30 MHz riittää, että sinun on käsiteltävä signaalia siirtolinjaongelmana. Sinun on kiinnitettävä huomiota levyn asetteluun koko suunnittelussa, mukaan lukien ja erityisesti liittimissä. Sinun on tuotava ylimääräisiä maadoitusnastoja 30 MHz: n signaalin kanssa tai mahdollisesti käytettävä erityisiä liittimiä.

Tarvitset tietoja taulun asettelusta, kerrosten lukumäärästä ja saatat joutua koordinoi suunnitellun piirilevyn valmistajan kanssa, jotta he voivat kohdistaa sinulle tietyn ominaisimpedanssin tai vain saada parametreja, kuten dielektriset vakiot.

Kuulostaa siltä, ​​että olet tietoinen monista näistä ongelmista, mutta Ajattelin, että on parasta puuttua niihin, koska jos et ole varovainen, saatat saada toimivan suunnittelun, joka lähettää paljon radiotaajuutta eikä koskaan pääse läpi EMI-testistä.

Ohjeet signaalin reitittämiseen :

• Laske impedanssi ja jälkileveys.
• Reititä ensin kellosi.
• Jos mahdollista, älä koskaan ohjaa signaalia läpiviennin kautta. Jos on, aseta ohituskondensaattorit lähelle läpivientiä.
• Jos mahdollista / mahdollista, ohjaa signaali sisäisen kerroksen läpi (jotta ulompi maa- ja voimatasot voivat toimia eräänlaisena Faradayn häkinä). Tällöin signaali tulisi ohjata yhdelle kerrokselle lukuun ottamatta piirejä, jotka sen on tarvittava sirujen saamiseksi.
• Signaali ei koskaan mene mihinkään ilman maatasoa (tai tarkasti vertailutasoa).
• Signaali ei koskaan ylitä tehotasojen välistä rajaa.
• Kun menee liittimen läpi, ympäröi se maaperällä.
• Reitti päivänkakkaketjussa suoraan kellotuloihin käyttämättä tukia, jos mahdollista.
• Rajat muut signaalit kohtisuoraan.
• Jos muiden signaalien on kuljettava sen mukana, anna heille vapaa tila. Nelinkertainen jäljen leveys.
• Käytä maadoitusta rinnakkaisliitännällä vastuksella, joka on yhtä suuri kuin mikroliuskan / nauhalinjan ominaisimpedanssi, tai lähdeliittimellä, jos signaalilla on vain yksi kohde. Keskustelua varten katso tämä aiheeseen liittyvä kysymys.

Todellisessa suunnittelussa joudut tietysti joutumaan rikkomaan jotakin näistä ohjeista.

Suurin osa näistä säännöistä seuraa havainnosta, että korkealla paluuvirta yrittää kulkea lähellä signaalia, joten sinun on annettava paluuvirralle polku. Jos paluuvirta on fyysisesti erotettu, luot parasiittiantennin. Maatasoa (tai tehoa!), Joka tarjoaa polun paluuvirralle, kutsutaan referenssiksi. Älä jätä vertailutasoa. Jos sinun on käytävä läpi via, vertailutaso muuttuu. Ohituskondensaattori asetetaan uuden ja vanhan vertailutason väliin.

Liittimet aiheuttavat ongelman, koska niiden impedanssi on todennäköisesti erilainen kuin piirilevyssä, joten ne aiheuttavat heijastuksia ja heikentävät signaalia. Yksi vaihtoehto voi olla käyttää impedanssilla ohjattua liitintä, joka vastaa levyn impedanssia.

Laiteohjelmiston puolella saatat joutua kokeilemaan aseman voimakkuutta reunanopeuden säätämiseksi. Suurin voimansiirto on usein väärä vastaus. IC-toimittajan tulisi pystyä tarjoamaan IBIS -malli, jolla voit simuloida piiriä signaalin eheyden arvioimiseksi. Tarkkaan ottaen kellotaajuus ei aiheuta signaalin eheyttä tai EMC-ongelmia, vaan reunanopeus (aika siirtyä korkean ja matalan välillä), koska nopeat reunat ilmenevät laajakaistahäiriöinä taajuusalueella. Ajon voiman ja / tai kääntönopeuden vähentäminen vähentää reunanopeutta ja vähentää harmonisia päästöjä samalla kun (todennäköisesti) lisää kellon värinää. Tarkista taulukoista, mikä on hyväksyttävä reunanopeus kellon vastaanottimille.

