High Speed ​​PCB Stack Design

Sa pagdating ng panahon ng impormasyon, ang paggamit ng mga pcb board ay nagiging mas at mas malawak, at ang pagbuo ng mga pcb board ay nagiging mas at mas kumplikado.Habang ang mga elektronikong sangkap ay nakaayos nang higit pa at mas makapal sa PCB, ang pagkagambala sa kuryente ay naging isang hindi maiiwasang problema.Sa disenyo at aplikasyon ng mga multi-layer boards, ang signal layer at ang power layer ay dapat paghiwalayin, kaya ang disenyo at pag-aayos ng stack ay partikular na mahalaga.Ang isang mahusay na scheme ng disenyo ay maaaring lubos na mabawasan ang impluwensya ng EMI at crosstalk sa multilayer boards.

Kung ikukumpara sa mga ordinaryong single-layer board, ang disenyo ng multi-layer board ay nagdaragdag ng mga signal layer, mga wiring layer, at nag-aayos ng mga independent power layer at ground layer.Ang mga bentahe ng multi-layer boards ay pangunahing makikita sa pagbibigay ng isang matatag na boltahe para sa digital signal conversion, at pantay na pagdaragdag ng kapangyarihan sa bawat bahagi nang sabay-sabay, na epektibong binabawasan ang interference sa pagitan ng mga signal.

Ang power supply ay ginagamit sa isang malaking lugar ng tanso laying at ang ground layer, na maaaring lubos na mabawasan ang paglaban ng power layer at ang ground layer, upang ang boltahe sa power layer ay matatag, at ang mga katangian ng bawat linya ng signal maaaring garantisado, na lubhang kapaki-pakinabang sa pagbabawas ng impedance at crosstalk.Sa disenyo ng mga high-end na circuit board, malinaw na itinakda na higit sa 60% ng mga stacking scheme ang dapat gamitin.Ang mga multi-layer na board, mga katangiang elektrikal, at pagsugpo sa electromagnetic radiation ay lahat ay may walang katulad na mga pakinabang sa mga low-layer na board.Sa mga tuntunin ng gastos, sa pangkalahatan, mas maraming mga layer ang mayroon, mas mahal ang presyo, dahil ang halaga ng PCB board ay nauugnay sa bilang ng mga layer, at ang density ng bawat unit area.Matapos bawasan ang bilang ng mga layer, ang espasyo ng mga kable ay mababawasan, at sa gayon ay madaragdagan ang density ng mga kable., at kahit na matugunan ang mga kinakailangan sa disenyo sa pamamagitan ng pagbabawas ng lapad at distansya ng linya.Ang mga ito ay maaaring tumaas ang mga gastos nang naaangkop.Posibleng bawasan ang stacking at bawasan ang gastos, ngunit pinalala nito ang pagganap ng kuryente.Karaniwang hindi produktibo ang ganitong uri ng disenyo.

Sa pagtingin sa mga kable ng microstrip ng PCB sa modelo, ang layer ng lupa ay maaari ding ituring bilang bahagi ng linya ng paghahatid.Ang layer na tanso sa lupa ay maaaring gamitin bilang isang signal line loop path.Ang power plane ay konektado sa ground plane sa pamamagitan ng decoupling capacitor, sa kaso ng AC.Parehong katumbas.Ang pagkakaiba sa pagitan ng mababang dalas at mataas na dalas na kasalukuyang mga loop ay iyon.Sa mababang frequency, ang return current ay sumusunod sa landas ng hindi bababa sa paglaban.Sa mataas na frequency, ang return current ay kasama sa landas ng hindi bababa sa inductance.Ang kasalukuyang bumabalik, puro at ibinahagi nang direkta sa ibaba ng mga bakas ng signal.

Sa kaso ng mataas na dalas, kung ang isang wire ay direktang inilatag sa layer ng lupa, kahit na mayroong higit pang mga loop, ang kasalukuyang pagbabalik ay dadaloy pabalik sa pinagmulan ng signal mula sa layer ng mga kable sa ilalim ng pinagmulang landas.Dahil ang landas na ito ay may pinakamaliit na impedance.Ang ganitong uri ng paggamit ng malaking capacitive coupling upang sugpuin ang electric field, at ang minimum na capacitive coupling upang sugpuin ang magnetic plant upang mapanatili ang mababang reactance, tinatawag namin itong self-shielding.

Ito ay makikita mula sa formula na kapag ang kasalukuyang daloy pabalik, ang distansya mula sa linya ng signal ay inversely proporsyonal sa kasalukuyang density.Pinaliit nito ang lugar ng loop at inductance.Kasabay nito, maaari itong tapusin na kung ang distansya sa pagitan ng linya ng signal at ang loop ay malapit, ang mga alon ng dalawa ay magkatulad sa magnitude at kabaligtaran sa direksyon.At ang magnetic field na nabuo ng panlabas na espasyo ay maaaring i-offset, kaya ang panlabas na EMI ay napakaliit din.Sa disenyo ng stack, pinakamahusay na ang bawat bakas ng signal ay tumutugma sa isang napakalapit na layer ng lupa.

Sa problema ng crosstalk sa ground layer, ang crosstalk na dulot ng mga high-frequency circuit ay higit sa lahat dahil sa inductive coupling.Mula sa kasalukuyang loop formula sa itaas, maaari itong tapusin na ang mga loop na alon na nabuo ng dalawang linya ng signal na magkakalapit ay magkakapatong.Kaya magkakaroon ng magnetic interference.

Ang K sa formula ay nauugnay sa oras ng pagtaas ng signal at ang haba ng linya ng signal ng interference.Sa stack setting, ang pag-ikli ng distansya sa pagitan ng signal layer at ground layer ay epektibong makakabawas sa interference mula sa ground layer.Kapag naglalagay ng tanso sa layer ng supply ng kuryente at sa layer ng lupa sa mga kable ng PCB, lilitaw ang isang pader ng paghihiwalay sa lugar ng pagtula ng tanso kung hindi mo binibigyang pansin.Ang paglitaw ng ganitong uri ng problema ay malamang na dahil sa mataas na densidad ng via hole, o ang hindi makatwirang disenyo ng via isolation area.Pinapabagal nito ang oras ng pagtaas at pinatataas ang lugar ng loop.Ang inductance ay tumataas at lumilikha ng crosstalk at EMI.

Dapat nating subukan ang lahat ng ating makakaya upang i-set up ang mga shop head nang magkapares.Ito ay sa pagsasaalang-alang ng mga kinakailangan sa balanse ng istraktura sa proseso, dahil ang hindi balanseng istraktura ay maaaring maging sanhi ng pagpapapangit ng pcb board.Para sa bawat layer ng signal, pinakamahusay na magkaroon ng isang ordinaryong lungsod bilang pagitan.Ang distansya sa pagitan ng high-end na power supply at ng tansong lungsod ay nakakatulong sa katatagan at pagbabawas ng EMI.Sa high-speed board design, ang mga redundant ground plane ay maaaring idagdag upang ihiwalay ang signal planes.


Oras ng post: Mar-23-2023