что такое опорный слой печатной платы
SamsPcbGuide, часть 2: Выбор структуры печатной платы
Это вторая статья из цикла, в ней рассматривается процесс выбора структуры печатной платы (англ. PCB stackup), даются базовые рекомендации по формированию структуры, а также приводятся типовые решения сборок для многослойных печатных плат с указанием их преимуществ и недостатков.
В проектировании печатной платы можно выделить несколько основных процессов – размещение компонентов на печатной плате, выбор структуры печатной платы, трассировка сигнальных линий, проектирование подсистемы питания. Все они взаимосвязаны и взаимозависимы, поэтому постоянно присутствуют (в активном или фоновом режиме) в течение всего процесса разработки. Кроме того, проектирование достаточно сложной печатной платы – это чаще всего итеративный процесс, когда, например, выбранная изначально структура печатной платы может быть скорректирована на поздней стадии проектирования. Структура печатной платы определяется количеством и толщинами проводящих медных слоёв, а также материалами, толщинами и компоновкой диэлектрических слоёв – базовых (англ. core) и препрегов (англ. pre-preg). Другие важные параметры – это финишное покрытие внешних слоёв, наличие и материалы защитной маски (англ. solder mask). Разработчик должен не только разбираться в свойствах материалов печатных плат, но и чётко представлять себе типовые процессы заводов-изготовителей плат и привносимые ими технологические погрешности. Например, полезно посмотреть видеоматериал на YouTube-канале Eurocircuits NV или аналогичные, где подробно представлены технологические процессы. Такая компетенция устраняет разрыв между ожидаемой в соответствии с 3D-моделями САПР и реальной, поступившей с завода печатной платой, а также позволяет оптимизировать стоимость её изготовления.
«Неэлектрические» рекомендации
Структура печатной платы должна быть симметричной по её толщине, а распределение меди по слоям – сбалансированным.
Структура печатной платы должна быть симметричной, в противном случае при её изготовлении вероятность коробления или, иными словами, её изгиба, скручивания. Именно поэтому завод-изготовитель может отказать в изготовлении такой платы, выдав рекомендации по её доработке. При этом требование симметричности приводит не только к чётному количеству проводящих слоёв, но и к равномерному распределению меди в слоях (англ. copper balancing). Особенно это важно для плат с низким отношением толщины к площади (в частности для тонких плат толщиной 0,5 мм и менее) и для проектов под автоматический монтаж компонентов.
Ещё один неэлектрический фактор, о котором разработчик не должен забывать при выборе структуры печатной платы – экономический. Чем больше количество слоёв используется, тем дороже печатная плата. Особенно в случае нестандартных для завода-изготовителя сборок стоимость на малых партиях может отличаться в разы! Поэтому в процессе разработки рекомендуется использовать калькуляторы стоимости печатных плат, предоставляемые заводами-изготовителями. Например, у отечественного ООО «Резонит» такой сервис на сайте есть.
Рекомендуется использование калькуляторов стоимости печатных платы при выборе структуры.
«Электрические» рекомендации
В структуре современной цифровой печатной платы (с частотой тактового сигнала более 5 МГц и/или длительностью фронтов менее 5 нс) должен быть хотя бы один сплошной слой общего провода.
Сигнальные слои должны быть расположены максимально близко к сплошному слою земли или питания.
Оптимальный переход высокочастотной сигнальной линии между слоями обеспечивает структура, в которой между этим слоями находится сплошной слой земли или питания.
Сплошной слой питания рекомендуется располагать вблизи сплошного слоя земли.
