Шаг 13
На примере шины данных можно показать актуальность определения критической длины линии передачи. Критическая длина линии передачи равна одной десятой от длины волны сигнала максимальной частоты спектра сигнала, распространяющегося в линии.
Длина волны определяется из выражения
,где V распр. – скорость распространения волны в среде, f сп. сигн. – верхняя частота спектра сигнала.
Скорость распространения сигнала V расп. для полосковых линий передачи может быть принята равной 1,5*108 м/с (для FR-4 с диэлектрической проницаемостью равной 4) и для микрополосковых линий может быть принята равной 1,7*108 м/c. Подставив в формулу частоту спектра сигнала f сп. сигн., вы сможете определить значение длины волны и критическую длину линии передачи. Чтобы не попасть в ловушку, не путайте частоту сигнала в шине, выберем для примера 80 МГц и частоту спектра сигнала, которая определяется либо как частота пятой гармоники
,либо, исходя из времени нарастания фронта импульса
Например, выбрав время нарастания фронта сигнала tR = 1 нс, получим
Из двух значений выберем наибольшее
Для микрополосковой линии передачи получим
Если максимальная длина проводника в шине не превышает данного значения, согласование не требуется. Но при разводке шин часто приходится вносить неоднородности в виде переходных отверстий, ветвлений и др. В этом случае рекомендуется применить один из способов согласования.
Шаг 14
После разводки критичных проводников, проводников шины, можно переходить к разводке остальных цепей. Для низкочастотных сигналов с высокой скоростью изменения фронта/спада импульсов несоблюдение правил и рекомендаций по организации однородных линий передачи приведут к искажениям, которые станут причиной случайных сбоев или полной неработоспособности разработанных и изготовленных устройств.
Шаг 15
Применение сплошных опорных слоев позволяет решить массу задач, гарантировав отсутствие разрывов под высокоскоростными трассами. Размещение рядом с ними слоев питания позволит исключить множество проблем, связанных с дребезгом питания и земли.
Использование полигонов питания вместо проводников питания позволит снизить падения напряжений на отдельных участках схемы электропитания. Соединение одноименных полигонов с достаточным количеством переходных отверстий, уменьшение количества и крутизны изгибов, правильная расстановка фильтрующих конденсаторов – позволят значительно снизить плотности токов, дребезг земли,