Minun mielestäni, jos teet kotitehtäviä, et todennäköisesti tarvitse minkäänlaista signaalin toistinta. Harkitaan esimerkiksi SCSI: tä, joka on valtava nopea rinnakkaisväylä, joka on jaettu noin 100 MHz: n kaapeleille. Jos mahdollista, harkitse sijoittamisen simulointia sijoittamiseen esimerkiksi HyperLynx -ohjelmaan.

Alteralla on erinomainen opas nopeaan reititykseen liittyvissä kysymyksissä.

Sinulle ei tule satuttaa tekemään kaikkia asioita, joita Jbarlow ja David ehdottavat, mutta anna minun yrittää tehdä asiat sinulle hieman helpommaksi (tai ehkä vaikeampaa, koska sanon, että voit todennäköisesti päästä pois paljon asioita, mutta en aio promise).

Klassinen nyrkkisääntö on, että voit pitää virtapiiriä kiinteänä piirinä, jos mikään sen mitat ovat yli 1/10 mielenkiinnon kohteena olevan korkeimman taajuuden signaalin aallonpituudesta. Jos kyseessä on kiinteä piiri, voit pitää kappaleitasi vain erillisten elementtien välisinä yhteyksinä. Jos se ei ole kiinteä piiri, sinun on huolehdittava hajautettujen piirien vaikutuksista ja pidettävä jälkesi siirtolinjoina.

Puhut kellotaajuudesta 30 MHz, joka vastaa 10 m: n aallonpituutta. Jos etenee FR4: n kautta, tämä aallonpituus pienenee noin 4,7 metriin. Ja piirin pituus 40 cm. Joten kellosignaalin perusasiat ovat aivan vanhan nyrkkisäännön reunalla.

Ongelma: Sinun ei tarvitse pelätä vain kellotaajuutta, vaan kuinka monta harmonista siitä taajuus on lähetettävä antamaan haluamasi nousu- ja laskuaika. Jos hidastat tarkoituksellisesti lähettämiäsi reunoja voit todennäköisesti päästä toimeen vain 1. ja 3. yliaallon kanssa (David viittasi tähän, kun hän mainitsi, ettei välttämättä käytä maksimaalista voimansiirtoa).

Tämä antaa sinulle mielenkiinnon maksimitaajuudeksi 90 MHz ja vastaavan aallonpituuden (FR4: ssä) noin 1,6 m. Kriittinen etäisyys on siis 16 cm. Tämä tarkoittaa sitä, että kaiken kaikkiaan haluat tarjota tiiviisti kytketyn paluureitin, poista raitasi siirtolinjoista ja päättää sopivalla impedanssilla jne.

Mutta sinun ei todennäköisesti tarvitse maksaa ylimääräistä kontrolloidusta impedanssista. Jos suunnittelet merkkejä, jotka ylittävät toimittajalta saatavan vähimmäisleveyden (esimerkiksi 8 tai 10 mil), normaalit toleranssit antavat todennäköisesti riittävän suorituskyvyn.

Ja jos matkan varrella sinun on käytävä läpi väylän tai ajettava maatason lyhyen raon yli tai et voi laittaa ohituskondensaattoria suoraan kuormitettavan osan viereen, älä hikoile sitä liian voimakkaasti . Jos haluat ajaa kappaleitasi suoraan liittimestä liittimeen muutamalla senttimetrillä päästäksesi kuormalastut jokaiselle levylle, se on kunnossa. Jos polun hallitsemattoman osan (tai maatason uran) pituus on alle muutama cm, se ei pilaa päiväsi. Vaikka se olisi 10 cm, pääset todennäköisesti siitä, mutta älä työnnä onneasi.

