1. Spoorlengte versus frequentie - voor het verzenden van gegevens of draaggolven tussen de ene IC en de andere zijn de richtlijnen redelijk tolerant, zou ik zeggen. De maximale frequentie die in aanzienlijke hoeveelheden kan worden gegenereerd (misschien tot meerdere harmonischen voor een blokgolf) is de beperkende factor en als uw spoorlengte 'minder dan' een tiende van de golflengte is, hoeft u dat waarschijnlijk niet te doen werken met een terminator. Zelfs bij iets langere spoorlengtes zou je kunnen eindigen met een seriecombinatie van enkele tientallen pF en (zeg maar) 50 ohm. Dit vermijdt het probleem van een 50 ohm terminator direct over een logische lijn. Voor verschillende circuits zijn de 'regels' strenger, een fotodiodeversterker kan bijvoorbeeld een bandbreedte van 3dB hebben van 1 GHz (golflengte = 0,3 m) en een tiende zou 30 mm zijn - een totaal rampzalige spoorlengte op de ingang van een fotodiodeversterker en ook de inductantie van de lijn zou allerlei verborgen verrassingen veroorzaken als je het probeert te laten werken. De regels veranderen dus afhankelijk van wat u probeert te doen.

Dus ik maak hier een onderscheid tussen robuuste digitale (of analoge) transmissie, gevoelige / zwakke circuits zoals fotodiodeversterkers en ik gebruik je 6,5 GHz UWB als voorbeeld - het kan hebben een brede afstemming gehad over een paar GHz, maar als je een lineaire versterker van het kHz tot GHz-bereik probeerde te maken, zul je problemen krijgen met de inductie van de spoorlengte die resoneert met parasitaire transistorcapaciteit en soms moet je weerstanden in hele kleine sporen plaatsen vermijd een zelf-oscillerend circuit. Met mijn "radio-head" op wat je kunt bereiken op echt hoge frequenties (maar beperkte bandbreedte) betekent dat je parasitaire middelen in je voordeel kunt gebruiken, maar niet zo over een echt brede bandbreedte van DC tot enkele GHz. Dat is hoe het sowieso voor mij uitpakt.

1. Voorkoming van het uitstralen van lange sporen kan worden gedaan met gebalanceerde sporen - het verre veld is nul omdat de twee EM-velden worden opgeheven (indien correct gedaan). Het gebruik van striplines is een techniek en stopt zelf niet met het uitstralen van een signaal. Coax doet dat natuurlijk en dat geldt ook voor gebalanceerde stripline.
2. Micro-uitgangsimpedantie is niet zo relevant als je in veel voorbeelden denkt - zeg dat het 10 ohm is bij 100 MHz - je uitgang daalt met 50 ohm stripline (of coax) en mits de afsluiting aan de ontvangende kant voldoende is, worden reflecties geminimaliseerd. Ik weet dat ze op de universiteit zeggen dat je output impedantiegeregeld moet zijn, maar in werkelijkheid niet.

1. Zijn er richtlijnen voor wat betreft de lengte van de sporen versus de frequentie? Ik neem aan dat sporen van ~ 3 inch prima zijn met 20 MHz (15 meter), maar wat is het algemene geval?

Op mijn werk is de richtlijn of de elektrische lengte van een spoor langer dan 1/10 golflengte, moet u het behandelen als een transmissielijn. Dit betekent minimaal dat u moet eindigen met een weerstand die is aangepast aan de impedantie van de lijn. Hoe kom je erachter welke weerstandswaarde je moet gebruiken? U schat wat de impedantie zal zijn tijdens het ontwerp, en vervolgens past u de waarde aan om het rinkelen tijdens DVT te minimaliseren.

Nu, er is enige subtiliteit hier over de ware betekenis van 1/10 golflengte. Voor een sinusgolf is dit eenvoudig. Voor een blokgolf, die de som is van vele sinussen, moet u de hoogste frequentiecomponent gebruiken als uw schatter. Naarmate u de hoeken van het vierkant met een hogere zwenksnelheid slijpt, verhoogt u de frequentie van de snelste sinuscompetent.

