Сохранение целостности сигналов в печатных платах. Практические рекомендации. Андрей Васильевич Трундов
Читать онлайн книгу.
сигналов в разных типах линий передачи. Особенно, при проектировании последовательных или параллельных интерфейсов, состоящих из ряда сигнальных линий. Если трассы пройдут по разным путям, через разные слои платы с разными скоростями распространения, разбег фронтов на входах приемников будет определяться не только разницей их геометрических длин. И если вы не учтете данный фактор, вам придется применять дополнительные меры и искать новые решения для устранения неприятного разбега фронтов.
Целостность электропитания
В области высоких частот схема электропитания, организованная в печатной плате, перестает быть просто набором микросхем и модулей преобразователей напряжений, супервизоров, проводников питания и земли. Необходимо рассматривать систему электропитания с учетом распределений токов и напряжений по поверхностям проводников и полигонов питания, появления локальных участков с повышенными значениями плотности тока, возможными резонансами, неравномерностью импеданса в рабочей полосе частот, дребезгом земли. Опорный потенциал земли перестает быть стабильным и его значение в короткие промежутки времени может значительно отличаться от нуля вольт. Так же и проводники питания, имеющие сопротивления в сотые и тысячные доли Ома при всплесках токов изменяют потенциалы до долей и единиц вольта. И самое важное – что все эти изменения потенциалов зависят от частоты сигналов и конкретных точек печатной платы.
Если не учитывать указанных явлений и все внимание и силы потратить лишь на обеспечение целостности электрических сигналов, результат в виде случайных сбоев может свести на нет все ваши усилия.
Правила сохранения целостности сигналов и правила обеспечения целостности питания необходимо рассматривать и применять в комплексе.
Линия передачи печатной платы
Понятие линии передачи
Линия передачи в системе передачи информации – это среда распространения сигнала. Условно линии передачи можно разделить на проводные, беспроводные, оптические линии. Сигнальные трассы печатных плат относятся к проводным линиям передачи.
Рис. 1 Линия передачи печатной платы
Чем же отличается линия передачи от обычного электрического проводника?
Распространение сигнала в линии передачи можно представить как распространение электромагнитной волны. Электромагнитная волна характеризуется векторами напряженности электрического поля и векторами напряженности магнитного поля. Для понимания нужно вспомнить раздел электромагнетизма из курса физики средней школы [8].
Как известно, электрическая энергия, характеризуемая векторами напряженности электрического поля Е, концентрируется между обкладками конденсатора – в толще диэлектрика между двумя токопроводящими пластинами. В свою очередь энергия магнитного