Использование отдельного сплошного слоя питания для некоторых проектов вообще может быть избыточным или невозможным по причине ограниченного количества слоёв, тогда цепь питания может быть разведена в сигнальных слоях. Но если в структуре печатной платы сплошные слои питания есть, то их рекомендуется располагать вблизи сплошных слоёв земли. Такая структура в печатной плате снижает индуктивность подсистемы питания, тем самым повышая её эффективность на высоких частотах. В то же время повышается встроенная распределённая ёмкость печатной платы (англ. embedded/distributed/interplane capacitance), хотя и величина этой ёмкости для стандартных диэлектриков мала:
Слои питания разных доменов не рекомендуется располагать на соседних близких слоях. Или, в более общем виде, емкостная связь между разными доменами питания должна быть минимизирована.
Возникающая емкостная связь служит каналом утечки высокочастотных шумов из одного домена в другой. Таким образом, например, шумы цифрового домена питания могут на внутренних слоях проникать в питание аналоговой части (рис. 1), приводя к неработоспособности чувствительной схемы и недоумению разработчика.
Алгоритм и примеры
В связи с тем, что количество слоёв печатной платы ограничено, разработчик вынужден будет принять компромиссное решение между приведёнными рекомендациями. Однако Р.3 и Р.4 имеют наивысшие приоритеты и должны рассматриваться в первую очередь. Учитывая вышесказанное, алгоритм выбора структуры печатной платы может выглядеть следующим образом (при этом достаточно иметь эскизное размещение компонентов печатной платы):
Заметим, что система с несколькими доменами питания является распространённым случаем – даже при одном уровне напряжения может потребоваться разделение питания аналоговой и цифровой части. Если разработчик принимает разводить несколько доменов питания в одном слое, этот слой не рекомендуется использовать в качестве опорного слоя в связи с наличием в нём разрывов. При этом для минимизации емкостной связи (Р.7) рекомендуется использование увеличенных зазоров (порядка нескольких миллиметров) между проводниками разных доменов.
В таблице 1 представлены примеры удачных структур печатных плат с различным числом слоёв (больше примеров в [1]), которые иллюстрируют указанные выше положения. Эти примеры можно использовать в качестве заготовок для своих проектов, однако приведённый выше алгоритм является наиболее универсальным способом, обеспечивающим оптимальность структуры печатной платы для заданного проекта.
Таблица 1. Примеры структур печатных плат.
| 2 | | |
|---|---|---|
| 4 | | |
| 4 | | |
| 4 | | |
| 6 | | |
| 6 | | |
Толщина проводящих медных слоёв
Следующий важный параметр печатной платы – толщина проводящих медных слоёв, которую определяют, прежде всего, требуемые минимальный зазор и минимальная ширина проводника, а также максимальный ток, протекающий по проводнику. Чем тоньше проводящий слой, тем меньший топологический рисунок может быть получен и тем меньший предельный ток выдержит печатная дорожка (при прочих равных условиях – ширина проводника, частота тока, теплоотвод и др.). Требование к минимальным зазору и ширине проводника возникает из плотности трассировки печатной платы. Другим ограничением обычно является топология рекомендуемого посадочного места одной или нескольких из применяемых микросхем. Практика показывает, что когда необходимо снизить требования к минимальному зазору, геометрию рекомендуемого посадочного места можно в некоторых пределах варьировать без ущерба для пайки. На большинстве заводах-изготовителях печатных плат существуют стандартные топологические нормы и повышенные (так называемый «5 класс точности»). Переход на 5 класс точности обычно приводит к удорожанию печатной платы в 1,5-2 раза, отсюда может возникать необходимость столько же раз подумать над возможностью корректировки топологии для снижения требований к нормам.
Литература
[1] Ott H. W. Electromagnetic Compatibility Engineering. Wiley, 2009.
Статья была впервые опубликована в журнале «Компоненты и технологии» 2017, №12. Публикация на «Geektimes» согласована с редакцией журнала.
Особенности проектирования высокоскоростных устройств
В статье рассмотрены особенности высокоскоростных устройств и приведены рекомендации для успешного выполнения проектов таких устройств. Даны практические советы по аспектам, на которые следует обратить внимание при проектировании таких устройств, и рассмотрены программные инструменты, позволяющие достичь необходимого результата.
