายการโปรดของฉันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงกระแสย้อนกลับที่ดาร์รอนพูดถึง DC จะไหลเป็นเส้นตรง (เส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด; เป็นเส้นตรงบนระนาบกราวน์) ในขณะที่ AC จะไหลภายใต้ตัวนำสัญญาณ (เส้นทางที่มีการเหนี่ยวนำน้อยที่สุด; ภาพสะท้อนของเส้นทางสัญญาณบนระนาบกราวน์) ดังนั้นหลีกเลี่ยงการใช้เส้นทางย้อนกลับที่ข้ามระนาบแบบแยกให้หลีกเลี่ยงการข้ามเส้นทางผลตอบแทนความเร็วสูงอื่น ๆ มากเกินไปเป็นต้นนอกจากนี้เครื่องบินพลังงานสามารถทำหน้าที่เหมือนระนาบกราวด์สำหรับเส้นทางกลับและเส้นทางย้อนกลับสามารถกระโดดเครื่องบินผ่านตัวเก็บประจุ (โปรดจำไว้ว่าหมวกคือความถี่สั้นถึงสูง) เส้นทางกลับจะเลือกระนาบที่ใกล้กับสัญญาณมากที่สุด http://www.sigcon.com/Pubs/news/8_08.htm

ฉันเชื่อว่ามีจดหมายข่าวอื่น ๆ ยกตัวอย่างเช่นมุม 90 องศานั้นไม่ได้แย่ขนาดนั้น พวกเขาเพียงเพิ่มความจุมากเกินไปในการติดตาม ที่ความถี่สูง "ปกติ" นี่ไม่ใช่เรื่องใหญ่ แต่เมื่อคุณเข้าไมโครเวฟความสามารถของกาฝากสามารถทำได้ในตัวคุณ http://www.sigcon.com/Pubs/edn/bigbadbend.htm

เกี่ยวกับขนาดการติดตามสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับสแต็คของคุณเป็นส่วนใหญ่ หากคุณใช้ระนาบอ้างอิงแบบทึบ (กราวด์หรือกำลัง!) ความต้านทานการติดตามของคุณคือฟังก์ชันของความกว้างการติดตามและระยะทางจากระนาบ หากคุณไม่สนใจความต้านทานแล้วขนาดการติดตามส่วนใหญ่จะไม่สำคัญตราบใดที่มันไม่เล็กเกินไป นอกจากว่าคุณกำลังพยายามพกกระแสไฟลามก (แอมป์) ในกรณีนี้คุณต้องมีร่องรอยใหญ่พอที่มันจะไม่ละลาย!

พยายามทำให้ระนาบสัญญาณติดกับระนาบอ้างอิง เช่นสำหรับบอร์ดเลเยอร์ 6, เลเยอร์สัญญาณ 1 และ 3 อ้างอิงระนาบกราวด์ 2, และเลเยอร์สัญญาณ 4 และระนาบอ้างอิง 4 เลเยอร์ 4 หากระนาบสัญญาณอยู่ติดกันให้ระวังด้วยว่าจะไม่มีการวิ่งขนานกันนาน นี่เป็นเรื่องที่น่ากังวลน้อยกว่าถ้ามีระนาบอ้างอิง (แม้ว่ากระแสน้ำกลับยังสามารถคุยข้ามได้ แต่ก็ไม่ได้แย่เหมือนกัน)

เก็บร่องรอยนาฬิกาและแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนอื่น ๆ ให้ห่างจากร่องรอยอื่น ๆ เท่าที่คุณสามารถทำได้ (ฉันคิดว่ากฎของหัวแม่มือคือ 5x กว้างของร่องรอยการติดตามสำหรับนาฬิกาและ 3x สำหรับสัญญาณสลับอื่น ๆ )


3

ใช่นั่นไม่ใช่ HF จริงๆ ยังคง ...

