O que pensar ao projetar HF PCB's?

Atualmente, estou projetando uma pequena placa de circuito impresso no Eagle Cad que possui um sinal GPS 1PPS (um pulso curto por segundo) como entrada. O tempo de pulset para os 1pss é algo como 1us.

Ok, eu sei que não é super HF, mas ainda assim.

Quais são as boas práticas de design ao projetar PCBs para HF?

• Os cantos curvos das rotas são melhores que os perpendiculares?
• As rotas mais grossas são melhores que as finas ou opostas?
• Groundplane = bom?
• etc ..

Howard Johnson tem uma enorme coleção de boletins informativos de design digital de alta velocidade.

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

Um dos meus favoritos demonstra visivelmente as correntes de retorno mencionadas pela Darron. O DC fluirá em uma linha reta (o caminho de menor resistência ; uma linha reta no plano de terra), enquanto o AC fluirá sob o condutor de sinal (o caminho de menor indutância ; uma imagem espelhada do caminho de sinal no plano de solo) Portanto, evite que esse caminho de retorno cruze um plano dividido, evite cruzar muitos outros caminhos de retorno de alta velocidade, etc. Além disso, os planos de potência podem agir como planos de aterramento para um caminho de retorno, e o caminho de retorno pode pular planos através de um capacitor (lembre-se, o limite é de frequências curtas a altas); o caminho de retorno sempre escolhe o plano mais próximo do sinal. http://www.sigcon.com/Pubs/news/8_08.htm

Acredito que existem outros boletins. Por exemplo, ângulos de 90 graus não são tão ruins assim; eles meramente adicionam excesso de capacitância ao traço. Em frequências de alta velocidade "regulares", isso não é grande coisa. Mas quando você pressiona o microondas, a capacitância parasita pode ajudá-lo. Http://www.sigcon.com/Pubs/edn/bigbadbend.htm

Em relação ao tamanho do rastreamento, isso depende muito do seu empilhamento. Se você usar um plano de referência sólido (terra ou potência!), Sua impedância de rastreio é uma função da largura e distância do traço do plano. Se você não se importa com a impedância, o tamanho do traço não importa muito, desde que não seja muito pequeno. A menos que você esteja tentando carregar quantidades obscenas de corrente (amperes?), Nesse caso, você precisa de traços grandes o suficiente para que não derreterem!

Tente manter os planos de sinal adjacentes aos planos de referência. ou seja, para uma placa de 6 camadas, as camadas de sinal 1 e 3 referem-se ao plano de aterramento 2 e as camadas de sinal 4 e 6 referem-se ao plano de potência 4. Se os planos de sinal forem adjacentes, tenha cuidado para que não haja longas execuções paralelas que possam induzir conversação cruzada. Isso é menos preocupante se houver um plano de referência (embora as correntes de retorno ainda possam conversar, não é tão ruim)

Mantenha os traços do relógio e outras fontes fortes de ruído o mais longe possível de outros traços (acho que a regra geral é 5x a largura do traço para relógios e 3x para outros sinais de comutação).

Sim, isso não é realmente HF. Ainda...

Avião terrestre, definitivamente.

A grande coisa sobre o ruído, se você se lembra de alguma coisa, é pensar em termos de loops atuais. Todos os sinais devem ter corrente de retorno voltando para completar um loop. Tudo o resto é igual ... quanto maior a área formada pelo caminho do sinal e sua corrente de retorno, mais ruído você emitirá e receberá. Portanto, se você receber um sinal com um fio terra a meio metro de distância, estará emitindo muito ruído e acoplando muito ruído externo ao sinal.

Uma das principais razões para os planos de terra é que eles fornecem um caminho de retorno muito próximo para o sinal. Estranhamente, os componentes HF da corrente de retorno tendem a seguir o caminho do traço de sinal e não apenas o caminho reto através de um plano de terra até a bateria / tensão de entrada.

Se você pensa em minimizar o ruído em termos de minimizar os loops de retorno ... então a maioria das outras etapas de redução de ruído se torna auto-explicativa, se não auto-evidente. Assim, você não deseja que um traço de sinal atravesse um grande slot no plano de terra, se puder ajudá-lo ... já que a corrente de retorno precisará se desviar do slot e criar uma área maior de loop de retorno. Colocar traços no seu plano de terra também pode causar problemas pelo mesmo motivo. Você pode fazer essas coisas, basta tentar o melhor para rotear outros sinais de maneiras que não os cruzem.

Vias são complicadas. Se você possui uma placa típica de 4 camadas sinal-terra-energia-sinal, quando faz a transição para a camada inferior por meio de uma via, os componentes HF da corrente de retorno podem ter que se desviar para o capacitor de desacoplamento mais próximo para seguir por baixo o traço do sinal da camada inferior no plano de potência. Portanto, coloque as tampas de desacoplamento relativamente próximas a qualquer via.

No cabeamento, torça os fios do sinal com um fio terra. Se você possui um cabo de fita, terra e sinal alternativos. (Ou sinal-terra-sinal-terra-sinal-terra-sinal-terra -..., para que um sinal esteja sempre próximo a uma terra)

Provavelmente, é melhor manter os sinais de alta frequência o mais direto possível. Coloque o IC / componentes nos quais você alimentará o sinal próximo à entrada, sempre que possível.