Высокоскоростное устройство — это устройство в котором применяются сигналы с быстрыми фронтами. Сигнал переключается так быстро, что переход от одного состояния в другое завершается еще до того, как сигнал проходит путь по топологии от источника до приемника. В этом случае сигнал может быть отражен от приемника обратно на вывод источника, ухудшая или погашая исходный сигнал.
Сигнал с быстрым фронтом также может излучаться проводником и влиять на соседние сигналы, или становиться электромагнитными помехами (ЭМП), в результате чего устройство не будет соответствовать обязательным требованиям по допустимому уровню излучаемых помех. В качестве примеров высокоскоростных устройств можно привести устройства в которых имеются интерфейс USB 3.0, память DDR от второго поколения и старше, шины данных PCI Express, интерфейс SATA 3.0 и т.д.
При проектировании трасс для высокоскоростных сигналов, вы проектируете не просто проводники печатной платы, а линии передач, которые встроены в печатную плату и волновое сопротивление которых должно быть рассчитано с учетом ее полной структуры, поскольку часть энергии высокоскоростного сигнала передается в виде электромагнитной волны проходящей через тело платы между сигнальным проводником и опорным слоем.
Для успешного выполнения проектов печатных плат для высокоскоростных устройств, необходимо учитывать огромное количество факторов, в том числе проблемы целостности сигнала, выполнять все требования по расположению компонентов на плате и принимать все необходимые меры по фильтрации питания. В каждом конкретном случае в зависимости от типа используемого интерфейса, существуют особые требования по выполнению проекта. Но всё же есть ряд универсальных рекомендаций, которые применимы в большинстве случаев.
1. Как определить является ли ваше устройство высокоскоростным?
Стоит выучить приближенное правило которое гласит, что если в проекте имеются трассы длина которых не обеспечивает время прохождения сигнала менее трети времени переключения источника, то в них могут происходить отражения, следовательно такие трассы можно считать высокоскоростными. Например если сигнал на выводе источника имеет время переключения 1 нс, то проводник, через который этот сигнал идёт дольше 0,33 нс (примерно 2 дюйма, или 50 мм, в плате выполненной из материала FR4), необходимо рассматривать как линию передачи, которая может вызвать проблемы с целостностью сигналов.
2. Продумывание проекта
Следует заранее продумывать проект в части расположения критичных ко времени распространения сигнала компонентов: источников и приемников сигнала, кварцевых резонаторов, согласующих резисторов и соединителей. Компоненты должны быть расположены так, чтобы не образовывалось длинных петлеобразных трасс, для микросхем с выводами под корпусом необходимо предусмотреть дополнительное место под фэнаут (5-7 мм по периметру).
Развязывающие конденсаторы следует располагать в непосредственной близости от соответствующих выводов микросхем. На изображениях ниже приведены варианты разводки BGA микросхем.
3. Выбор стэка печатной платы
Выбрать количество и назначение слоев печатной платы можно исходя из количества компонентов схемы, используемых типов питания микросхем, полигонов земли. Для высокоскоростных устройств рекомендуется использовать печатные платы от четырех слоев, для удобства выполнения топологии. Примеры типичного расположения сигнальных и опорных слоев в стэке приведены в таблице ниже.
Типовые конструкции печатных плат, можно посмотреть например на сайте производителя печатных плат Резонит.
В Altium Designer 21 с помощью Layer Stack Manager реализована функция настройки профилей импеданса для текущего набора слоев, подробнее об этом можно прочитать тут (статья на английском).
4. Выбор материала печатной платы
Выбирать материал необходимо исходя из условий эксплуатации, максимальной рабочей частоты устройства и финансовых возможностей. Известно, что одними из важнейших параметров материалов для печатных плат являются относительная диэлектрическая проницаемость Dk и тангенс угла диэлектрических потерь tg δ, но помимо всего прочего важна и плотность плетения волокон стеклоткани в материале, потому что для высокоскоростных печатных плат является важным постоянство волнового сопротивления, которое зависит от того, проложен ли проводник преимущественно над стеклотканью или над смолой, заполняющей пространство между нитями, так как значение Dк стеклоткани и смолы отличаются.
