Hazırda yüksək tezlikli və yüksək sürətli PCB dizayn əsas istiqamətə çevrildi və hər bir PCB Layout mühəndisi təcrübəli olmalıdır. Sonra, Banermei sizinlə yüksək tezlikli və yüksək sürətli PCB sxemlərində aparat mütəxəssislərinin dizayn təcrübəsini bölüşəcək və ümid edirəm ki, hər kəs üçün faydalı olacaq.

1. Yüksək tezlikli müdaxilənin qarşısını necə almaq olar?

Yüksək tezlikli müdaxilənin qarşısını almağın əsas ideyası yüksək tezlikli siqnalların elektromaqnit sahəsinin müdaxiləsini minimuma endirməkdir, bu da çarpaz qarışma (Crossstalk) adlanır. Siz yüksək sürətli siqnal ilə analoq siqnal arasındakı məsafəni artıra və ya analoq siqnalın yanında yer qoruyucu/şunt izləri əlavə edə bilərsiniz. Rəqəmsal yerdən analoq yerə qədər səs-küy müdaxiləsinə də diqqət yetirin.

2. Yüksək sürətli PCB dizayn sxemlərini tərtib edərkən empedans uyğunluğunu necə nəzərə almaq lazımdır?

Yüksək sürətli PCB sxemlərini tərtib edərkən, empedans uyğunluğu dizayn elementlərindən biridir. Empedans dəyəri məftil üsulu ilə mütləq əlaqəyə malikdir, məsələn, səth qatında (mikrozolaq) və ya daxili təbəqədə (zolaqlı/cüt zolaqlı xətt), istinad təbəqəsindən məsafə (güc qatı və ya yer təbəqəsi), naqil eni, PCB materialı və s. Hər ikisi izin xarakterik empedans dəyərinə təsir edəcək. Yəni, empedans dəyəri yalnız naqillərdən sonra müəyyən edilə bilər. Ümumiyyətlə, simulyasiya proqramı dövrə modelinin və ya istifadə edilən riyazi alqoritmin məhdudlaşdırılması səbəbindən fasiləsiz empedanslı bəzi naqillər şərtlərini nəzərə ala bilmir. Bu zaman, yalnız bəzi terminatorlar (xitam vermə), məsələn, ardıcıl müqavimət, sxematik diaqramda qorunur. İz empedansında fasiləsizliyin təsirini yüngülləşdirin. Problemin əsl həlli naqil çəkərkən empedans kəsilmələrinin qarşısını almağa çalışmaqdır.

3. Yüksək sürətli PCB dizaynında dizayner EMC və EMI qaydalarını hansı aspektləri nəzərə almalıdır?

Ümumiyyətlə, EMI/EMC dizaynı eyni zamanda həm şüalanma, həm də həyata keçirilən aspektləri nəzərə almalıdır. Birincisi daha yüksək tezlikli hissəyə (<30MHz), ikincisi isə aşağı tezlikli hissəyə (<30MHz) aiddir. Beləliklə, yalnız yüksək tezliklərə diqqət yetirmək və aşağı tezlikli hissəyə məhəl qoymamaq olmaz. Yaxşı EMI/EMC dizaynı tərtibatın əvvəlində cihazın yerini, PCB yığınının təşkilini, mühüm əlaqə metodunu, cihaz seçimini və s. nəzərə almalıdır. Əvvəlcədən daha yaxşı tənzimləmə yoxdursa, sonradan həll olunacaq. Yarım səylə iki dəfə nəticə verəcək və dəyəri artıracaq. Məsələn, saat generatorunun yeri xarici konnektora yaxın olmamalıdır. Yüksək sürətli siqnallar mümkün qədər daxili təbəqəyə getməlidir. Yansımaları azaltmaq üçün xarakterik empedans uyğunluğuna və istinad qatının davamlılığına diqqət yetirin. Hündürlüyü azaltmaq üçün cihazın itələdiyi siqnalın dönüş sürəti mümkün qədər kiçik olmalıdır. Tezlik komponentləri, ayırma/bypass kondansatörünü seçərkən, onun tezlik reaksiyasının güc müstəvisində səs-küyü azaltmaq üçün tələblərə cavab verib-verməməsinə diqqət yetirin. Bundan əlavə, radiasiyanı azaltmaq üçün döngə sahəsini mümkün qədər kiçik etmək (yəni döngə empedansını mümkün qədər kiçik etmək) üçün yüksək tezlikli siqnal cərəyanının geri qayıtma yoluna diqqət yetirin. Yüksək tezlikli səs-küyün diapazonunu idarə etmək üçün yer də bölünə bilər. Nəhayət, PCB və korpus arasında şassi zəmini düzgün seçin.

4. PCB lövhəsini necə seçmək olar?

PCB lövhəsinin seçimi dizayn tələblərinə cavab verməklə kütləvi istehsal və xərclər arasında tarazlıq yaratmalıdır. Dizayn tələblərinə həm elektrik, həm də mexaniki hissələr daxildir. Adətən bu maddi problem çox yüksək sürətli PCB lövhələrini (GHz-dən çox tezlik) dizayn edərkən daha vacibdir. Məsələn, çox istifadə olunan FR-4 materialı, bir neçə GHz tezliyində dielektrik itkisi siqnalın zəifləməsinə böyük təsir göstərəcək və uyğun olmaya bilər. Elektrik enerjisinə gəldikdə, dielektrik sabitinin və dielektrik itkisinin nəzərdə tutulmuş tezliyə uyğun olub olmadığına diqqət yetirin.