Dit betekent dat voor een digitaal signaal de aandrijfsterkte rechtstreeks van invloed is op de elektrische lengte van de leiding. Een hogere aandrijfkracht kan een lijn die niet overgaat gemakkelijk veranderen in een lijn die dat wel doet.

Ik heb dit op de harde manier geleerd toen een leverancier een "verbetering" aan een digitale buffer aanbracht zonder het ons te vertellen. Deze wijziging verhoogde de slew rate, waardoor de ring zo erg was dat de ontvangende chip begon te latchen. Een bord dat we produceerden en dat al jaren goed werkte, begon plotseling willekeurig op te sluiten.

U stelt een goede vraag. In veel opzichten dezelfde vraag als deze: Welke soorten signalen moeten worden beschouwd als een spoorimpedantie van 50 Ω?

Ik zal mijn antwoord hier niet herhalen, maar stel voor je gaat het daar lezen. Dit zou uw 1) moeten dekken.

2) Maak u geen zorgen over het uitstralen van sporen als u over een referentievlak rijdt. Maak u in plaats daarvan zorgen over wanneer het signaal het gebied met lage impedantie verlaat nabij het referentievlak. Connectoren, kabels, etc.

3) Gebruik uw favoriete IBIS-simulator om dit te vinden. En het is belangrijk voor beëindiging. De meeste bevinden zich in het bereik van 10-25R - maar u kunt er zelfs enkele vinden die asymmetrisch zijn, dus de hoge en lage uitgangs-FET's geven u niet dezelfde impedantie.

1) Zijn er richtlijnen voor wat betreft de lengte van de sporen versus de frequentie? Ik neem aan dat ~ 3 inch sporen goed zijn met 20 MHz (15 meter), maar wat is het algemene geval?

Afmetingen> 1/10 golflengte van de hoogste frequentie of harmonische. Dat betekent niet dat het circuit stopt met werken bij een golflengte van 2/10. Het hangt ervan af hoe gevoelig het circuit is.

2) Als de frequenties toenemen, hoe voorkom je dat lange sporen uitstralen? Zijn striplines en coax de juiste weg?

Er zijn verschillende vuistregels, afhankelijk van waar het spoor naar uit zal stralen. Een HF-circuit zal altijd uitstralen. Stel je voor dat het signaal wordt geleid door het spoor, niet bestaande in het spoor. Het signaal op het ene spoor kan op een ander spoor springen als ze dichtbij genoeg zijn. De meeste mensen noemen dit koppeling. Om de koppeling te minimaliseren, scheidt u de sporen met minimaal 2 * (afstand tot het referentievlak). Een muur van via's kan worden gebruikt om ervoor te zorgen dat twee sporen van elkaar worden geïsoleerd.

Er zijn een paar vuistregels om te minimaliseren hoeveel een spoor uit het circuit straalt en ergens anders heen gaat. - Zorg ervoor dat alle sporen ergens in eindigen. Een 1/4 golfspoor vormt een fatsoenlijke antenne, als het ene uiteinde open is. - Voorkom onderbrekingen. Denk aan een spoor als een snelweg. Als je 70 mph gaat en een bocht van 90 graden maakt, kun je de weg niet volgen. Hetzelfde geldt voor hoogfrequente signalen.

Als een signaal weg van een circuit straalt, kan het worden opgenomen in een metalen omhulsel of worden geabsorbeerd. Stripline en coax hebben beide metaal dat RF-signalen bevat. Borden zonder een stevige metalen toplaag zijn meestal bedekt met een metalen omhulsel. De afstand van het bord tot de metalen behuizing is meestal minder dan 1/2 golflengte om uitgestraalde signalen te verzwakken en om te voorkomen dat er andere rare dingen gebeuren. U kunt ook materialen kopen die zijn ontworpen om RF-signalen te absorberen, zodat ze niet overal heen en weer kaatsen.

4) enz. Er zijn leuke spelletjes die u kunt spelen door de dikte van uw sporen of de afstand tot de referentie te veranderen. Een bredere lijn ziet er in feite korter uit, maar een smalle lijn ziet er inductief uit en kan worden gebruikt om capacitieve apparaten te annuleren.