В некоторых случаях целесообразно будет попросить производителя платы повернуть заготовку на 45°, тем самым добившись среднего значения Dk, заявленного в характеристиках материала, это позволит использовать более дешевый материал с более низкой плотностью плетения.
Если требуется изготовить плату с контролируемым импедансом, об этом обязательно необходимо сообщить производителю платы, иначе, даже при условии идеально просчитанного проекта, можно получить неудовлетворительный результат. Отдавать предпочтение следует материалам с минимальным значением tg δ. На рисунке ниже можно увидеть макроснимки, демонстрирующие плотность плетения разных образцов стеклоткани.
5. Правильный сигнальный маршрут
Важную роль в проектировании высокоскоростных устройств играет правильное выполнение сигнального маршрута. При трассировке критичных цепей следует избегать переходных отверстий, так как переходные отверстия создают нежелательные емкости и индуктивности, а это, в свою очередь, вызывает отражения и искажения сигналов из-за неоднородности импеданса при переходе от отверстий к проводникам, либо нужно учитывать их при расчете волнового сопротивления трассы.
Проводники в таких цепях должны быть максимально короткими без острых углов с плавными поворотами и дугами в изломах. Зазор между сигнальными проводниками должен быть максимальным. Следует избегать отводов от сигнальных трасс или делать их максимально короткими.
Под каждым сигнальным проводником должен располагаться сплошной опорный слой в виде полигона металлизации в котором не должно быть разрывов. Если проводник расположен во внутреннем слое печатной платы, то он может иметь вид линии передачи с двумя опорными слоями, что позволит ограничить распространение электромагнитного излучения и повысить устойчивость к внешним источникам помех. Проводники в одной группе сигналов должны иметь одинаковую длину, с допуском в зависимости от требований к конкретному интерфейсу.
Этого можно добиться с помощью выравнивания длин проводников специальными инструментами которые создают в проводнике дополнительную геометрию (меандры, тромбоны, зубья пилы). Более подробная информация по ссылке внизу: https://www.altium.com/ru/documentation/altium-designer/length-tuning-ad
Кроме этого иногда нужно выровнять не длины проводников конкретных цепей, а конкретные сигналы между компонентами, это возможно сделать с помощью инструмента Altium Designer который называется X-Signals, подробнее об этом инструменте можно прочитать здесь (статья на английском): https://www.altium.com/ru/documentation/altium-designer/defining-high-speed-signal-paths-with-xsignals-ad
6. Симметричная геометрия проводников
Проводники дифференциальных пар должны иметь симметричную геометрию, их необходимо задавать в схеме соответствующим инструментом. Не допускается наличие переходного отверстия только в одной цепи дифференциальной пары, и в лучшем случае их рекомендуется избегать.
Располагать проводники дифференциальной пары необходимо на расстоянии позволяющем обеспечить необходимое волновое сопротивление. Выравнивание длин проводников внутри дифференциальной пары необходимо выполнять как можно ближе к изгибу, который привел к появлению разницы в длине проводников.
Больше информации о трассировке дифференциальных пар можно узнать из данной статьи.
7. Вырезы в опорном слое
Импеданс печатного проводника зависит от его ширины и расстояния до опорного слоя – более широкий проводник имеет меньший импеданс, чем тонкий проводник той же длины. То же самое можно сказать и про соединительные разъемы и контактные площадки. Импеданс контактной площадки будет значительно меньше, чем у подключенной к ней дорожки меньшей ширины, таким образом могут появляться отражения, что, в свою очередь, может негативно сказаться на целостности сигнала.
