¿En qué pensar al diseñar PCB HF?

Actualmente estoy diseñando una pequeña PCB en Eagle Cad que tiene una señal GPS 1PPS (un pulso corto por segundo) como entrada. El pulsetime para el 1pss es algo así como 1us.

Ok, sé que no es súper HF pero aún así.

¿Cuáles son las buenas prácticas de diseño al diseñar PCB para HF?

• ¿Son las esquinas curvas de las rutas mejores que perpendiculares?
• ¿Las rutas más gruesas son mejores que las delgadas u opuestas?
• Plano de tierra = bueno?
• etc.

Howard Johnson tiene una colección masiva de boletines de diseño digital de alta velocidad.

http://www.sigcon.com/pubsAlpha.htm

Uno de mis favoritos demuestra visiblemente las corrientes de retorno que mencionó Darron. DC fluirá en línea recta (la ruta de menor resistencia ; una línea recta en el plano de tierra), mientras que AC fluirá debajo del conductor de señal (la ruta de menor inductancia ; una imagen especular de la ruta de señal en el plano de tierra) Por lo tanto, evite que esa ruta de retorno cruce un plano dividido, evite que cruce muchas otras rutas de retorno de alta velocidad, etc. Además, los aviones de potencia pueden actuar como planos de tierra para una ruta de retorno, y la ruta de retorno puede saltar planos a través de un condensador (recuerde, cap es una frecuencia corta a alta); la ruta de retorno siempre elige el plano más cercano a la señal. http://www.sigcon.com/Pubs/news/8_08.htm

Creo que hay otros boletines. Por ejemplo, los ángulos de 90 grados no son realmente tan malos; simplemente agregan un exceso de capacitancia a la traza. A frecuencias de alta velocidad "regulares", esto no es gran cosa. Pero cuando golpeas el microondas, la capacitancia parasitaria puede ayudarte. Http://www.sigcon.com/Pubs/edn/bigbadbend.htm

En cuanto al tamaño de seguimiento, esto depende en gran medida de su stackup. Si usa un plano de referencia sólido (¡tierra o potencia!), Entonces su impedancia de trazado es una función del ancho y la distancia del plano. Si no le importa la impedancia, entonces el tamaño de la traza en gran medida no importa, siempre que no sea demasiado pequeño. A menos que esté tratando de transportar cantidades obscenas de corriente (¿amperios?), En cuyo caso necesita rastros lo suficientemente grandes como para que no se derritan.

Intente mantener los planos de señal adyacentes a los planos de referencia. es decir, para una placa de 6 capas, señalice las capas 1 y 3 del plano de tierra de referencia 2 y las capas de señal 4 y 6 del plano de potencia de referencia 4. Si los planos de señal son adyacentes, tenga cuidado de que no haya largos recorridos paralelos que puedan inducir interferencias. Esto es menos preocupante si hay un plano de referencia (aunque las corrientes de retorno todavía pueden cruzarse, no es tan malo)

Mantenga los rastros del reloj y otras fuentes fuertes de ruido lo más lejos posible de otros rastros (creo que la regla general es 5x el ancho del rastro para los relojes y 3x para otras señales de conmutación).

Sí, eso no es realmente HF. Todavía...

Plano de tierra, definitivamente.

Lo mejor del ruido si recuerdas algo es pensar en términos de bucles actuales. Todas las señales deben tener corriente de retorno para completar un ciclo. Todo lo demás es igual ... cuanto mayor sea el área formada por la ruta de la señal y su corriente de retorno, más ruido emitirá y recibirá. Por lo tanto, si tiene una señal con un cable de tierra a medio pie de distancia, va a escupir mucho ruido y conectará mucho ruido externo a su señal.

Una razón importante para los planos terrestres es que proporcionan una ruta de retorno muy cercana para la señal. Curiosamente, los componentes de HF de la corriente de retorno tienden a seguir debajo de la ruta de la señal y no solo la ruta recta a través de un plano de tierra a la batería / voltaje de entrada.

Si piensa minimizar el ruido en términos de minimizar los bucles de retorno ... entonces la mayoría de los otros pasos de reducción de ruido se explican por sí mismos, si no son evidentes. Como si no pudieras tener un rastro de señal atravesando una gran ranura en el plano de tierra ... ya que la corriente de retorno tendrá que desviarse alrededor de la ranura y crear un área de bucle de retorno más grande. Poner trazas en su plano de tierra también puede causar problemas por la misma razón. Puede hacer estas cosas, solo necesita hacer todo lo posible para enrutar otras señales de manera que no las crucen.

Las vías son complicadas. Si tiene una placa típica de 4 capas de señal de tierra-señal de potencia, cuando realice la transición a la capa inferior a través de una vía, entonces los componentes de HF de la corriente de retorno pueden tener que desviarse al condensador de desacoplamiento más cercano para seguir por debajo el rastro de la señal de la capa inferior en el plano de potencia. Por lo tanto, coloque las tapas de desacoplamiento relativamente cerca de cualquier vias.

En el cableado, tuerza los cables de señal junto con un cable a tierra. Si tiene cable plano, alterne tierra y señal. (O tierra-señal-señal-tierra-señal-señal-tierra -... para que una señal siempre esté al lado de una tierra)

Probablemente sea mejor mantener las señales de alta frecuencia lo más directas posible. Coloque el IC / componentes en los que va a alimentar la señal justo al lado de la entrada donde sea posible.