PCB d’alta velocitat El disseny fa referència a qualsevol disseny en què la integritat del senyal comença a veure’s afectada per les característiques físiques del PCB, com ara el disseny, l’empaquetament, la interconnexió i l’apilament de capes. A més, quan comenceu a dissenyar taules i tingueu problemes com retard, interacció, reflexió o emissió, entrareu al camp del disseny de PCB d’alta velocitat.

El focus en aquests problemes fa que el disseny d’alta velocitat sigui tan únic. És possible que estigueu acostumat a dissenyar un PCB senzill que se centri en la col·locació de components i el cablejat. No obstant això, quan s’utilitzen dissenys d’alta velocitat, és més important tenir en compte factors com la seva distància amb el senyal, l’amplada del senyal, on es col·loquen i quin tipus de pista són. La connexió. A més, tenint en compte aquests factors, assolirà un nivell superior en el procés de disseny de PCB.

Coneixements de disseny de PCB d’alta velocitat

1. Conegueu el programari de disseny que ofereix opcions avançades

Necessita moltes funcions complexes per dissenyar-se en programari CAD a gran velocitat. A més, és possible que no hi hagi molts programes per a aficionats i, sovint, no hi ha opcions avançades basades en el paquet web. Per tant, necessiteu una millor comprensió de les potents eines CAD.

2. Carreteres

Pel que fa al cablejat d’alta velocitat, els dissenyadors han d’entendre les regles del cablejat bàsic, que inclouen no tallar les connexions a terra i mantenir el cablejat curt. Per tant, eviteu la diafonía a una certa distància de la línia digital i protegir tots els generadors d’interferències per no danyar la integritat del senyal.

3. Cablatge amb control d’impedància

Per a alguns senyals d’aproximadament 40-120 ohms, es requereix una concordança d’impedància. La clau per a la coincidència d’impedància característica és l’antena i molts parells de diferències.

És important que el dissenyador entengui com calcular l’amplada de la línia i els valors d’impedància necessaris per a la laminació. Si el valor de la impedància no és correcte, el senyal es pot veure greument afectat, cosa que provoca la corrupció de les dades.

4. Traça de coincidència de longitud

Hi ha moltes línies al bus de memòria d’alta velocitat i al bus d’interfície. Aquestes línies poden funcionar a freqüències molt altes, de manera que és crucial que els senyals viatgin simultàniament des de l’extrem d’enviament fins a l’extrem receptor. A més, requereix una característica anomenada coincidència de longitud. Per tant, l’estàndard més comú defineix els valors de tolerància que han de coincidir amb la longitud.

5. Minimitzar l’àrea del bucle

Els dissenyadors de PCB d’alta velocitat necessiten conèixer alguns consells, els senyals d’alta freqüència poden causar problemes EMI, EMC i altres. Per tant, han de seguir regles bàsiques, com ara tenir una connexió a terra contínua i reduir l’àrea del bucle optimitzant el recorregut actual de retorn del cable i introduint molts forats de sutura.

Qüestions que necessiten atenció en el disseny de PCB d’alta velocitat

El disseny del PCB és molt important

Sens dubte, la fabricació eficient de PCB en circuits d’alta velocitat és important per al resultat final. No obstant això, el disseny del PCB no es va considerar en primer lloc. Per tant, tindrà un impacte significatiu en el disseny per aconseguir les funcions necessàries i la fabricació amb èxit de PCB, com ara la planificació d’alt nivell i el compliment d’importants factors. A més, haureu d’abordar alguns problemes abans del disseny de PCB, com ara pràctiques de disseny de fabricació (DFM) i consideracions addicionals per als requisits de PCB d’alta velocitat.

Un mal disseny pot causar problemes de rendiment en iniciar les proves o quan s’utilitza en la fabricació de PCB. Per empitjorar les coses, la necessitat d’avaluar fallades de PCB o problemes de rendiment i tornar a muntar el disseny del prototip requereix més cost i temps per redissenyar-los o tornar-los a treballar.

Notes per al disseny de PCB

A la pràctica, els dissenys de PCB d’alta velocitat tenen moltes limitacions per als dissenyadors, ja que heu de complir diversos requisits de velocitat de senyal i altres de disseny. Per tant, per aconseguir el disseny de la placa de circuit d’alta velocitat que es mostra a continuació, cal tenir en compte alguns factors:

Nota esquemàtica: És ben sabut que un bon esquema pot establir una bona base per al disseny de PCB. Per tant, segons si sou un dissenyador de PCB o un enginyer elèctric, el diagrama esquemàtic es pot tractar de manera diferent. En general, tracta un esquema com un mitjà de comunicació que es pot connectar a una placa de circuit. Però els esquemes poden marcar una gran diferència en l’organització i presentació dels dissenys d’alta velocitat. Per tant, hi ha disponible tota la informació possible sobre l’esquema de disseny, com ara la longitud del cable, la col·locació necessària dels components, la informació del fabricant de PCB, etc.