Следовательно, под разъемами и большими контактными площадками необходимо выполнять вырез в полигоне опорного слоя, вместо этого активный полигон опорного слоя необходимо располагать на слой ниже и объединить их с помощью переходных отверстий, пример приведён на рисунке.
8. Особенности разведения шин
При разводке шин с большим количеством эквивалентных проводников следует, при необходимости выполнять их перестановку (“свапирование”), для того чтобы исключить добавление переходных отверстий и лишних поворотов печатных проводников.
Подробнее об этом вы можете узнать в документации.
9. Импеданс
Контролируйте импеданс всех линий передач. Важно понимать, что импеданс одиночного проводника и импеданс дифференциальной линии – это разные вещи. Импеданс сигнального проводника должен быть рассчитан относительно опорного слоя. Линии высокоскоростных дифференциальных интерфейсов, должны иметь согласованное значение дифференциального импеданса между двумя сигнальными проводниками дифференциальной пары.
Кроме того, каждый из проводников дифференциальной пары характеризуется собственным импедансом относительно опорного слоя. При выборе геометрии дорожек дифференциальный импеданс имеет более высокое значение, чем импеданс каждой из линий.
Необходимо помнить, что скорость распространения сигнала в полосковых линиях передачи (проводник расположен во внутреннем слое печатной платы) ниже чем в микрополосковых линиях передачи (проводник расположен во внешнем слое печатной платы). Это обусловлено разными значениями эффективной диэлектрической проницаемости, для внутренних слоёв её значение будет больше, чем для внешних.
Следовательно, проводник во внутреннем слое увеличит задержку во времени прохождения сигнала относительно проводника во внешнем слое печатной платы. В то же время размещение проводников во внутренних слоях может повысить их помехозащищенность.
Подробнее о трассировке плат с контролируемым импедансом можно узнать тут.
SamsPcbGuide, часть 4: Трассировка сигнальных линий. Минимизация индуктивности
Мир, трассировка печатной платы, май. Потому что трассировка печатной платы — это труд. И эта статья открывает целый блок, цель которого дать правильные инструменты для этой задачи. В ней обосновывается важность контроля траектории возвратного тока и минимизации индуктивности контура тока критических сигнальных линий, а также даются рекомендации по их оптимальной трассировке.
Как уже говорилось в предыдущих статьях цикла, в процессе разработки печатной платы должны учитываться возможности доступной технологии её производства. При этом под «доступностью» здесь следует понимать «доступность в заданных временных, финансовых и организационных рамках». Технологические ограничения особенно важны на этапе трассировки печатной платы. Поэтому перед началом трассировки рекомендуется изучить технологические нормы предполагаемого завода-изготовителя и создать в используемой САПР набор правил, выполнение которых будет автоматически контролироваться при трассировке печатной платы. Сразу оговорим, что хотя современные САПР и предлагают средства автоматической трассировки печатной платы, они в данной статье рассмотрены не будут и в общем случае к использованию не рекомендуются. Только для относительно простого проекта с хорошим размещением компонентов и продуманным набором правил эти средства позволяют получить качественную топологию.
Не забываем про возвратный ток
Трассировка печатной платы – процесс, при котором разработчик задаёт пути протекания токов в слоях металлизации печатной платы. В электрических цепях токи текут по замкнутым траекториям – контурам – от положительного полюса источника напряжения к отрицательному. Поэтому необходимо понимать, что прямому току, текущему от источника напряжения к нагрузке, всегда соответствует возвратный ток, текущий от нагрузки обратно к источнику. Эта пара токов образует замкнутый контур, контроль параметров которого, особенно в случае высокочастотных сигналов, является основной задачей разработчика. Большое количество ошибок и проблем с ЭМС и ЭМИ печатных плат связано именно с тем, что разработчик не анализирует траектории и взаимное влияние возвратных токов. На рис. 1 представлен типовой контур протекания тока сигнальной линии, а цветным прямоугольником выделен участок этого контура, которому обычно уделяется большая часть внимания разработчика, тогда как оставшаяся часть контура иногда остаётся предоставленной сама себе. На рисунке также отражён тот факт, что интегральные микросхемы не являются источниками электрической энергии. Они выполняют функцию сложных ключевых элементов, тогда как источниками энергии служат батареи, конденсаторы подсистемы питания, а также внешние относительно печатной платы источники.
