1 Пытанні

З маштабным павелічэннем складанасці канструкцыі і інтэграцыі электронных сістэм тактавая частата і час нарастання прылады становяцца ўсё хутчэй і хутчэй, і высакахуткасная друкаваная плата дызайн стаў важнай часткай працэсу праектавання. У высакахуткасных ланцугах індуктыўнасць і ёмістасць на лініі друкаванай платы робяць провад эквівалентным лініі перадачы. Няправільнае размяшчэнне кампанентаў завяршэння або няправільная разводка высакахуткасных сігналаў можа выклікаць праблемы з эфектам лініі перадачы, што прывядзе да няправільнага вываду даных з сістэмы, ненармальнай працы ланцуга або нават адсутнасці працы наогул. Падводзячы вынік, на аснове мадэлі лініі электраперадачы лінія перадачы прынясе негатыўныя наступствы, такія як адлюстраванне сігналу, перакрыжаваныя перашкоды, электрамагнітныя перашкоды, крыніца харчавання і шум зазямлення.

Для таго, каб распрацаваць высакахуткасную друкаваную плату, якая можа працаваць надзейна, канструкцыя павінна быць цалкам і старанна прадумана, каб вырашыць некаторыя ненадзейныя праблемы, якія могуць узнікнуць падчас кампаноўкі і маршрутызацыі, скараціць цыкл распрацоўкі прадукту і палепшыць канкурэнтаздольнасць на рынку.

Як выкарыстоўваць інструменты праектавання PROTEL для распрацоўкі высакахуткасных друкаваных плат

2 Планіроўка высокачашчыннай сістэмы

У канструкцыі друкаванай платы схемы размяшчэнне з’яўляецца важным звяном. Вынік кампаноўкі напрамую паўплывае на эфект праводкі і надзейнасць сістэмы, што з’яўляецца найбольш працаёмкім і складаным ва ўсёй канструкцыі друкаванай платы. Складанае асяроддзе высокачашчыннай друкаванай платы робіць дызайн макета высокачашчыннай сістэмы цяжкім для выкарыстання атрыманых тэарэтычных ведаў. Гэта патрабуе, каб чалавек, які раскладвае, меў багаты вопыт у вытворчасці высакахуткасных друкаваных плат, каб пазбегнуць аб’ездаў у працэсе праектавання. Павысіць надзейнасць і эфектыўнасць схемных работ. У працэсе кампаноўкі варта ўсебакова ўлічваць механічную структуру, цеплааддачу, электрамагнітныя перашкоды, зручнасць будучай электраправодкі і эстэтыку.

Перш за ўсё, перад кампаноўкай уся схема разбіваецца на функцыі. Высокачашчынны ланцуг аддзяляецца ад нізкачашчыннага, а аналагавы і лічбавы ланцуг аддзяляюцца. Кожная функцыянальная схема размяшчаецца як мага бліжэй да цэнтра мікрасхемы. Пазбягайце затрымкі перадачы, выкліканай празмерна доўгімі правадамі, і палепшыце эфект развязкі кандэнсатараў. Акрамя таго, звярніце ўвагу на ўзаемнае размяшчэнне і напрамкі паміж штыфтамі і кампанентамі ланцуга і іншымі трубкамі, каб паменшыць іх узаемны ўплыў. Усе высокачашчынныя кампаненты павінны знаходзіцца далёка ад шасі і іншых металічных пласцін, каб паменшыць паразітнае злучэнне.

Па-другое, падчас кампаноўкі варта звярнуць увагу на цеплавыя і электрамагнітныя ўздзеяння паміж кампанентамі. Гэтыя наступствы асабліва сур’ёзныя для высокачашчынных сістэм, і неабходна прыняць меры па захаванні або ізаляцыі, цяпла і абароне. Трубка выпрамніка высокай магутнасці і рэгулявальная трубка павінны быць абсталяваны радыятарам і трымацца далей ад трансфарматара. Тэрмаўстойлівыя кампаненты, такія як электралітычныя кандэнсатары, варта трымаць далей ад награвальных кампанентаў, інакш электраліт высахне, што прывядзе да павелічэння супраціву і нізкай прадукцыйнасці, што паўплывае на стабільнасць ланцуга. У планіроўцы павінна быць дастаткова месца, каб уладкаваць ахоўную канструкцыю і прадухіліць укараненне розных паразітарных муфт. Каб прадухіліць электрамагнітную сувязь паміж шпулькамі на друкаванай плаце, дзве шпулькі павінны быць размешчаны пад прамым вуглом, каб паменшыць каэфіцыент сувязі. Таксама можа быць выкарыстаны метад вертыкальнай плітнай ізаляцыі. Лепш за ўсё выкарыстоўваць непасрэдна адвод кампанента, які прыліваецца да ланцуга. Чым карацей адрывак, тым лепш. Не выкарыстоўвайце раздымы і паяльныя язычкі, таму што паміж суседнімі язычкамі для паяння ёсць размеркаваная ёмістасць і размеркаваная індуктыўнасць. Пазбягайце размяшчэння высокашумных кампанентаў вакол крышталічнага генератара, RIN, аналагавага напружання і сігналу апорнага напружання.