5. Həddindən artıq xərc təzyiqinə səbəb olmadan SMM tələblərinə mümkün qədər necə cavab vermək olar?

EMC səbəbiylə PCB lövhəsinin artan qiyməti adətən qoruyucu effekti artırmaq üçün yer təbəqələrinin sayının artması və ferrit muncuq, boğucu və digər yüksək tezlikli harmonik bastırma cihazlarının əlavə edilməsi ilə əlaqədardır. Bundan əlavə, bütün sistemin EMC tələblərini keçməsi üçün adətən digər qurumlardakı qoruyucu quruluşu uyğunlaşdırmaq lazımdır. Aşağıdakılar dövrə tərəfindən yaradılan elektromaqnit şüalanma təsirini azaltmaq üçün yalnız bir neçə PCB lövhəsinin dizayn üsullarını təqdim edir.

Siqnalın yaratdığı yüksək tezlikli komponentləri azaltmaq üçün daha yavaş siqnal çevirmə sürətinə malik bir cihaz seçməyə çalışın.

Xarici konnektora çox yaxın olmayan yüksək tezlikli komponentlərin yerləşdirilməsinə diqqət yetirin.

Yüksək tezlikli əksi və radiasiyanı azaltmaq üçün yüksək sürətli siqnalların empedans uyğunluğuna, naqil qatına və onun geri dönüş cərəyanına diqqət yetirin.

Güc müstəvisində və yer müstəvisində səs-küyü azaltmaq üçün hər bir cihazın enerji təchizatı sancaqlarına kifayət qədər və uyğun ayırıcı kondansatörlər qoyun. Kondansatörün tezlik reaksiyası və temperatur xüsusiyyətlərinin dizayn tələblərinə cavab verib-verməməsinə xüsusi diqqət yetirin.

Xarici konnektorun yaxınlığındakı torpaq yerdən düzgün şəkildə ayrıla bilər və konnektorun torpağı yaxınlıqdakı şassi torpaqla birləşdirilə bilər.

Yerüstü qoruyucu/şant izləri bəzi yüksək sürətli siqnalların yanında müvafiq şəkildə istifadə edilə bilər. Lakin qoruyucu/şunt izlərinin izin xarakterik empedansına təsirinə diqqət yetirin.

Güc təbəqəsi yer qatından 20H kiçilir, H isə güc təbəqəsi ilə yer təbəqəsi arasındakı məsafədir.

6. 2G-dən yuxarı yüksək tezlikli PCB-nin layihələndirilməsi, marşrutlaşdırılması və yerləşdirilməsi zamanı hansı aspektlərə diqqət yetirilməlidir?

2G-dən yuxarı yüksək tezlikli PCB-lər radiotezlik sxemlərinin dizaynına aiddir və yüksək sürətli rəqəmsal dövrə dizaynının müzakirəsi çərçivəsində deyil. Radiotezlik dövrəsinin sxemi və marşrutu sxemlə birlikdə nəzərə alınmalıdır, çünki düzülmə və marşrutlaşdırma paylama effektlərinə səbəb olacaqdır. Bundan əlavə, radiotezlik sxemlərinin dizaynında bəzi passiv qurğular parametrləşdirilmiş təriflər və xüsusi formalı mis folqalar vasitəsilə həyata keçirilir. Buna görə də, EDA alətləri parametrli cihazları təmin etmək və xüsusi formalı mis folqaları redaktə etmək üçün tələb olunur. Mentorun idarə heyəti bu tələblərə cavab verə bilən xüsusi RF dizayn moduluna malikdir. Bundan əlavə, ümumi RF dizaynı xüsusi RF dövrə təhlili alətləri tələb edir. Sənayedə ən məşhuru Mentorun alətləri ilə yaxşı interfeysə malik olan agilent’s eesoft proqramıdır.

7. Test nöqtələrinin əlavə edilməsi yüksək sürətli siqnalların keyfiyyətinə təsir edəcəkmi?

Siqnalın keyfiyyətinə təsir edib-etməməsi test nöqtələrinin əlavə edilməsi üsulundan və siqnalın nə qədər sürətli olmasından asılıdır. Əsasən, əlavə sınaq nöqtələri (mövcud vasitəsilə və ya DIP pinini sınaq nöqtələri kimi istifadə etməyin) xəttə əlavə edilə və ya xəttdən qısa bir xətt çəkə bilər. Birincisi xəttə kiçik bir kondansatör əlavə etməyə bərabərdir, ikincisi əlavə bir filialdır. Bu şərtlərin hər ikisi yüksək sürətli siqnala az və ya çox təsir edəcək və təsirin dərəcəsi siqnalın tezlik sürəti və siqnalın kənar dərəcəsi ilə bağlıdır. Təsirin miqyası simulyasiya vasitəsilə bilinə bilər. Prinsipcə, test nöqtəsi nə qədər kiçik olsa, bir o qədər yaxşıdır (əlbəttə ki, test alətinin tələblərinə cavab verməlidir) filial nə qədər qısa olsa, bir o qədər yaxşıdır.