ระนาบกราวด์แน่นอน

สิ่งหนึ่งที่ยิ่งใหญ่เกี่ยวกับเสียงถ้าคุณจำได้คือการคิดในแง่ของลูปปัจจุบัน สัญญาณทั้งหมดจะต้องมีการส่งคืนปัจจุบันจะกลับไปทำให้วงสมบูรณ์ ทุกสิ่งทุกอย่างมีค่าเท่ากัน ... ยิ่งพื้นที่ที่เกิดจากเส้นทางของสัญญาณมีขนาดใหญ่ขึ้นและเป็นกระแสกลับมาก็จะยิ่งมีเสียงรบกวนมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นหากคุณมีสัญญาณที่มีสายกราวด์อยู่ห่างออกไปครึ่งฟุตคุณจะต้องแยกเสียงดังออกมาและเสียงรบกวนจากภายนอกเข้าสู่สัญญาณของคุณ

เหตุผลหลักประการหนึ่งสำหรับระนาบกราวด์คือพวกมันให้เส้นทางการส่งคืนที่ใกล้เคียงกับสัญญาณมาก ส่วนประกอบ HF ของกระแสกลับมามีแนวโน้มที่จะติดตามภายใต้เส้นทางของการติดตามสัญญาณและไม่ใช่เพียงเส้นทางตรงข้ามบนระนาบกราวด์ไปยังแบตเตอรี่ / แรงดันไฟฟ้าอินพุต

หากคุณคิดว่าจะลดเสียงรบกวนในแง่ของการลดลูปกลับให้น้อยที่สุด ... จากนั้นขั้นตอนการลดเสียงรบกวนอื่น ๆ ส่วนใหญ่จะกลายเป็นการอธิบายตัวเองหากไม่ชัดเจนในตัวเอง เช่นคุณไม่ต้องการให้สัญญาณติดตามข้ามช่องขนาดใหญ่บนระนาบกราวด์หากคุณสามารถช่วยได้ ... เนื่องจากกระแสย้อนกลับจะต้องเบี่ยงเบนไปรอบ ๆ สล็อตและสร้างพื้นที่วนกลับที่ใหญ่ขึ้น การวางร่องรอยบนระนาบกราวด์ของคุณอาจทำให้เกิดปัญหาด้วยเหตุผลเดียวกัน คุณสามารถทำสิ่งเหล่านี้ได้คุณเพียงแค่พยายามทำให้ดีที่สุดเพื่อกำหนดเส้นทางสัญญาณอื่น ๆ ในรูปแบบที่ไม่ข้ามสัญญาณเหล่านั้น

จุดอ่อนนั้นยากมาก หากคุณมีบอร์ด 4 เลเยอร์สัญญาณ - กราวด์ - พลังงาน - สัญญาณทั่วไปจากนั้นเมื่อคุณเปลี่ยนไปใช้เลเยอร์ด้านล่างผ่านทางดังนั้นส่วนประกอบ HF ของกระแสย้อนกลับอาจต้องอ้อมตัวเก็บประจุแยกที่อยู่ใกล้ที่สุดเพื่อติดตามภายใต้ สัญญาณเลเยอร์ด้านล่างติดตามบนเครื่องบินพลังงาน ดังนั้นให้วางแคป decoupling ไว้ใกล้กับจุดแวะใด ๆ

บนสายเคเบิลให้บิดสายสัญญาณพร้อมกับสายกราวด์ หากคุณมีสายริบบิ้นให้เลือกกราวด์และสัญญาณ (หรือกราวด์สัญญาณ - สัญญาณ - กราวด์ - สัญญาณ - กราวด์ -... เพื่อให้สัญญาณอยู่ติดกับกราวด์เสมอ)


2

อาจดีที่สุดเพื่อให้สัญญาณความถี่สูงโดยตรงที่สุด วาง IC / ส่วนประกอบที่คุณกำลังป้อนสัญญาณเข้าทางด้านขวาถัดจากอินพุตหากเป็นไปได้

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.