पीसीबी रूटिंग: ईएमआई और सिग्नल अखंडता, वर्तमान प्रश्नों को लौटाएं


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अगर मैंने कोई ईएमआई / एसआई सबक लिया है, तो जितना संभव हो उतना रिटर्न लूप्स को कम करना है। आप उस एक साधारण कथन से बहुत सारी EMI / SI दिशा-निर्देश काम कर सकते हैं।

हालांकि, नहीं होने या कभी भी हाइपरलिंक्स या किसी भी तरह का फुल आरएफ सिमुलेशन टूल नहीं देखा ... यह कल्पना करना थोड़ा मुश्किल है कि मुझे विशेष रूप से किस पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता है। मेरा ज्ञान भी पूरी तरह से पुस्तक / इंटरनेट आधारित है ... औपचारिक नहीं है या विशेषज्ञों के साथ बहुत अधिक चर्चाओं पर आधारित है, इसलिए मुझे अजीब अवधारणाएं या अंतराल हैं।

जैसा कि मैंने इसकी कल्पना की है, मेरे पास रिटर्न सिग्नल के दो मुख्य घटक हैं। पहला कम आवृत्ति (DC-ish) रिटर्न सिग्नल है जो आम तौर पर आपकी अपेक्षा के अनुसार होता है ... पावर नेटवर्क / प्लेन के माध्यम से सबसे कम प्रतिरोध पथ के साथ।

दूसरा घटक एक उच्च आवृत्ति रिटर्न सिग्नल है जो ग्राउंड प्लेन पर सिग्नल ट्रेस का पालन करने की कोशिश करता है। यदि आप परतों को 4 परत बोर्ड (सिग्नल, ग्राउंड, पावर, सिग्नल) पर नीचे की परत के माध्यम से ऊपर की परत कहते हैं, तो एचएफ रिटर्न सिग्नल जैसा कि मैं समझता हूँ कि यह जमीन के प्लेन से पावर प्लेन में चक्कर लगाकर कूदने की कोशिश करेगा निकटतम उपलब्ध पथ के माध्यम से (निकटतम डिकूपिंग कैप, उम्मीद है ... जो एचएफ के साथ ही एक छोटी हो सकती है)।

मुझे लगता है कि यदि आप इन दो घटकों को अधिष्ठापन के संदर्भ में रखते हैं, तो यह वास्तव में एक ही बात है (डीसी प्रतिरोध के पास यह सब मायने रखता है, एचएफ कम अधिष्ठापन पर नीचे के निशान के साथ इसका मतलब है) .. लेकिन मेरे लिए उनकी कल्पना करना आसान है से निपटने के लिए दो अलग-अलग मोड के रूप में अलग से।

अगर मैं अब तक ठीक हूं, तो दो समीपस्थ विमानों के साथ आंतरिक सिग्नल परतों पर यह कैसे काम करता है?

मेरे पास 6 लेयर बोर्ड (सिग्नल, ग्राउंड, पावर, सिग्नल, ग्राउंड, सिग्नल) है। हर सिग्नल लेयर में एक समीप का ग्राउंड प्लेन होता है जो पूरी तरह से अखंड होता है (vias / छेद को छोड़कर, जाहिर है)। मध्य संकेत परत में एक समीपवर्ती शक्ति विमान भी होता है। पावर प्लेन को कई क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। मैंने उसे न्यूनतम रखने की कोशिश की, लेकिन उदाहरण के लिए मेरा 5V विभाजन बोर्ड के बाहर एक बड़ी मोटी "सी" आकृति का रूप ले लेता है। बाकी का अधिकांश 3.3V है, एक बड़े BGA के तहत 1.8V क्षेत्र के साथ, उस के केंद्र के पास एक बहुत छोटा 1.2V क्षेत्र है।

(१) क्या मेरा स्प्लिट पॉवर प्लेन मेरे लिए समस्याएँ पैदा करेगा, भले ही मैं यह सुनिश्चित करने पर ध्यान दूं कि सिग्नल ग्राउंड प्लेन के माध्यम से अच्छे वापसी पथ हैं? (2) क्या कम आवृत्ति वापसी पथ मेरे "सी" आकार के 5 वी विमान के विभाजन पर एक व्यापक चक्कर लगा सकता है? (मैं आम तौर पर लगता है कि नहीं होगा ...?)

