Tìm hiểu thiết kế high speed pcb – Phần 3

0
1056

Nội dung trong chuỗi bài viết tìm hiểu về high speed pcb trên PCBVIET không cố gắng cung cấp đầy đủ về thiết kế high speed, vì có vô số những tài liệu, sách rất hay và chuyên môn cao về chủ đề này.

Mục đích của bài viết này là giới thiệu các yếu tố chính của thiết kế high speed pcb và sau đó sẽ giới thiệu cách mà từng yếu tố ấy được xử lý trong thiết kế PCB bằng phần mềm thiết kế mạch Altium Designer.

Những nội dung của chuỗi bài viết học thiết kế high speed pcb được mình đọc hiểu, tổng hợp và dịch lại thành từng chủ đề theo mỗi bài viết dựa theo kinh nghiêm làm việc của mình.

Nó có thể không đúng hoàn toàn, thậm trí còn sai hoàn toàn, vì có thể mình hiểu sai hoặc truyền đạt sai. Nếu bạn thấy điểm nào sai hoặc chưa đúng hãy vui lòng email cho tôi (syhaunguyen@pcbviet.com) để tôi kịp thời sửa chữa những gì tôi đã viết ra ở đây, đồng thời cũng giúp tôi cải thiện được kiến thức của mình.

Hãy đọc những bài viết về high speed pcb ở blog của tôi vì bài viết có thể được bổ sung và sửa đổi.

Giảm “EDGE RATE”


Như đã nói ở bài tìm hiểu thiết kế high speed pcb phần 2 có nhiều cách kỹ thuật để đảm bảo tính bảo toàn tín hiệu cho những tín hiệu high speed. Ở tốc độ cao 0.25 < Tf/Trise < 1, nó vẫn đủ thấp để có thể áp dụng các kỹ thuật bảo toàn tín hiệu đơn giản. Để giảm chi phí thời gian mô phỏng.

Những quy tắc này được áp dụng theo kinh nghiệm, từ các phép đo nên độ chính xác hạn chế, tuy nhiên nó cũng mang lại ý nghĩa lớn cho tính bảo toàn tín hiệu. Để có hiệu quả cao cũng cần có điều chỉnh trong quá trình thử nghiệm.

Trong phần 3 này mình giới thiệu cách đơn giản, phổ biến nhất. Đó là giảm tốc độ edge rate của tín hiệu. 

Thách thức của design là gì?

Thực tế Rate edge tường nhanh hơn mong muốn của một tín hiệu. chúng tương tác với độ tự cảm ký sinh và điện dung sinh ra các vấn đề như: Ringing, emi, phản xạ những vấn đề làm ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu. Để giải quyết một phần hay giảm edge rate, người ta hay sử dụng damping resistor. Ví dụ dưới đây sẽ giải thích rõ hơn tác dụng của damping resistor.

ringing
Phía trên là một kết quả mô phỏng cho một tín hiệu cơ bản truyền đi trên những đường mạch 1″ đến 6″. Tín hiệu dài hơn 2″ gặp hiện tượng ringing. Người ta giới hạn những ringing này bằng esd diode.

Giải pháp damping resistor

Kỹ hơn về damping resistor: RLC circuit

Giải pháp đơn giản để giảm edge rate với một điện trở nhỏ. Điện trở này làm tăng rise time, từ đó làm giảm tỷ lệ Tf/Trise. Xem lại tìm hiểu thiết kế high speed pcb phần 2.
high speed signal with damping resistorKết quả sau khi thêm damping resistor. Giá trị của resistor này cần được mô phỏng để có lựa chọn giá trị phù hợp. 

Phương pháp này thuộc về giải pháp thiết kế nên PCBVIET sẽ không đề cập nhiều, chỉ xin giới thiệu đến các bạn một trong những cách rất đơn giản để hiểu hơn về edge rate.

Các phần sau sẽ tập trung giới thiệu những phương án trên PCB để giảm edge rate như tunning, impedance control.

 

 

Facebook Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here