Wie man die Strahlungsinterferenz von SDRAM-Signalen beim PCB-Design verbessern kann

Ein gutes Leiterplattendesign ist ein Design, das frei von Strahlungsstörungen durch SDRAM-Signale ist. Sie können dies erreichen, indem Sie die Signalleitungen so kurz wie möglich halten und die Dielektrizitätskonstante der Leiterplatte erhöhen. Außerdem können Sie an den Anschlüssen der Drähte oder Kabel Magnetperlen anbringen.

Erhöhung der Dielektrizitätskonstante der Leiterplatte

Bei der Verwendung von Hochgeschwindigkeitsschaltungen ist die Anpassung der Impedanz von Leiterbahnen von entscheidender Bedeutung. Ist dies nicht der Fall, kann die HF-Energie abstrahlen und EMI-Probleme verursachen. Eine gute Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist die Verwendung eines Signalabschlusses. Dadurch werden die Auswirkungen von Reflexionen und Klingeln gemildert und schnelle Anstiegs- und Abfallflanken verlangsamt. Die in Leiterplatten verwendeten Materialien spielen eine große Rolle für die Impedanz der Leiterbahnen.

Am besten ist es, die wichtigsten Signale getrennt und so kurz wie möglich zu führen. Dadurch wird die Länge der Kopplungswege für Störsignale minimiert. Taktsignale und empfindliche Signalleitungen sollten zuerst verlegt werden. Unwichtige Signalleitungen sollten zuletzt verlegt werden. Außerdem sollte die Verlegung von Schlüsselsignalen nicht über den durch Pads und Durchkontaktierungen geschaffenen Raum hinausgehen.

Signalleitungen so kurz wie möglich halten

Kurze Signalleitungen beim Leiterplattendesign helfen, EMI- und Nebensprechprobleme zu vermeiden. Der Signalrückweg ist definiert als die Projektion einer Leiterbahn auf die Bezugsebene. Es ist sehr wichtig, diese Bezugsebene durchgängig zu halten. In einigen Fällen kann der Rückweg durch Signalumschaltungen und die Aufteilung der Stromversorgungsebene reduziert werden. In solchen Fällen sollte das SDRAM-Signal auf der inneren Schicht der Leiterplatte platziert werden.

Wenn der Signalrückweg lang ist, kommt es zu einer großen Menge an Übersprechen und gegenseitiger Kopplung. Daher ist es wichtig, die Signalleitungen so kurz wie möglich zu halten. Die Länge der Signalleitung sollte so nah wie möglich an der benachbarten Grundplatte liegen. Außerdem ist es wichtig, die Anzahl der parallelen Leitungen an den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen zu reduzieren. Falls erforderlich, kann der Abstand zwischen den beiden Leitungen verkürzt oder durch Hinzufügen von Erdungsleitungen zwischen ihnen vergrößert werden.

Verwendung von Ferritperlen

Ferritperlen werden verwendet, um Strahlungsstörungen in Schaltkreisen mit Sdram-Signalen zu reduzieren. Die Perlen werden auf einzelnen Leitern in der Schaltung verwendet. Die Verwendung dieser Perlen muss sorgfältig überlegt werden. Einplatinen-Computer-CPUs beispielsweise werden in der Regel mit hohen Frequenzen betrieben, wobei die Taktfrequenz oft in den Hunderten von Megahertz liegt. Auch die Stromschienen sind anfällig für Hochfrequenz.

Die wichtigsten Eigenschaften von Ferrit-Magnetkugeln sind ihr sehr geringer Widerstand gegenüber niederfrequenten Strömen und ihre sehr hohe Dämpfung gegenüber hochfrequenten Strömen. Aufgrund dieser Eigenschaften sind sie bei der Rauschabsorption effektiver als herkömmliche Drosseln. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollte der Hersteller eine technische Spezifikation zur Verfügung stellen. Dies hilft dem Benutzer, die richtige Impedanz für die Schaltung zu bestimmen.

Verwendung von Groundfill-Mustern

Strahlungsstörungen sind ein Problem, das bei elektronischen Geräten zu Fehlfunktionen führen kann. Sie können in jedem Frequenzbereich auftreten und zu einer Beeinträchtigung der Signalqualität führen. Glücklicherweise gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Strahlungsinterferenz zu verbessern. In diesem Artikel werden einige der möglichen Techniken vorgestellt.

Eine Technik besteht darin, die Massebahnen zu verlängern. Auf diese Weise können die Massebahnen leere Stellen auf der Leiterplatte ausfüllen. Bei einer zweilagigen Leiterplatte sollten die Massebahnen beispielsweise von der obersten Lage nach unten verlängert werden. Darüber hinaus sollten die Massebahnen nicht zu lang sein. Die Verwendung von Massefüllmustern beim Leiterplattendesign ermöglicht es den Designern, den Abstand zwischen den Ausgangs- und Eingangsanschlüssen zu verringern.

Eine andere Methode ist das Nähen von Durchkontaktierungen, um die Strahlungsinterferenzen zu reduzieren, die durch Leiterbahnen verursacht werden, die zu nahe an den Kanten der Leiterplatte liegen. Auf diese Weise wird die Leiterplatte vor EMI geschützt, indem ein Ring von Durchkontaktierungen um den Rand der Leiterplatte gebildet wird. Via-Stitching ist besonders bei zwei- und vierlagigen Leiterplatten von Vorteil.

Vermeidung von Übertragungsleitungsreflexionen

Beim Entwurf einer Leiterplatte ist es von entscheidender Bedeutung, Übertragungsleitungsreflexionen zu vermeiden. Diese werden durch Impedanzänderungen zwischen dem Quell- und dem Zielsignal verursacht. Dies kann auf verschiedene Faktoren zurückzuführen sein, wie z. B. die Dielektrizitätskonstante oder die Höhe der Leiterplatte.

Zunächst einmal muss die Leiterplatte in der Lage sein, die Kontinuität der Bezugsebene aufrechtzuerhalten, da der Rückstrom durch dieselbe Schicht fließen muss. Diese Kontinuität ist bei der Verwendung von Signalschaltungen und der Aufteilung der Leistungsebenen unerlässlich. Eine andere Möglichkeit, den Rückstromweg so kurz wie möglich zu halten, besteht darin, einen Kondensator auf der Innenseite der Leiterplatte anzubringen.

Eine weitere Lösung zur Vermeidung von Übertragungsleitungsreflexionen besteht darin, darauf zu achten, dass die Leiterbahnen nicht zu dicht beieinander liegen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit des Übersprechens verringert, das bei Hochgeschwindigkeitssignalen zu ernsthaften Problemen führen kann.