Tämä tarkoittaa esimerkiksi, että kun muodostat yhteyden levyjen välillä, ei tarvita kalliita kustannuksia. impedanssiohjattu liitin. Jopa pari senttimetriä nauhakaapelia on kunnossa. Johtimien maadoitus-signaali-maadoitus tai maadoitus-signaali-maadoitus -kuvio nauhassa on hyvä idea, mutta älä huoli impedanssiin sovitetuista parikaapeleista tai koaksiaalista. Jos päätät käyttää puskuria kullakin levyllä, se antaisi sinun kohdella melkein jokaisen piirilevyn piiriä (10 cm: n pituisena) kerrostettuna piirinä. Haluat hallita puskurin vinoutta, kuten David kuvaili, ja sinun on rajoitettava kunkin puskurin nousu- ja laskuaikoja, mutta saat paljon joustavuutta kunkin levyn asettelussa heikentämättä toiminnallisuutta. Mitä enemmän teet, jotta paluureitit pysyvät lähellä signaalijälkiäsi, sitä vähemmän todennäköinen on yllätys EMC-testauksessa.

Mielestäni @ jbarlow'n vastaus on melko täsmällinen. Haluan lisätä siihen joitain, mutta en vaivaudu toistamaan hänen sanojaan.

Ainoa asia, josta en olisi eri mieltä @jbarlow kanssa, on toistimien käyttö tai kaikkien signaalien puskurointi. . Se, mitä hän sanoo, on oikein, "jos teet kotitehtäviäsi ...". Mutta se on ongelma, kun teet kotitehtäviä. Voit tehdä sen, mutta tarvitset suhteellisen kalliita kaapeleita ja liittimiä - ja silloin se on vain "todella vaikeaa".

Ei näytä siltä, ​​että 10 ns viiveen lisääminen kellon puskuroimiseksi jokaiselle Piirilevy on todella ongelma. Minun on vaikea sanoa varmasti, koska jätit paljon yksityiskohtia muista signaaleista, kuten TYHJÄ ja XLAT. Mutta vaikka se onkin ongelma, voit aina puskuroida KAIKKI signaalit. Kaikilla 74xx245-porteilla on taipumus olla sama viive (tai ainakin samanlainen), joten yleinen ajoitus LED-ohjaimessa pysyy hyvänä.

(Huomaa: Tarkista lomakkeet. Hyvä siru listaa kaksi erilaista etenemisviiveen numeroa. Yksi yksittäiselle portille ja toinen osoittaa saman sirun porttien välisen eron tai vinoviivan. Älä ota silti sanani. Sinun on silti tehtävä oikea ajoitusanalyysi.)

Piirilevyjen välisten signaalien päättymisen ja impedanssin saaminen on kriittistä tämän suunnittelun kannalta. Impedanssin säätäminen monijohtimissa kaapeleissa on aina vaikeaa, ja yhden signaalin kuljettaminen useiden piirilevyjen ja kaapeleiden läpi vaatii vain ongelmia. Sinulla on muutos impedanssissa monissa pisteissä signaalin pituudelta, mikä aiheuttaa signaalin eheysongelmia. Kaikkien signaalien puskurointi piirilevyjen välillä auttaa hallitsemaan tätä. Ainakin kunkin signaalin jäljityspituudet ja impedanssimuutokset pidetään minimissä.

Nollaviivepuskurien käyttöä ei vaadita, ja se voi itse asiassa pahentaa (ja kalliimpaa). Nollaviivepuskurit ovat todella vaihelukitut silmukat (PLL: t) ja edellyttävät huolellista suunnittelua toimiakseen täydellisesti. Useimmissa tapauksissa tämä ei ole iso juttu, mutta voi varmasti olla ongelma, jos kellosi ei ole täydellinen. Olisi parasta välttää näitä tässä sovelluksessa. Lisäksi nollaviivepuskuri ei sovi puskuroimaan muuta kuin jatkuvasti käynnissä olevaa kelloa - joten se ei auta sinua puskuroimaan muita signaaleja.