Ajust de longitud de traça: quan utilitzeu una interfície d’alta velocitat, haureu d’ajustar la longitud de traça per sincronitzar la transmissió del senyal amb la línia de dades. Tanmateix, la interfície pot fallar a la freqüència màxima o potser no funcioni en absolut perquè no està sincronitzada. A més, com més alta sigui la freqüència de la interfície, més grans seran els requisits de coincidència de longitud. Per tant, en el cas d’interfícies paral·leles, només cal ajustar la longitud de totes les línies. És important assegurar-se d’ajustar la longitud d’aquestes línies per obtenir la longitud desitjada en un conjunt de senyals.

Materials i requisits de PCB per a l’apilament d’alta velocitat: això afectarà el disseny d’alta velocitat, com ara l’estructura d’apilament de capes i el material de PCB.

Estratègia de col·locació d’alta velocitat: atès que canviar la mida del coixinet i la separació de components maximitza la longitud de connexió a alta velocitat, es pot dissenyar per a alta velocitat mitjançant diversos mètodes per optimitzar la col·locació dels components i millorar la zona d’ocupació de components per a una velocitat elevada.

Parells diferencials i encaminament de longitud de línia: és important encaminar parells diferencials en dissenys d’alta velocitat perquè puguin existir simultàniament parells de senyals.

Consideracions sobre la diapositiva, el control d’impedància i el paral·lelisme: en el disseny d’alta velocitat, hi ha molts factors que poden afectar negativament el vostre disseny. A més, hi ha tècniques a tenir en compte, com ara com minimitzar l’impacte en el disseny.

Comprendre les línies de cinta i microstrip: en general, per als dissenys d’alta velocitat, es requereixen múltiples mètodes d’encaminament. Si s’ha d’implementar l’encaminament per carretera, és convenient tenir una millor comprensió de les tècniques d’encaminament de bandes i microstrips.

Topologia de cablejat i bones pràctiques de cablejat: normalment es requereix una forma o topologia específica si s’han d’implementar els camins de circuits necessaris per al cablejat d’alta velocitat. A més, és bo explorar diverses maneres de rastrejar longituds de línia, fugides, camins de retorn, etc.

Simuladors: per al disseny d’alta velocitat, la simulació té un gran avantatge abans, durant i després de començar el disseny. Per tant, haureu de conèixer millor el programari de disseny de PCB per obtenir consells i trucs per al disseny de simulacions.

Com saps si necessites un disseny de PCB d’alta velocitat?

1. Hi ha una interfície d’alta velocitat al tauler?

Una manera ràpida d’esbrinar si heu de seguir pautes de disseny d’alta velocitat és comprovar si teniu interfícies d’alta velocitat, com ara DDR, PCI-E o fins i tot interfícies de vídeo, com DVI, HDMI, etc.

Totes aquestes interfícies han de seguir algunes regles de disseny d’alta velocitat. A més, proporcioneu les especificacions exactes de cada dada a la documentació.

2. Relació entre la longitud de traça i la longitud d’ona del senyal

En general, si la longitud d’ona del missatge és la mateixa que la longitud de la línia, el vostre PCB necessitarà definitivament un disseny d’alta velocitat. Com que alguns estàndards (com el DDR) requereixen que la longitud de la línia coincideixi amb la tolerància mínima.

Un bon nombre aproximat és que la longitud i l’ona del cable es poden mantenir dins d’un ordre de magnitud l’un de l’altre. Llavors, és una bona idea comprovar el disseny d’alta velocitat.

3. PCB amb interfície sense fils

Com ja sabeu, cada PCB té una antena i, ja sigui mitjançant un connector o alguna cosa a la placa, cal dissenyar senyals d’alta velocitat. A més, l’antena de bord requereix una impedància ajustada per coincidir amb la longitud d’afinació.

Per a les plaques amb connectors SMA o connectors similars, els heu de connectar a un connector amb un valor d’impedància específic.

conclusió

En resum, conèixer el disseny de PCB d’alta velocitat depèn d’un altre projecte. Tot i que hi ha molts factors a tenir en compte a l’hora de dissenyar per a alta velocitat. Afortunadament, el programari CAD que utilitzeu per al disseny de PCB us proporcionarà ajuda, com ara calculadores d’impedància, opcions d’informació de longitud d’encaminament, encaminadors de parells diferencials i altres eines.