1 mga Pangutana

Uban sa dako nga pagtaas sa pagkakomplikado sa disenyo ug paghiusa sa mga elektronik nga sistema, ang mga tulin sa orasan ug ang mga oras sa pagtaas sa aparato labi ka paspas ug paspas, ug tulin nga PCB Ang disenyo nahimong importante nga bahin sa proseso sa pagdesinyo. Sa high-speed circuit design, ang inductance ug capacitance sa circuit board line naghimo sa wire nga katumbas sa transmission line. Ang dili husto nga layout sa mga sangkap sa pagtapos o dili husto nga mga wiring sa mga high-speed nga signal mahimong hinungdan sa mga problema sa epekto sa transmission line, nga moresulta sa dili husto nga output sa datos gikan sa sistema, abnormal nga operasyon sa sirkito o bisan wala’y operasyon. Base sa modelo sa transmission line, sa pagsumada, ang transmission line magdala ug dili maayo nga mga epekto sama sa signal reflection, crosstalk, electromagnetic interference, power supply ug ground noise sa circuit design.

Aron sa pagdesinyo sa usa ka high-speed PCB circuit board nga mahimong molihok nga kasaligan, ang disenyo kinahanglan nga bug-os ug mabinantayon nga gikonsiderar aron masulbad ang pipila nga dili kasaligan nga mga problema nga mahimong mahitabo sa panahon sa layout ug pag-ruta, pagpamubo sa siklo sa pag-uswag sa produkto, ug pagpauswag sa kompetisyon sa merkado.

Giunsa paggamit ang mga galamiton sa disenyo sa PROTEL alang sa high-speed nga disenyo sa PCB

2 Layout nga disenyo sa high frequency nga sistema

Sa disenyo sa PCB sa sirkito, ang layout usa ka importante nga sumpay. Ang resulta sa layout direkta nga makaapekto sa wiring effect ug sa pagkakasaligan sa sistema, nga mao ang labing makagugol sa panahon ug lisud sa tibuok nga giimprinta nga circuit board nga disenyo. Ang komplikado nga palibot sa high-frequency nga PCB naghimo sa disenyo sa layout sa high-frequency nga sistema nga lisud gamiton ang nahibal-an nga teoretikal nga kahibalo. Nagkinahanglan kini nga ang tawo nga nagbutang kinahanglan adunay daghang kasinatian sa high-speed nga paghimo sa PCB, aron malikayan ang mga detour sa proseso sa pagdesinyo. Pauswaga ang pagkakasaligan ug pagkaepektibo sa buluhaton sa sirkito. Sa proseso sa layout, ang komprehensibo nga konsiderasyon kinahanglan nga ihatag sa mekanikal nga istruktura, pagkawala sa kainit, electromagnetic interference, kasayon ​​​​sa umaabot nga mga wiring, ug aesthetics.

Una sa tanan, sa wala pa ang layout, ang tibuuk nga sirkito gibahin sa mga gimbuhaton. Ang high-frequency circuit gibulag gikan sa low-frequency circuit, ug ang analog circuit ug ang digital circuit gibulag. Ang matag functional circuit gibutang nga labing duol sa sentro sa chip. Likayi ang pagkalangan sa transmission tungod sa sobra ka taas nga mga wire, ug pauswaga ang decoupling nga epekto sa mga capacitor. Dugang pa, hatagi’g pagtagad ang mga relatibong posisyon ug direksyon tali sa mga lagdok ug mga sangkap sa sirkito ug uban pang mga tubo aron makunhuran ang ilang impluwensya sa usag usa. Ang tanan nga high-frequency nga mga sangkap kinahanglan nga layo sa chassis ug uban pang mga metal nga palid aron makunhuran ang parasitic coupling.

Ikaduha, ang pagtagad kinahanglan ibayad sa thermal ug electromagnetic nga mga epekto tali sa mga sangkap sa panahon sa layout. Kini nga mga epekto labi ka seryoso alang sa high-frequency nga mga sistema, ug ang mga lakang aron ipahilayo o ihimulag, init ug taming kinahanglan buhaton. Ang high-power rectifier tube ug adjustment tube kinahanglan adunay himan nga radiator ug ipalayo sa transformer. Ang mga sangkap nga dili makasugakod sa init sama sa mga electrolytic capacitor kinahanglan nga likayan gikan sa mga sangkap sa pagpainit, kung dili ang electrolyte mamala, nga moresulta sa pagtaas sa resistensya ug dili maayo nga pasundayag, nga makaapekto sa kalig-on sa sirkito. Ang igo nga luna kinahanglan nga ibilin sa layout aron mahikay ang panalipod nga istruktura ug mapugngan ang pagpaila sa nagkalain-laing mga parasitic couplings. Aron mapugngan ang electromagnetic coupling tali sa mga coils sa printed circuit board, ang duha ka coils kinahanglan ibutang sa husto nga mga anggulo aron makunhuran ang coupling coefficient. Mahimo usab gamiton ang pamaagi sa pagbulag sa bertikal nga plato. Labing maayo nga direkta nga gamiton ang tingga sa sangkap nga ibaligya sa sirkito. Ang mas mubo nga tingga, mas maayo. Ayaw gamita ang mga konektor ug mga tab sa pagsolder tungod kay adunay giapod-apod nga kapasidad ug gipang-apod-apod nga inductance tali sa kasikbit nga mga tab sa pagsolder. Likayi ang pagbutang sa mga sangkap nga kusog kaayo sa kasaba sa palibot sa kristal nga oscillator, RIN, analog nga boltahe, ug reference nga mga timailhan sa signal sa boltahe.