मैं कल्पना कर सकता हूं कि लगभग बराबर अधिष्ठापन वाले दो अखंड विमान संभवतः दोनों में प्रवाह करने के लिए रिटर्न करंट को प्रेरित करेंगे ... लेकिन मेरा जंगली अनुमान है कि पावर प्लेन पर जरूरी किसी भी महत्वपूर्ण चक्कर को ग्राउंड प्लेन की ओर लौटने का संकेत भारी पूर्वाग्रह कर देगा।

(3) इसके अलावा, मध्य और नीचे की परतें एक ही हवाई जहाज को साझा करती हैं। कितनी बड़ी समस्या है? मैं सहज रूप से अनुमान लगाऊंगा कि प्रत्येक ग्राउंड रिटर्न को साझा करने वाले प्रत्येक अभिभावक के सीधे निशान उसी परत पर सरल आसन्न ट्रेस युग्मन से अधिक प्रत्येक अभिभावक के साथ हस्तक्षेप करेंगे। क्या मुझे यह सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त मेहनत करने की ज़रूरत है कि ऐसा न हो?

मुझे संदेह है कि कोई "हाँ आम तौर पर हो सकता है, लेकिन आप इसे अनुकरण किए बिना नहीं जान सकते" टिप्पणी आ रही है ... चलो मान लेते हैं कि मैं आम तौर पर बात कर रहा हूं।

संपादित करें: ओह, मैं बस कुछ के बारे में सोचा। स्ट्रिपलाइन के लिए एक पावर प्लेन स्प्लिट स्क्रू अप पार करना ट्रेस इम्पीडेंस को पार करेगा? मैं यह देख सकता हूं कि दो विमानों के होने के आधार पर आदर्श ट्रेस प्रतिबाधा आंशिक रूप से कैसे कम होती है ... और यदि कोई टूट गया है तो क्या यह समस्या हो सकती है ...?

EDIT EDIT: ठीक है, मैंने आंशिक रूप से सिग्नल परतों के बीच एक विमान साझा करने पर अपने प्रश्न का उत्तर दिया है। त्वचा के प्रभाव की गहराई संभवतः विमान के अपने पक्ष में संकेतों को सीमित करती है। (१/२ आस्ट्रेलियन कॉपर = ०.s मिल्स, स्किन डेप्थ @ ५० मेगाहर्ट्ज ०.० मील, ०.२ मील @ २०० मेगाहर्ट्ज .. इसलिए ६५ मेगाहर्ट्ज से ज्यादा कुछ भी प्लेन के साइड में रहना चाहिए। मैं ज्यादातर २०० एमएचजेड के डीडीआर २ सिग्नल्स को लेकर चिंतित हूं। के घटक अभी भी एक समस्या हो सकती है)


मुझे यह सवाल बहुत पसंद है .. क्या आप इसे थोड़ा समझा सकते हैं "यदि आप 4 लेयर बोर्ड (सिग्नल, ग्राउंड, पॉवर, सिग्नल) पर नीचे की लेयर के माध्यम से लेयर को ऊपरी लेयर से स्विच करते हैं, तो HF रिटर्न सिग्नल जैसा कि मैं इसे समझूंगा निकटतम उपलब्ध पथ के माध्यम से चक्कर लगाकर ग्राउंड प्लेन से पावर प्लेन तक कूदने की कोशिश करें (निकटतम डिकूपिंग कैप, उम्मीद है ... जो कि एचएफ के साथ ही एक छोटी हो सकती है) "?
रिचीकियान

जवाबों:


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मुझे लगता है कि आप सही रास्ते पर हैं, नोटों की एक जोड़ी,