Когда траектория возвратного тока не задана разработчиком, она определяется топологией платы (прежде всего общего провода) и законами физики (как, впрочем, и всегда) – возникает распределение плотности тока по траекториям в обратной зависимости от их импеданса. В общем случае это распределение аналитически не выражается, однако для простых случаев решения существуют. Во второй статье цикла приводилась рекомендация располагать сигнальные слои вблизи сплошного слоя земли или питания. В такой конфигурации распределение возвратного тока в опорном слое для низкочастотного сигнала близко к равномерному (рис. 2А), так как при расширении области протекания тока импеданс, определяемый резистивной составляющей, падает. С повышением частоты определяющим становится влияние реактивной составляющей и минимальной индуктивностью обладает траектория, проходящая под сигнальной дорожкой, так как площадь петли при этом минимальна (рис. 2Б, см. первую статью). Аналитическую оценку плотности распределения возвратного тока тонкой (ширина w ≤ h) микрополосковой линии даёт следующая формула (x – расстояние от геометрического центра линии, h — высота над опорным слоем):
Такое распределение обеспечивает минимальное значение индуктивности, то есть для всех частот, для которых омическое сопротивление пренебрежимо мало по сравнению с реактивным, оно будет описываться данной формулой. Анализ распределения показывает, что в полосе ±h сосредоточено 50% тока, а в полосе ±3h – 80% тока.
Важно понимать, что реальные сигналы состоят из набора частот, имеющих некоторое спектральное распределение, при этом они чаще всего имеют шумовую часть, спектр которой может значительно отличаться от спектра самого сигнала. Например, в «низкочастотной» линии питания могут возникать значительные высокочастотные импульсные помехи при переключении цифровых микросхем. Таким образом, для низкочастотных составляющих сигнала возвратный ток распределён равномерно в широкой области вдоль кратчайшего пути, а для высокочастотных (f≳100 кГц) – сосредоточен в узкой области в максимальной близости от прямого тока.
Избегаем вырезов в опорном слое
Любое отклонение в распределении тока от оптимального приводит к увеличению индуктивности контура тока. Отклонение возникает в случае наличия вырезов (англ. split, slot, gap) в опорном слое, причиной которых могут стать сквозные механические и переходные отверстия, ряд переходных отверстий или выводов разъёма, сигнальная дорожка в опорном слое (рис. 3). Говард Джонсон в [2, раздел 5.3] приводит оценку индуктивности, вносимой узким разрывом длиной D:
где w – ширина дорожки, влияние ширины самого разрыва мало. Для сигнальной дорожки шириной w = 0,2 мм при разрыве длиной D = 1 см увеличение индуктивности составит ∆L1 ≈ 8 нГн. Для сравнения, если бы сигнальная дорожка была проведена вокруг разрыва, то её длина увеличилась бы в среднем на D, что в свою очередь при высоте дорожки над опорным слоем h = 0,25 мм привело бы к вдвое меньшему увеличению индуктивности:
Минимизируем индуктивность
Паразитная индуктивность есть у каждого элемента печатной платы – дорожки, переходного отверстия, сплошных слоёв, у паяных соединений, выводов микросхем, микропроволочной разварки. Почему важно минимизировать паразитную индуктивность критических (агрессивные источники высокочастотных помех и чувствительные слаботочные аналоговые цепи) линий? Достаточно вспомнить несколько формул, в которые индуктивность входит как параметр: формулу, связывающую поток магнитного поля и силу тока в проводнике
формулу, связывающую ЭДС индукции при изменении тока в проводнике
формулы частоты резонанса
и добротности LC-контура
Критически важно выполнять разводку высокочастотных сигнальных линий, минимизируя индуктивность контура, что достигается за счёт:
В случае отсутствия возможности устранить протяжённый разрыв в опорном слое под сигнальной линией, рекомендуется в максимальной близости с сигнальной линией расположить хотя бы один керамический конденсатор (англ. stitching capacitor), обеспечивающий путь возвратного тока через разрез. Однако с ростом частоты паразитная индуктивность конденсатора и его соединений с опорным слоем эффективность решения падает.