І, нарэшце, пры забеспячэнні ўласцівай якасці і надзейнасці, прымаючы пад увагу агульную прыгажосць, павінна быць выканана разумнае планаванне друкаванай платы. Кампаненты павінны быць паралельныя або перпендыкулярныя паверхні дошкі, а таксама паралельныя або перпендыкулярныя краю дошкі. Размеркаванне кампанентаў на паверхні дошкі павінна быць максімальна раўнамерным, а шчыльнасць – аднастайнай. Такім чынам, ён не толькі прыгожы, але і просты ў зборцы і зварцы, а таксама лёгка вырабляецца масава.

3 Праводка высокачашчыннай сістэмы

У высокачашчынных ланцугах нельга ігнараваць параметры размеркавання супраціву, ёмістасці, індуктыўнасці і ўзаемнай індуктыўнасці злучальных правадоў. З пункту гледжання барацьбы з перашкодамі, разумная праводка павінна спрабаваць паменшыць супраціў лініі, размеркаваную ёмістасць і блукальную індуктыўнасць у ланцугу. , У выніку рассеянае магнітнае поле памяншаецца да мінімуму, так што размеркаваная ёмістасць, магнітны паток уцечкі, электрамагнітная ўзаемная індуктыўнасць і іншыя перашкоды, выкліканыя шумам, душацца.

Прымяненне інструментаў праектавання PROTEL у Кітаі было даволі распаўсюджаным. Аднак многія дызайнеры засяроджваюцца толькі на «шырокапалоснай хуткасці», а паляпшэнні, зробленыя інструментамі праектавання PROTEL для адаптацыі да змен у характарыстыках прылады, не былі выкарыстаны ў распрацоўцы, што не толькі робіць марнаванне рэсурсаў інструментаў праектавання больш сур’ёзна, што ўскладняе ўвядзенне ў гульню выдатнай прадукцыйнасці многіх новых прылад.

Ніжэй прадстаўлены некаторыя спецыяльныя функцыі, якія можа забяспечыць інструмент PROTEL99 SE.

(1) Правод паміж штыфтамі прылады высокачашчыннай схемы павінен быць як мага менш сагнуты. Лепш за ўсё выкарыстоўваць поўную прамую лінію. Калі патрабуецца выгіб, можна выкарыстоўваць выгібы або дугі на 45°, якія могуць паменшыць знешняе выпраменьванне высокачашчынных сігналаў і ўзаемныя перашкоды. Сувязь паміж. Пры выкарыстанні PROTEL для маршрутызацыі вы можаце выбраць 45-градусны або закруглены ў раздзеле «Вуглы маршрутызацыі» у меню «правілы» меню «Дызайн». Вы таксама можаце выкарыстоўваць клавішы Shift + прабел для хуткага пераключэння паміж радкамі.

(2) Чым карацей адвод паміж штыфтамі прылады высокачашчыннай схемы, тым лепш.

PROTEL 99 Найбольш эфектыўны спосаб знайсці самыя кароткія праводкі – гэта запланаваць прыём для асобных ключавых высакахуткасных сетак перад аўтаматычнай праводкай. «Тапалогія маршрутызацыі» у раздзеле «Правілы» у меню «Дызайн».

Выберыце самы кароткі.

(3) Чаргаванне свінцовых слаёў паміж вывадамі высокачашчынных ланцугоў прыбораў як мага меншае. Гэта значыць, што чым меншая колькасць адходаў выкарыстоўваецца ў працэсе злучэння кампанентаў, тым лепш.