1) दो विमानों के बीच एक सिग्नल ट्रेस के साथ, रिटर्न करंट दो विमानों के बीच विभाजित हो जाएगा, भले ही विमानों में से एक विभाजित हो। वापसी वर्तमान "भविष्य को नहीं देख सकता है" और समय से पहले तय करना है कि किस विमान को वापस लौटना है। यह ट्रेस को ऊपर और नीचे लौटाएगा जब तक कि यह विभाजन को नहीं देखता है कि बिंदु "ओह बकवास" है! और संभवतः एफसीसी परीक्षण को विफल करने के लिए आपको भुगतान करता है। तो आप विमान विभाजन पर निशान से बचने के लिए चाहते हैं, भले ही एक और आसन्न विमान विभाजित न हो। आप कैपेसिटर के साथ विभाजन से निपट सकते हैं और ऐसे लेकिन इस प्रकार का समाधान आदर्श से कम है। मैं हमेशा एक आसन्न विमान पर एक विमान विभाजन पर ट्रेस चलाने से बचने पर ध्यान केंद्रित करता हूं।

2) डीसी सिग्नल पर चौड़ी वापसी के रास्ते वास्तव में मायने नहीं रखते हैं।

3) आपने एक ही विमान को साझा करने वाले दो सिग्नल परतों के बारे में पूछा। आमतौर पर, अगर इसे ठीक से किया जाए तो यह कोई बड़ी बात नहीं है। कई लोग क्या करते हैं, एक परत का उपयोग "क्षैतिज" सिग्नल परत के रूप में और दूसरा "ऊर्ध्वाधर" सिग्नल परत के रूप में करता है, ताकि वापसी धारा एक दूसरे के लिए रूढ़िवादी हो। प्रत्येक विमान के लिए दो सिग्नल परतों को रूट करना और इस क्षैतिज / ऊर्ध्वाधर तकनीक का उपयोग करना बहुत आम है। याद रखने वाली सबसे महत्वपूर्ण बात संदर्भ विमानों को नहीं बदलना है। आपका सेटअप थोड़ा मुश्किल हो सकता है क्योंकि नीचे की परत से चौथी परत तक जाने से एक और रिटर्न प्लेन जुड़ जाता है। अधिक विशिष्ट 6 लेयर बोर्ड हैं

1) ASignalHor 2) GND 3) ASignalVer 4) BSignalHor 5) पावर 6) BSignalVer

यदि आपको छोटे अतिरिक्त विमानों की आवश्यकता होती है, जैसे कि माइक्रो के नीचे, ये आमतौर पर सिग्नल परतों में से एक पर एक द्वीप के रूप में रखा जाएगा। यदि आपको अधिक शक्ति वाले विमानों का उपयोग करने की आवश्यकता है, तो आप 10+ परतों पर जाने के बारे में सोच सकते हैं।

4) प्लेन स्पेसिंग महत्वपूर्ण है, और प्रदर्शन पर इसका बहुत प्रभाव हो सकता है, इसलिए आपको इसे बोर्ड हाउस को निर्दिष्ट करना चाहिए। यदि आप ऊपर उल्लिखित 6 लेयर स्टैकअप का उदाहरण लेते हैं, तो .005 .005 .040 .005 .005 (परतों के बीच समान दूरी के बजाय मानक स्टैकअप के बजाय) के अंतर को परिमाण सुधार का क्रम बना सकते हैं। यह संकेत परतों को उनके संदर्भ विमान (छोटे छोरों) के करीब रखता है।


आपकी 6 लेयर स्टैकअप वह है जो मैं सामान्य रूप से उपयोग करता हूं। इस प्रोसेसर के लिए लेआउट गाइड इस अजीब SGPSGS स्टैकअप की सिफारिश करता है, यह दावा करता है कि यह विमान समाई को बढ़ाता है (जो कि जब मुझे यकीन है कि यह करता है, मुझे यकीन नहीं है कि यह प्रणाली के लिए पर्याप्त तेज़ है) मैं उन्हें 5-5 अंतरिक्ष में जा रहा था- 21-5-5। (4PCB बाहरी परतों पर पन्नी का उपयोग करता है, इसलिए केंद्रीय अंतराल prepreg नहीं कोर है)
darron

