Miten parantaa SDRAM-signaalien säteilyhäiriöitä PCB-suunnittelussa?

Hyvä piirilevysuunnittelu on sellainen, jossa ei ole SDRAM-signaalien aiheuttamia säteilyhäiriöitä. Tämä onnistuu pitämällä signaalijohdot mahdollisimman lyhyinä ja lisäämällä piirilevyn dielektrisyysvakiota. Lisäksi voit sijoittaa magneettihelmiä johtojen tai kaapeleiden liitäntöihin.

PCB-levyn dielektrisyysvakion lisääminen

Kun käytetään suurnopeuspiirejä, jälkien impedanssin sovittaminen yhteen on kriittistä. Jos näin ei tehdä, RF-energia voi säteillä ja aiheuttaa EMI-ongelmia. Hyvä tapa ratkaista tämä ongelma on käyttää signaalin päättämistä. Tämä lieventää heijastuksen ja soinnin vaikutuksia ja hidastaa nopeita nousevia ja laskevia reunoja. Piirilevyissä käytetyillä materiaaleilla on suuri merkitys jälkien impedanssiin.

Paras käytäntö on reitittää tärkeimmät signaalit erikseen ja mahdollisimman lyhyesti. Näin minimoidaan häiriösignaalien kytkentäreittien pituus. Kellosignaalit ja herkät signaalijohdot olisi reititettävä ensin. Merkityksettömät signaalijohdot olisi reititettävä viimeisenä. Lisäksi avainsignaalien reititys ei saisi ylittää läpivientien ja läpivientireikien luomaa tilaa.

Signaalijohtojen pitäminen mahdollisimman lyhyinä

Signaalijohtojen pitäminen lyhyinä piirilevysuunnittelussa auttaa välttämään EMI- ja ristikkäisviestintäongelmia. Signaalin paluupolku määritellään jäljen projektioksi vertailutasoon. On erittäin tärkeää pitää tämä vertailutaso yhtenäisenä. Joissakin tapauksissa paluureittiä voidaan pienentää käyttämällä signaalin kytkentä- ja tehokerroksen jakotekniikoita. Tällaisissa tapauksissa SDRAM-signaali olisi sijoitettava piirilevyn sisemmälle kerrokselle.

Jos signaalin paluupolku on pitkä, se aiheuttaa paljon ristikkäisviestintää ja keskinäistä kytkentää. Siksi on tärkeää pitää signaalijohdot mahdollisimman lyhyinä. Signaalijohdon pituus olisi asetettava mahdollisimman lähelle viereistä maatasoa. On myös tärkeää vähentää rinnakkaisten johtojen määrää tulo- ja lähtöliittimissä. Tarvittaessa johtojen välistä etäisyyttä voidaan lyhentää tai kasvattaa lisäämällä niiden väliin maadoitusjohtoja.

Ferriittihelmien käyttö

Ferriittihelmiä käytetään vähentämään säteilyhäiriöitä sdram-signaaleja sisältävissä piireissä. Helmiä käytetään piirin yksittäisissä johtimissa. Näiden helmien käyttö vaatii huolellista harkintaa. Esimerkiksi yhden piirilevyn tietokoneen suorittimia käytetään tyypillisesti korkeilla taajuuksilla, joiden kellotaajuudet ovat usein satoja megahertsejä. Samoin virtakiskot ovat alttiita RF:lle.

Ferriittisten magneettihelmien tärkeimmät ominaisuudet ovat, että niillä on erittäin alhainen vastus matalataajuisille virroille ja erittäin korkea vaimennus korkeataajuisille virroille. Näiden ominaisuuksien ansiosta ne vaimentavat kohinaa tehokkaammin kuin perinteiset induktorit. Optimaalisten tulosten saavuttamiseksi valmistajan on annettava tekninen eritelmä. Tämä auttaa käyttäjää määrittämään oikean impedanssin piirille.

Maatäytekuvioiden käyttäminen

Säteilyhäiriöt ovat ongelma, joka voi aiheuttaa toimintahäiriöitä elektronisissa laitteissa. Häiriöitä voi esiintyä millä tahansa taajuusalueella, ja ne voivat heikentää signaalin laatua. Onneksi on olemassa useita tapoja parantaa säteilyn häiriöitä. Tässä artikkelissa esitellään joitakin tekniikoita, joita voidaan käyttää.

Yksi tekniikka on pidentää maajohtoja. Näin maajohtimet voivat täyttää piirilevyn tyhjät tilat. Esimerkiksi kaksikerroksisessa piirilevyssä maajohtimet olisi ulotettava ylimmästä kerroksesta alimpaan. Lisäksi maajohtojen ei pitäisi olla liian pitkiä. Maatäytekuvioiden käyttäminen piirilevysuunnittelussa antaa suunnittelijoille mahdollisuuden vähentää lähtö- ja tuloliitinten välistä etäisyyttä.

Toinen menetelmä on käyttää läpivientiompelua, jolla vähennetään liian lähellä piirilevyn reunoja olevien johtojen aiheuttamia säteilyhäiriöitä. Näin levy suojataan EMI:ltä muodostamalla läpivientien rengas levyn reunan ympärille. Läpivientien ompeleminen on erityisen hyödyllistä kaksi- ja nelikerroksisilla levyillä.

Siirtolinjan heijastusten välttäminen

Piirilevyä suunniteltaessa on ratkaisevan tärkeää välttää siirtolinjojen heijastukset. Nämä johtuvat impedanssin muutoksista lähde- ja kohdesignaalien välillä. Tämä voi johtua eri tekijöistä, kuten piirilevyn dielektrisyysvakio tai korkeus.

Ensinnäkin piirilevyn on pystyttävä säilyttämään vertailutason jatkuvuus, koska paluuvirran on kuljettava saman kerroksen läpi. Tämä jatkuvuus on olennaisen tärkeää, kun käytetään signaalin kytkentää ja tehon kerroksen jakamista. Toinen tapa varmistaa, että paluupolku on mahdollisimman lyhyt, on sisällyttää kondensaattori piirilevyn sisäkerrokseen.

Toinen ratkaisu siirtojohdon heijastusten välttämiseksi on varmistaa, että jäljet eivät ole liian lähellä toisiaan. Tämä vähentää ristikkäisäänen todennäköisyyttä, joka voi aiheuttaa vakavia ongelmia nopeissa signaaleissa.