Адзін пераход можа прынесці каля 0.5 пФ размеркаванай ёмістасці, і памяншэнне колькасці праходных адводаў можа значна павялічыць хуткасць.

(4) Пры разводцы высокачашчынных ланцугоў звярніце ўвагу на «перакрыжаваныя перашкоды», унесеныя паралельнай разводкай сігнальнай лініі, гэта значыць перакрыжаваныя перашкоды. Калі паралельнае размеркаванне непазбежнае, вялікая плошча «зямлі» можа быць размешчана на супрацьлеглым баку паралельнай сігнальнай лініі

Каб значна паменшыць перашкоды. Паралельная праводка ў адным пласце практычна непазбежная, але ў двух суседніх пластах кірунак праводкі павінна быць перпендыкулярным адзін аднаму. Гэта нескладана зрабіць у PROTEL, але гэта лёгка не заўважыць. У «RouTingLayers» у меню «Дызайн» «Правілы» выберыце «Гарызантальны» для Toplayer і VerTIcal для BottomLayer. Акрамя таго, «Палігонплан» прадастаўляецца на «месцы»

Функцыя палігональнай сеткі паверхні меднай фальгі, калі вы размясціце шматкутнік як паверхню ўсёй друкаванай платы і падключыце гэтую медзь да GND схемы, гэта можа палепшыць высокачашчынную здольнасць супраць перашкод, яна таксама мае большыя перавагі для цеплаадводу і трываласці друкаванай дошкі.

(5) Ажыццявіць меры па абароне зазямлення для асабліва важных сігнальных ліній або мясцовых падраздзяленняў. «Нарыс выбраных аб’ектаў» прадастаўляецца ў «Інструменты», і гэтую функцыю можна выкарыстоўваць для аўтаматычнага «абгортвання зямлі» выбраных важных сігнальных ліній (такіх як вагальны контур LT і X1).

(6) Як правіла, лінія электраперадачы і лінія зазямлення схемы шырэй, чым сігнальная лінія. Вы можаце выкарыстоўваць «Класы» у меню «Дызайн» для класіфікацыі сеткі, якая падзяляецца на сетку электраэнергіі і сетку сігналу. Зручна ўсталёўваць правілы праводкі. Пераключыце шырыню лініі электраперадачы і сігнальнай лініі.

(7) Розныя тыпы праводкі не могуць утвараць пятлю, а зазямляльны провад не можа ўтвараць токовую пятлю. Калі генеруецца ланцуг завесы, гэта выкліча шмат перашкод у сістэме. Для гэтага можна выкарыстоўваць метад шлейфу, які дазваляе эфектыўна пазбегнуць адукацыі завес, галін або пнёў падчас праводкі, але гэта таксама прывядзе да праблемы няпростай праводкі.

(8) У адпаведнасці з дадзенымі і канструкцыяй розных мікрасхем ацаніце ток, які праходзіць па ланцугу харчавання, і вызначыце неабходную шырыню провада. Па эмпірычнай формуле: W (шырыня лініі) ≥ L (мм/А) × I (A).

Па току паспрабуйце павялічыць шырыню лініі электраперадачы і паменшыць супраціў шлейфа. У той жа час зрабіце кірунак лініі электраперадачы і лініі зазямлення ў адпаведнасці з кірункам перадачы даных, што спрыяе павышэнню антышумавай здольнасці. Пры неабходнасці да лініі электраперадачы і зазямлення можна дадаць высокачашчынны дросель з ферытавых медных дротаў, каб блакаваць правядзенне высокачашчыннага шуму.

(9) Шырыня праводкі той жа сеткі павінна заставацца нязменнай. Змены шырыні лініі прывядуць да нераўнамернага характарыстыкі імпедансу лініі. Калі хуткасць перадачы высокая, будзе адбывацца адлюстраванне, якога варта па магчымасці пазбягаць пры канструкцыі. Адначасова павялічвайце шырыню лініі паралельных ліній. Калі адлегласць паміж цэнтрамі лініі не перавышае 3 разы шырыні лініі, 70% электрычнага поля можна падтрымліваць без узаемных перашкод, што называецца прынцыпам 3W. Такім чынам можна пераадолець уплыў размеркаванай ёмістасці і размеркаванай індуктыўнасці, выкліканых паралельнымі лініямі.