विभाजित विमान के साथ वापसी पथ का उच्च अधिष्ठापन उस विमान पर बनने से उच्च आवृत्ति वापसी पथ को हतोत्साहित नहीं करेगा? विशेष रूप से अगर अखंड विमान 4x करीब था, जिसके परिणामस्वरूप संभवतः काफी छोटा लूप होता है?
ajs410

@ ajs410, एक समतल समतल में अधिक धारा प्रवाहित होगी। लेकिन अगर हम दिखावा करते हैं कि विमान समान रूप से दूरी पर हैं, लेकिन एक का विभाजन होता है, तो करंट अभी भी प्रत्येक विमान (उच्च आवृत्ति पर) में समान रूप से प्रवाहित होगा, क्योंकि सिग्नल विभाजन को देखने के लिए आगे नहीं देख सकता है। सिग्नल के अंतिम गंतव्य तक पहुंचने से पहले विमानों में रिटर्न करंट प्रवाहित होता है। हावर्ड जॉनसन की साइट से सिग्नल के प्रभारी के इस वीडियो की जांच करें, signalintegrity.com/Pubs/news/14_02.htm , यह भी देखना चाहते हैं कि "आंशिक रूप से
सक्रियता

@ डार्रोन, हाँ यह अजीब है। मुझे लगता है कि स्टैकअप के अवर रुटेबिलिटी (यदि यह एक शब्द है) से प्राप्त इंटर-प्लेन कैपेसिटेंस से आगे निकल जाएगा।
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@ ajs410, शायद मैं अस्पष्ट था, संकेत आगे नहीं देख सकता है, यही कारण है कि दोनों विमानों में वर्तमान प्रवाह वापस आता है क्योंकि सिग्नल ट्रेस को नीचे फैलाता है, भले ही एक विमान का विभाजन हो। इसका एक और उदाहरण है स्टब्स। कुछ लोग, उदाहरण के लिए, डिबगिंग के लिए एक परीक्षण बिंदु पर बोर्ड के किनारे पर एक clk ट्रेस चलाते हैं। यह शोर का कारण बनता है जिससे एफसीसी विफलता हो सकती है। एक अनियंत्रित ट्रेस के माध्यम से वर्तमान प्रवाह क्यों होता है? क्योंकि संकेत यह नहीं जानता है कि यह तब तक समाप्त नहीं होता है जब तक यह ट्रेस के अंत तक नहीं पहुंचता है; यह भविष्य नहीं देख सकता। ट्रेस एक एंटीना बन जाता है।
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हाँ, आप अपने स्वयं के प्रश्नों का उत्तर देते हैं। इसके लायक क्या है, आप जो कुछ भी बता रहे हैं वह बिल्कुल वैसा ही है जैसा मैंने इसे सीखा है (प्रकटीकरण: मैं ईएमआई / एसआई पर पढ़ी गई किताब / इंटरनेट भी हूं)

मुझे पूरा यकीन है कि स्प्लिट प्लेन को पार करना स्ट्रिपलाइन के प्रतिबाधा को बर्बाद कर देगा। हालांकि, गैर-स्ट्रिपलाइन के लिए, जब तक कि एक पड़ोसी विमान एक अखंड वापसी वर्तमान मार्ग प्रदान करता है, आपको ईएमआई के साथ ठीक होना चाहिए। हालांकि मैं यह सुनिश्चित करने के लिए स्टैक-अप की जांच करूंगा कि अखंड विमान शारीरिक रूप से सिग्नल परत के करीब है।

मैं आपके 5V विभाजन पर कम आवृत्ति रिटर्न धाराओं के बारे में चिंता नहीं करूंगा।


अरे वाह, स्टैक-अप विमान दूरी का उल्लेख करने के लिए धन्यवाद। पावर प्लेन ग्राउंड प्लेन की तुलना में इनर सिग्नल लेयर के ज्यादा करीब होता है। मुझे यकीन नहीं है कि मैंने उस पर गौर किया होगा। मैं इसे बदल दूंगा।
डार्रॉन
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