SPI-Fragen: EMV und Signalintegrität

Ich habe eine SPI-Leitung mit einer Geschwindigkeit von 12 Mbit / s auf einer 2-Lagen-Leiterplatte. Dies ist für ein Produkt, also muss es EMV-Tests bestehen (und einfach gut funktionieren).

Fragen:

  • Sollte ich Vorwiderstände für alle Leitungen oder nur die Uhr verwenden? Größe der Widerstände? (Wie viel Ohm?)
  • Ist es wichtig, die Schichten für die Signalintegrität nicht zu ändern?
  • Ist es wichtig, Vias zu vermeiden?
  • Impedanzanpassung?
  • Durch Nähen?

Wenn alle oder einige davon für diese Geschwindigkeiten (?) Overkill sind, bei welchen Geschwindigkeiten muss man darüber nachdenken?

Der 1. SPI geht zum Speicher und Messchip und der 2. SPI zu einem Display

Sie listen die Häufigkeit auf, aber nicht die Entfernung, also scheint es, als wüssten Sie nicht, dass die Häufigkeit im Verhältnis zur Entfernung bestimmt, wann Sie sich kümmern müssen. Mit nur 2 Schichten sind Ihre Möglichkeiten jedoch begrenzt. Warum fragst du überhaupt nach Durchstich, wenn es auf 2 Schichten unmöglich ist?
Lesen Sie dies: hottconsultants.com/tips.html Sie können sich auch einfach sein Buch besorgen. Das ist gut. Ihre Frage zu Durchkontaktierungen und zum Ändern von Schichten fällt unter "Ändern von Referenzebenen", nicht dass es Ihnen auf einer 2-Lagen-Platine hilft, auf der keine Referenzebenen existieren können.
Dies hängt von Ihrem PCB-Design, den Teilen und der Entfernung des Signals ab. Ich würde die Serienterminierung an der Quelle platzieren und den Wert empirisch anpassen. Bilden Sie das Signalpaar mit Masse / Rückleitung und zwingen Sie den Rückstrom zu diesem Rückweg (theoretisch, aber möglich). Wenn Sie können, verdrehen Sie das Paar (Nähen und Wechseln der Schichten). Bei 12Mhz mit Vorwiderständen schadet via meiner Meinung nach nicht allzu viel. Mit den Vorwiderständen können Sie den Slop bei Bedarf aktiv um C reduzieren. All dies ist hypothetisch.
Danke für die Bewertung. Entschuldigung, ich bin ziemlich neu in diesem Bereich, daher ist eine Frage möglicherweise etwas dumm. Es sind ungefähr maximal 20 mm für alle Signale. Würden Sie die Vorwiderstände auf alle oder nur auf Takt setzen?

Antworten (2)

Wenn Sie nicht wissen, ob Sie Widerstände benötigen oder nicht, zeichnen Sie sie ein, damit Sie kein weiteres Board erstellen müssen.

Die physikalische Größe des Widerstands liegt bei Ihnen, und der Widerstandswert kann nicht im Voraus bekannt sein. Dies hängt von der Kabellänge, der Kabelkapazität, der Lastkapazität und sogar der Leiterbahnbreite ab, da sie zur Leiterbahnimpedanz beiträgt.

Es hängt auch davon ab, welche Geräte Sie am Bus haben und wie stark ihre Ausgangstreiber sind. Es kommt nicht auf die Taktgeschwindigkeit an, sondern auf die Anstiegs- und Abfallzeit des Signals. Einige MCUs haben eine programmierbare Ausgangsstärke. Und wenn es Probleme gibt, können auch die anderen Drähte Probleme verursachen, nicht nur die Uhr.

OK, inwiefern ist die Leiterbahnimpedanz wichtig? sollte es niedrig gehalten werden? Soll ich Impedanzanpassung verwenden? Was hindert in diesem Fall? Ist die Längenanpassung von SPI-Leitungen eine gute Idee?
Die Leiterbahnimpedanz muss mit der Abschlussimpedanz übereinstimmen. Wenn dies nicht der Fall ist, treten Klingel- und EMI-Probleme auf.
Ich glaube nicht, dass Ihre Zeitspielräume unter einer Nanosekunde liegen, daher bringt Ihnen eine Längenanpassung über 20 mm nichts. Verlegen Sie einfach die Gleise und Sie sollten in Ordnung sein. Ich würde für alle Fälle Vorwiderstände einbauen. Wenn die Tracks Hunderte von mm und / oder über Kabel laufen würden, wäre ich vorsichtiger.

Ein Widerstand auf allen SPI-Leitungen macht Flanken weniger steil und das ist gut für EMV-Tests.

Beginnen Sie mit 1 kOhm.

Verwenden Sie CAT16 oder CAT16, die 4 unabhängige Widerstände in einem einzigen Paket haben.

Verlangsamen Sie die SPI-Uhr, wenn Sie können.

Sie können die Schicht wechseln, da Sie bei 12 Mbit / s keine Probleme mit der Signalintegrität haben.

Die unterste Schicht Ihrer Leiterplatte sollte GND sein.

Die oberste Schicht sollte für das Routing verwendet werden.

Füllen Sie alle leeren PCB-Bereiche Ihrer obersten Schicht mit GND und verwenden Sie dann Stichdurchkontaktierungen, um diese Bereiche mit der unteren Schicht zu verbinden.

Ich verstehe, dass Sie in einer 2-Lagen-Leiterplatte Durchkontaktierungen verwenden müssen. Minimieren Sie die Anzahl der Vias und die Länge der Leiterbahnen auf der unteren Ebene.

Power Integrität ist auch sehr wichtig.

Fügen Sie Kondensatoren in der Nähe der integrierten Schaltkreise oder Module hinzu, die schneller schalten: zum Beispiel SPI-Module.

Setzen Sie einen 100-nF-Keramikkondensator parallel zu einem 10- bis 470-uF-Kondensator auf die VDD dieser Chips/Module

Halten Sie die Leiterbahnen des schnellen Signals kurz.

Gestalten Sie Ihr Produkt so klein wie möglich.

Kleine Produkte haben Störaussendungen im GHz-Bereich, was die Chancen erhöht, EMV-Tests zu bestehen.

Kleiner = Billiger = Besser = Chef zufrieden = EMV-konformes Produkt.

Vorwiderstände sind hier definitiv der einfachste Weg. Der Serienwiderstand von 1 kOhm ist etwas hoch für 12 MHz oder ~40 ns Zeit pro Pegel auf der CLK-Leitung. Ich würde es als den absoluten maximalen Serienwiderstand betrachten. Etwas wie 220R würde auch dämpfen genug.
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