4 Дызайн шнура харчавання і зазямлення

Для таго, каб вырашыць падзенне напружання, выкліканае шумам крыніцы сілкавання і імпедансам лініі, якія ўводзяцца высокачашчыннай схемай, неабходна ў поўнай меры ўлічваць надзейнасць сістэмы харчавання ў высокачашчыннай схеме. Звычайна ёсць два рашэнні: адно – выкарыстоўваць тэхналогію шыны харчавання для праводкі; іншы – выкарыстоўваць асобны пласт харчавання. Для параўнання, працэс вытворчасці апошніх больш складаны, а кошт даражэй. Такім чынам, тэхналогія шыны харчавання сеткавага тыпу можа быць выкарыстана для праводкі, так што кожны кампанент належаў да рознага контуру, і ток на кожнай шыне ў сеткі імкнецца быць збалансаваным, памяншаючы падзенне напружання, выкліканае імпедансам лініі.

Магутнасць высокачашчыннай перадачы адносна вялікая, вы можаце выкарыстоўваць вялікую плошчу медзі і знайсці паблізу плоскасць зазямлення з нізкім супраціўленнем для шматразовага зазямлення. Паколькі індуктыўнасць зазямляльнага провада прапарцыйная частаце і даўжыні, агульны супраціў зазямлення будзе павялічвацца, калі працоўная частата будзе высокай, што павялічыць электрамагнітныя перашкоды, якія ўтвараюцца агульным імпедансам зазямлення, таму даўжыня зазямляльнага провада будзе павінна быць як мага карацей. Паспрабуйце паменшыць даўжыню сігнальнай лініі і павялічыць плошчу зазямлення.

Усталюйце адзін або некалькі высокачашчынных развязальных кандэнсатараў на сілкаванні і зазямленні чыпа, каб забяспечыць бліжэйшы высокачашчынны канал для пераходнага току інтэграванага чыпа, так што ток не праходзіць праз лінію харчавання з вялікім контурам плошчы, што значна памяншае шум, які выпраменьваецца звонку. У якасці развязальных кандэнсатараў выбірайце маналітныя керамічныя кандэнсатары з добрымі высокачашчыннымі сігналамі. Выкарыстоўвайце танталавыя кандэнсатары вялікай ёмістасці або поліэфірныя кандэнсатары замест электралітычных кандэнсатараў у якасці назапашвальнікаў энергіі для зарадкі ланцуга. Паколькі размеркаваная індуктыўнасць электралітычнага кандэнсатара вялікая, яна недапушчальная для высокай частаты. Пры выкарыстанні электралітычных кандэнсатараў выкарыстоўвайце іх у пары з развязальнымі кандэнсатарамі з добрымі высокачашчыннымі характарыстыкамі.

5 Іншыя метады праектавання высакахуткасных схем

Супадзенне імпедансу адносіцца да працоўнага стану, у якім імпеданс нагрузкі і ўнутраны імпеданс крыніцы ўзбуджэння адаптаваны адзін да аднаго для атрымання максімальнай выхадной магутнасці. Для высакахуткаснай праводкі друкаванай платы, каб прадухіліць адлюстраванне сігналу, супраціў ланцуга павінен быць 50 Ом. Гэта прыблізная лічба. Як правіла, прадугледжваецца, што паласа асноўнай часткі кааксіяльнага кабеля складае 50 Ом, паласа частот — 75 Ом, а скручанага дроту — 100 Ом. Гэта проста цэлае лік, для зручнасці супастаўлення. Згодна з канкрэтным аналізам схемы, паралельнае спыненне пераменнага току прымаецца, а сетка рэзістараў і кандэнсатараў выкарыстоўваюцца ў якасці імпедансу заканчэння. Супраціў завяршэння R павінен быць меншым або роўным імпедансу лініі перадачы Z0, а ёмістасць C павінна быць больш за 100 пФ. Рэкамендуецца выкарыстоўваць шматслойныя керамічныя кандэнсатары ёмістасцю 0.1 мкФ. Кандэнсатар мае функцыю блакавання нізкай частаты і праходжання высокай частаты, таму супраціў R не з’яўляецца нагрузкай пастаяннага току крыніцы кіравання, таму гэты метад спынення не спажывае магутнасць пастаяннага току.

