Ev > Kaynaklar > Bloglar > Yüksek Frekanslı PCB Performansının Optimize Edilmesi: 4 Önemli Girişim Faktörü ve Çözümleri

Yüksek Frekanslı PCB Performansının Optimize Edilmesi: 4 Önemli Girişim Faktörü ve Çözümleri

2024-07-24Muhabir: SprintPCB

Yüksek frekanslı PCB tasarımında, frekanslar yükseldikçe ve devreler küçülüp daha uygun maliyetli hale geldikçe, girişim sorunları giderek daha karmaşık hale gelir. Başlıca girişim faktörleri arasında güç gürültüsü, iletim hattı girişimi, kuplaj ve elektromanyetik girişim (EMI) bulunur. İşte ayrıntılı bir açıklama ve çözümler:

1. Güç Gürültüsü

Yüksek frekanslı PCB tasarımında , güç gürültüsü yüksek frekanslı sinyalleri önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle, temiz topraklama ve güç hatlarının yanı sıra düşük gürültülü güç de önemlidir. Gücün kendine özgü bir empedansı vardır ve gürültü güç kaynağına yerleşebilir. Güç empedansını en aza indirmek için özel güç ve topraklama katmanları tercih edilir. Güç katmanları genellikle veri yolu tasarımlarından daha iyidir, sinyal döngülerini en aza indirir ve gürültüyü azaltır.

Güç Gürültüsünü Giderme Yöntemleri :

Via Yönetimi : Sinyal döngülerini bozan güç katmanlarında büyük açıklıklardan kaçının. Büyük açıklıklar, sinyallerin yönünü değiştirerek döngü alanını ve gürültüyü artırabilir.
Yeterli Topraklama Hattı : Her sinyalin, paralel sinyal ve dönüş yollarıyla ayrılmış bir dönüş yoluna ihtiyacı vardır; bu sayede döngü alanı en aza indirilir.
Analog ve Dijital Gücü Ayırın : Yüksek frekanslı cihazlar dijital gürültüye karşı hassastır, bu nedenle onları ayırın ve güç giriş noktasında birleştirin, sinyallerin geçişi için döngüler yerleştirin.
Çakışan Güç Katmanlarından Kaçının : Parazitik kapasitans yoluyla gürültü bağlantısını önleyin.
Hassas Bileşenleri İzole Edin : Örneğin, PLL'ler.
Elektrik Hatlarını Yerleştirin : Elektrik hatlarını sinyal hatlarının yanına yerleştirerek gürültüyü azaltın.

2. İletim Hatları

Yüksek frekanslı PCB tasarımında, iletim hatları sinyal kalitesini düşüren ve sistem gürültüsünü artıran yansıma sorunlarıyla karşı karşıyadır. Birincil çözüm, iletim hattı empedansındaki kesintileri önleyen empedans eşleştirmesidir.

İletim Hattı Girişimini Giderme Yöntemleri :

Empedans Kesintilerinden Kaçının : Dik açılar yerine 45° açılar veya eğriler kullanın ve her bir via bir empedans kesintisi noktası olduğundan, via kullanımını en aza indirin.
Kısa çizgilerden kaçının : Kısa çizgi sonlandırılabilir; uzun çizgilerden kaçınılmalıdır çünkü bunlar önemli yansımaya neden olur.

3. Bağlantı

Yüksek frekanslı PCB tasarımında, ortak bağlantı kanalları ortak empedans bağlantı, ortak mod bağlantı, diferansiyel mod bağlantı ve çapraz konuşma içerir.

Çapraz Konuşmayı Ortadan Kaldırma Yöntemleri :

Uygun Sonlandırma : Girişimi azaltmak için hassas sinyal hatlarını sonlandırın.
Sinyal Hatları Arasındaki Mesafeyi Artırın : Topraklama katmanı yönetimini kullanın ve iletken endüktansını azaltın.
Toprak Hatlarını Ekle : Bitişik sinyal hatları arasına, toprak hatları her 1/4 dalga boyunda toprak düzlemine bağlanacak şekilde.
Döngü Alanlarını En Aza İndirin : Mümkün olduğunda döngü boyutunu azaltın.
Paylaşılan Sinyal Döngülerinden Kaçının : Her sinyalin benzersiz bir dönüş yoluna sahip olduğundan emin olun.
Sinyal Bütünlüğüne Odaklanın : Lehimleme sırasında sonlandırma tekniklerini ve mikroşerit uzunlukları için bakır folyo ekranlamayı kullanın.

4. Elektromanyetik Girişim (EMI)

Yüksek frekanslı PCB tasarımında, hız arttıkça, özellikle yüksek hızlı cihazlarda EMI sorunları daha da önemli hale gelmektedir.

Elektromanyetik Girişimi Ortadan Kaldırma Yöntemleri :

Döngüleri Azaltın : Döngülerin sayısını ve boyutunu en aza indirin, yapay döngülerden kaçının ve güç düzlemlerini kullanın.
Filtreleme : Güç ve sinyal hatlarında ayırıcı kapasitörler, EMI filtreleri ve manyetik bileşenler kullanın.
Kalkanlama : Kalkan kutuları veya katmanları gibi kalkanlama önlemlerini uygulayın.
Düşük Yüksek Frekanslı Cihaz Hızı : EMI'yi azaltmak için düşük hızlı cihazları seçin.
PCB Dielektrik Sabitini ve Kalınlığını Artırın : Yüksek frekanslı parçalardan gelen radyasyonu azaltın ve elektromanyetik sızıntıyı önleyin.

Yüksek frekanslı PCB tasarımının özet prensipleri :

Birleşik ve Kararlı Güç ve Topraklama : Düşük empedanslı, temiz güç ve topraklama hatlarını garanti altına alın.
Dikkatli Yönlendirme ve Sonlandırma : Yansımaları ortadan kaldırın ve çapraz konuşmayı azaltın.
Gürültü Bastırma : EMC gereksinimlerini karşılamak için filtreleme, koruma ve optimize edilmiş tasarım kullanın.