ボード上のクロックについては、次の点に注意してください。
1. レイアウト
a. クロック水晶振動子および関連回路は、I/Oインターフェースの近くではなく、PCBの中央に配置し、良好な配置にする必要があります。クロック生成回路はドーターカードまたはドーターボードの形態にすることはできず、独立したクロックボードまたはキャリアボード上に作成する必要があります。
次の図に示すように、次の層の緑のボックス部分は線を歩かないようにするのが良いです
b、PCB クロック回路エリアにはクロック回路に関連するデバイスのみを配置し、他の回路の配置を避け、水晶の近くまたは下に他の信号線を配置しないでください。クロック生成回路または水晶の下のグランド プレーンを使用すると、他の信号がプレーンを通過すると、マップされたプレーンの機能が違反され、信号がグランド プレーンを通過すると、小さなグランド ループが発生し、グランド プレーンの連続性に影響を与え、これらのグランド ループが高周波で問題を引き起こします。
c. クロック水晶およびクロック回路については、シールド処理によりシールド対策を施すことができる。
d、クロック シェルが金属製の場合、PCB 設計を水晶銅の下に敷設し、この部分と完全なグランド プレーンが良好な電気的接続 (多孔質グランド経由) を持つようにする必要があります。
時計のクリスタルの下に舗装を施すことの利点:
水晶発振器内部の回路はRF電流を生成します。水晶が金属ハウジングに収納されている場合、DC電源ピンは水晶内部のDC電圧リファレンスとRF電流ループリファレンスの基準となり、ハウジングからのRF放射によって発生する過渡電流をグランドプレーンを通して放出します。つまり、金属シェルはシングルエンドアンテナであり、近接イメージ層、グランドプレーン層、そして場合によっては2層以上の層で、RF電流をグランドに放射結合させるのに十分です。水晶の底面は放熱にも優れています。クロック回路と水晶の下地はマッピングプレーンを提供し、関連する水晶とクロック回路によって生成されるコモンモード電流を低減することで、RF放射を低減します。グランドプレーンは差動モードRF電流も吸収します。このグランドプレーンは複数のポイントでグランドプレーン全体に接続する必要があり、低インピーダンスを実現できる複数のスルーホールが必要です。このグランドプレーンの効果を高めるには、クロック発生回路をこのグランドプレーンの近くに配置する必要があります。
SMT パッケージの水晶は金属被覆水晶よりも RF エネルギー放射が多くなります。表面実装水晶はほとんどがプラスチック パッケージであるため、水晶内部の RF 電流が空間に放射され、他のデバイスに結合されます。
1. クロックルーティングを共有する
高速立ち上がりエッジ信号とベル信号を、単一の共通ドライバソースでネットワークに接続するよりもラジアルトポロジで接続する方が適切であり、各ルートは、その特性インピーダンスに応じて終端処理を施して配線する必要があります。
2. クロック伝送ラインの要件とPCBの階層化
クロック ルーティングの原則: クロック ルーティング層のすぐ近くに完全なイメージ プレーン層を配置し、ラインの長さを短縮してインピーダンス制御を実行します。
不適切なクロスレイヤー配線とインピーダンスの不一致により、次のような結果が生じる可能性があります。
1) 配線に穴やジャンプを使用すると、画像ループが不完全になります。
2) デバイスの信号ピンの電圧によるイメージ プレーン上のサージ電圧は、信号の変化に応じて変化します。
3) ラインが 3W 原則を考慮していない場合、異なるクロック信号によってクロストークが発生します。
クロック信号の配線
1. クロックラインは多層PCB基板の内層を配線する必要があります。必ずリボンラインに沿って配線してください。外層を配線する場合は、マイクロストリップラインのみを使用してください。
2. 内層は完全なイメージプレーンを確保し、低インピーダンスのRF伝送経路を提供し、磁束を生成してソース伝送線路の磁束を相殺します。ソースとリターンパスの距離が近いほど、消磁効果は向上します。強化された消磁効果により、高密度PCBの各完全平面イメージ層は6～8dBの抑制効果を発揮します。
3、多層基板の利点：1 層または複数の層を完全な電源およびグランド プレーン専用にすることができ、優れたデカップリング システムを設計することができ、グランド ループの面積を減らし、差動モード放射を減らし、EMI を減らし、信号および電源リターン パスのインピーダンス レベルを減らし、ライン全体のインピーダンスの一貫性を維持し、隣接するライン間のクロストークを減らすことができます。
投稿日時: 2023年7月5日