Перакрыжаваныя перашкоды адносяцца да непажаданых шумавых перашкод напружання, выкліканых электрамагнітнай сувяззю з суседнімі лініямі перадачы, калі сігнал распаўсюджваецца па лініі перадачы. Сувязь дзеліцца на ёмістную сувязь і індуктыўная сувязь. Празмерныя перакрыжаваныя перашкоды могуць выклікаць ілжывае спрацоўванне ланцуга і прывесці да збою ў нармальнай працы сістэмы. У адпаведнасці з некаторымі характарыстыкамі перакрыжаваных перашкод можна абагульніць некалькі асноўных метадаў памяншэння перакрыжаваных перашкод:

(1) Павялічце міжрадковы інтэрвал, паменшыце паралельную даўжыню і пры неабходнасці выкарыстоўвайце для праводкі метад штуршка.

(2) Калі высакахуткасныя сігнальныя лініі адпавядаюць умовам, даданне завяршэння супадзення можа паменшыць або ліквідаваць адлюстраванне, памяншаючы тым самым перакрыжаваныя перашкоды.

(3) Для мікрапалоскавых ліній перадачы і паласовых ліній перадачы абмежаванне вышыні трасы ў межах дыяпазону над плоскасцю зямлі можа значна паменшыць перакрыжаваныя перашкоды.

(4) Калі прастора для праводкі дазваляе, устаўце провад зазямлення паміж двума правадамі з больш сур’ёзнымі перакрыжаванымі перашкодамі, якія могуць гуляць ролю ў ізаляцыі і паменшыць перакрыжаваныя перашкоды.

З-за адсутнасці высокахуткаснага аналізу і рэкамендацый па мадэляванні ў традыцыйнай канструкцыі друкаванай платы якасць сігналу не можа быць гарантавана, і большасць праблем немагчыма выявіць да тэставання на выраб пласцін. Гэта значна зніжае эфектыўнасць праектавання і павялічвае кошт, што, відавочна, невыгодна ва ўмовах жорсткай канкурэнцыі на рынку. Такім чынам, для высакахуткаснага дызайну друкаванай платы людзі ў галіны прапанавалі новую ідэю дызайну, якая стала метадам праектавання «зверху ўніз». Пасля разнастайнага аналізу палітыкі і аптымізацыі большасці магчымых праблем ўдалося пазбегнуць і значна зэканоміць. Час для забеспячэння выканання бюджэту праекта, вытворчасці высакаякасных друкаваных дошак, а таксама пазбягання стомных і дарагіх памылак у тэстах.

Выкарыстанне дыферэнцыяльных ліній для перадачы лічбавых сігналаў з’яўляецца эфектыўнай мерай кантролю фактараў, якія разбураюць цэласнасць сігналу ў высакахуткасных лічбавых схемах. Дыферэнцыяльная лінія на друкаванай плаце эквівалентная дыферэнцыяльнай мікрахвалёвай інтэграванай пары ліній перадачы, якая працуе ў рэжыме квазі-TEM. Сярод іх дыферэнцыяльная лінія ў верхняй або ніжняй частцы друкаванай платы эквівалентная спалучанай мікрапалоскавай лініі і размешчана на ўнутраным пласце шматслаёвай друкаванай платы. Лічбавы сігнал перадаецца па дыферэнцыяльнай лініі ў няцотным рэжыме перадачы, гэта значыць рознасць фаз паміж станоўчым і адмоўным сігналамі складае 180°, а шум спалучаецца на пары дыферэнцыяльных ліній у агульным рэжыме. Напружанне або ток ланцуга адымаецца, так што можна атрымаць сігнал для ліквідацыі сінфальных шумоў. Выхад амплітуды або току нізкага напружання пары дыферэнцыяльных ліній адпавядае патрабаванням высакахуткаснай інтэграцыі і нізкага спажывання энергіі.

6 заключныя словы

З бесперапынным развіццём электронных тэхналогій неабходна зразумець тэорыю цэласнасці сігналу, каб кіраваць і правяраць канструкцыю высакахуткасных друкаваных плат. Некаторы вопыт, абагульнены ў гэтым артыкуле, можа дапамагчы распрацоўшчыкам высакахуткасных схем друкаваных плат скараціць цыкл распрацоўкі, пазбегнуць непатрэбных абыходаў і зэканоміць працоўныя і матэрыяльныя рэсурсы. Дызайнеры павінны працягваць даследаванні і даследаванні ў рэальнай працы, працягваць назапашваць вопыт і спалучаць новыя тэхналогіі для праектавання высакахуткасных друкаваных поплаткаў з выдатнай прадукцыйнасцю.