Hoe de stralingsinterferentie van SDRAM-signalen in PCB-ontwerp te verbeteren

Een goed PCB-ontwerp is een ontwerp dat vrij is van stralingsinterferentie van SDRAM-signalen. U kunt dit doen door de signaallijnen zo kort mogelijk te houden en de diëlektrische constante van de printplaat te verhogen. Bovendien kunt u magnetische parels plaatsen bij de aansluitingen van de draden of kabels.

De diëlektrische constante van de printplaat verhogen

Bij het gebruik van circuits met hoge snelheid is het essentieel dat de impedantie van de sporen overeenkomt. Als dit niet gebeurt, kan RF-energie uitstralen en EMI-problemen veroorzaken. Een goede manier om dit probleem op te lossen is het gebruik van signaalafsluiting. Dit vermindert de effecten van reflectie en ringing en vertraagt snelle op- en neergaande flanken. De materialen die gebruikt worden in printplaten spelen een grote rol in de impedantie van de sporen.

De beste praktijk is om belangrijke signalen apart en zo kort mogelijk te routeren. Dit minimaliseert de lengte van koppelpaden voor stoorsignalen. Kloksignalen en gevoelige signaallijnen dienen als eerste te worden gerouteerd. Onbelangrijke signaallijnen dienen als laatste te worden gerouteerd. Bovendien mag de routing van de belangrijkste signalen niet groter zijn dan de ruimte die gecreëerd wordt door pad- en doorvoervia's.

Signaallijnen zo kort mogelijk houden

Signaallijnen kort houden in PCB-ontwerp helpt om EMI- en overspraakproblemen te vermijden. Het signaalretourpad wordt gedefinieerd als de projectie van een spoor op het referentievlak. Het is erg belangrijk om dit referentievlak continu te houden. In sommige gevallen kan het retourpad worden verkleind door gebruik te maken van technieken voor het schakelen van signalen en het splitsen van vermogenslagen. In dergelijke gevallen moet het SDRAM-signaal op de binnenste laag van de print worden geplaatst.

Als het signaalretourpad lang is, zal het een grote hoeveelheid overspraak en onderlinge koppeling veroorzaken. Daarom is het belangrijk om de signaallijnen zo kort mogelijk te houden. De lengte van de signaallijn moet zo dicht mogelijk bij de aangrenzende massaplaat worden ingesteld. Het is ook essentieel om het aantal parallelle draden aan de ingangs- en uitgangsklemmen te beperken. Indien nodig kan de afstand tussen de twee draden verkort of vergroot worden door er aardingslijnen tussen te leggen.

Ferrietkralen gebruiken

Ferrietkralen worden gebruikt om stralingsinterferentie te verminderen in schakelingen die sdramsignalen bevatten. De kralen worden gebruikt op individuele geleiders in het circuit. Het gebruik van deze rupsen moet zorgvuldig worden overwogen. Zo werken CPU's op een single-board computer meestal op hoge frequenties, met klokken die vaak in de honderden megahertz lopen. Ook stroomrails zijn gevoelig voor RF.

De belangrijkste eigenschappen van ferriet magnetische parels zijn dat ze een zeer lage weerstand hebben tegen laagfrequente stromen en een zeer hoge demping tegen hoogfrequente stromen. Door deze eigenschappen zijn ze effectiever in het absorberen van ruis dan conventionele spoelen. Voor optimale resultaten moet de fabrikant een technische specificatie geven. Dit helpt de gebruiker om de juiste impedantie voor het circuit te bepalen.

Grondvulpatronen gebruiken

Stralingsstoring is een probleem dat storingen kan veroorzaken in elektronische apparatuur. Het kan in elk frequentiebereik voorkomen en de signaalkwaliteit aantasten. Gelukkig zijn er verschillende manieren om stralingsinterferentie te verbeteren. In dit artikel worden enkele technieken beschreven die gebruikt kunnen worden.

Eén techniek is het verlengen van de massasporen. Hierdoor kunnen de massasporen lege ruimtes op de printplaat opvullen. In een printplaat met twee lagen moeten de massasporen bijvoorbeeld worden verlengd van de bovenste laag naar de onderste. Bovendien mogen de massasporen niet te lang zijn. Door grondvulpatronen te gebruiken bij het printplaatontwerp kunnen ontwerpers de afstand tussen de uitgangs- en ingangsklemmen verkleinen.

Een andere methode is om via stitching te gebruiken om de hoeveelheid stralingsinterferentie te verminderen die veroorzaakt wordt door sporen die te dicht bij de randen van de printplaat liggen. Hierdoor wordt de printplaat beschermd tegen EMI door een ring van vias te vormen rond de rand van de printplaat. Via stitching is vooral nuttig op printplaten met twee of vier lagen.

Transmissielijnreflecties vermijden

Bij het ontwerpen van een PCB is het cruciaal om transmissielijnreflecties te vermijden. Deze worden veroorzaakt door veranderingen in impedantie tussen de bron- en doelsignalen. Dit kan het gevolg zijn van verschillende factoren, zoals de diëlektrische constante of de hoogte van de printplaat.

Ten eerste moet de printplaat de continuïteit van het referentievlak kunnen behouden, omdat de retourstroom door dezelfde laag moet gaan. Deze continuïteit is essentieel bij het gebruik van signaalschakeling en vermogenslaagscheiding. Een andere manier om ervoor te zorgen dat het retourpad zo kort mogelijk is, is het inbouwen van een condensator op de binnenste laag van de print.

Een andere oplossing om reflecties van transmissielijnen te vermijden is ervoor te zorgen dat de sporen niet te dicht bij elkaar liggen. Dit verkleint de kans op overspraak, die ernstige problemen kan veroorzaken bij signalen met hoge snelheid.