Оптимизируем переходы между слоями
Отдельного рассмотрения требует важный вопрос перехода дорожки между сигнальными слоями, потому что не всегда возможно исключить перекрестия для всех критических сигналов. На рис. 4 показываются пути прямых и возвратных токов для различных вариантов перехода между слоями. На рисунке условно показано влияние скин-эффекта: возвратные токи текут в поверхностном слое проводника. По увеличению количества красных стрелок можно судить об увеличении общей индуктивности пути, к которой прибавляется индуктивность переходных отверстий, а в случае различающихся опорных слоёв и индуктивность паяных соединений и последовательная индуктивность конденсатора (англ. equivalent series inductance, ESL). Кроме того, в случае опорных слоёв разного потенциала высокочастотная часть возвратного тока течёт в виде токов смещения (красные пунктирные стрелки). Помимо проблем с целостностью сигнала это приводит к возникновению шумов в данной цепи питания и повышению уровня ЭМИ [3].
250 МГц, и только после 2 ГГц распределённая ёмкость печатной платы обеспечивала достаточно низкий импеданс перехода между опорными слоями, чтобы уровень ЭМИ отличался мало. Эксперимент показывает важность исключения переходов между сигнальными слоями для высокочастотных линий.
В случаях, когда избежать перехода невозможно, рекомендуются следующие варианты в порядке приоритета:
Смена между более, чем двумя слоями для критических сигналов не рекомендуется. Предпочитаемый опорный слой в первых двух вариантах – слой земли. Если опорным слоем является слой питания, то необходимо обеспечить низкий импеданс подсистемы питания в полосе спектра сигнала. Заметим, что чаще всего около микросхем расположено достаточно большое количество керамических конденсаторов, поэтому смена слоя сигнальной дорожкой вблизи от приёмника/передатчика наиболее оптимальна и в лучшем случае не потребует размещения дополнительных компонентов.
В сложных печатных платах множество сигнальных линий и выполнить указанные в данной статье рекомендации для всех сигналов не представляется возможным, особенно учитывая высокие требования к габаритам конечных изделий. Именно поэтому необходимо выделить группу критических высокочастотных и чувствительных сигналов и начать трассировку именно с них. При этом расположение компонентов, связанных с этой группой, должно обеспечивать возможность оптимальной разводки критических сигналов. Задача минимизации индуктивности контура тока – это лишь один из аспектов трассировки сигнальных линий, в следующих статьях цикла будут рассмотрены техники разводки и схемы согласования, снижающие отражения и перекрёстные помехи в линиях.
Литература
[1] Holloway C.L., Kuester E.F. «Closed-Form Expressions for the Current Density on the Ground Plane of a Microstrip Line, with Applications to Ground Plane Loss». IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 43, no. 5, May 1995.
[2] Johnson H. «High Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic», Prentice Hall, 1993.
[3] Cui W., Ye X., Archambeault B., etc. «EMI Resulting from Signal Via Transitions through the DC Power Bus», IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, 2000.
[4] Ott, H.W. «Electromagnetic Compatibility Engineering», Wiley, 2009.
Статья была впервые опубликована в журнале «Компоненты и технологии» 2018, №2. Публикация на «Geektimes» согласована с редакцией журнала.