Sa katapusan, samtang gisiguro ang kinaiyanhon nga kalidad ug kasaligan, samtang gikonsiderar ang kinatibuk-ang katahum, kinahanglan nga himuon ang makatarunganon nga pagplano sa circuit board. Ang mga sangkap kinahanglan nga parallel o perpendicular sa board surface, ug parallel o perpendicular sa main board edge. Ang pag-apud-apod sa mga sangkap sa ibabaw sa board kinahanglan nga ingon sa mahimo ug ang densidad kinahanglan nga makanunayon. Niining paagiha, kini dili lamang matahum, apan sayon ​​usab nga mag-assemble ug magwelding, ug kini sayon ​​​​nga mag-mass produce.

3 Wiring sa taas nga frequency nga sistema

Sa mga high-frequency nga mga sirkito, ang mga parameter sa pag-apod-apod sa resistensya, kapasidad, inductance ug mutual inductance sa mga nagkonektar nga mga wire dili mahimong ibalewala. Gikan sa panan-aw sa anti-interference, ang makatarunganon nga mga kable mao ang pagsulay sa pagpakunhod sa resistensya sa linya, giapod-apod nga kapasidad, ug nahisalaag nga inductance sa circuit. , Ang resulta nga nahisalaag nga magnetic field gipakunhod ngadto sa usa ka minimum, aron ang gipang-apod-apod nga kapasidad, leakage magnetic flux, electromagnetic mutual inductance ug uban pang interference nga gipahinabo sa kasaba gipugngan.

Ang paggamit sa mga galamiton sa disenyo sa PROTEL sa China kay kasagaran na. Bisan pa, daghang mga tigdesinyo nagpunting lamang sa “broadband rate”, ug ang mga pag-uswag nga gihimo sa mga galamiton sa disenyo sa PROTEL aron ipahiangay sa mga pagbag-o sa mga kinaiya sa aparato wala gigamit sa disenyo, nga dili lamang naghimo Ang pag-usik sa mga kahinguhaan sa himan sa disenyo labi pa. seryoso, nga nagpalisud alang sa maayo kaayo nga pasundayag sa daghang bag-ong mga himan nga madala sa pagdula.

Ang mosunod nagpaila sa pipila ka espesyal nga mga gimbuhaton nga mahatag sa PROTEL99 SE nga himan.

(1) Ang tingga tali sa mga lagdok sa high-frequency circuit device kinahanglang iduko kutob sa mahimo. Labing maayo nga gamiton ang usa ka bug-os nga tul-id nga linya. Kung gikinahanglan ang bending, ang 45 ° bends o arcs mahimong magamit, nga makapakunhod sa gawas nga pagpagawas sa mga signal sa high-frequency ug interference sa usag usa. Ang pagdugtong sa taliwala. Kung gamiton ang PROTEL para sa pagruta, makapili ka og 45-Degrees o Rounded sa “Routing Corners” sa “rules” menu sa “Design” menu. Mahimo usab nimo gamiton ang shift + space keys aron dali nga makabalhin taliwala sa mga linya.

(2) Ang mas mubo nga tingga tali sa mga pin sa high-frequency circuit device, mas maayo.

PROTEL 99 Ang labing epektibo nga paagi sa pagtagbo sa pinakamubo nga mga wiring mao ang paghimo og wiring appointment alang sa tagsa-tagsa ka yawe nga high-speed nga network sa dili pa ang automatic wiring. “RoutTing Topology” sa “rules” sa “Design” menu

Pilia ang pinakamubo.

(3) Ang pag-ilis sa mga lut-od sa tingga tali sa mga pin sa high-frequency circuit nga mga himan gamay ra kutob sa mahimo. Sa ato pa, ang gamay nga vias nga gigamit sa proseso sa koneksyon sa sangkap, mas maayo.

Ang usa ka via makadala ug mga 0.5pF sa gipang-apod-apod nga kapasidad, ug ang pagkunhod sa gidaghanon sa vias mahimong makadugang sa katulin.

(4) Para sa high-frequency circuit wiring, hatagi ug pagtagad ang “cross interference” nga gipaila sa parallel wiring sa signal line, nga mao, crosstalk. Kung ang parallel distribution dili malikayan, ang usa ka dako nga lugar sa “yuta” mahimong gihan-ay sa atbang nga bahin sa parallel signal line

Aron maminusan pag-ayo ang pagpanghilabot. Ang parallel wiring sa parehas nga layer halos dili malikayan, apan sa duha ka kasikbit nga mga layer, ang direksyon sa mga wiring kinahanglan nga tul-id sa usag usa. Dili kini lisud nga buhaton sa PROTEL apan dali kini makalimtan. Sa “RoutIngLayers” sa “Design” menu “rules”, pilia ang Horizontal para sa Toplayer ug VerTIcal para sa BottomLayer. Dugang pa, ang “Polygonplane” gihatag sa “lugar”

Ang function sa polygonal grid copper foil surface, kung imong ibutang ang polygon isip usa ka nawong sa tibuok nga giimprinta nga circuit board, ug ikonektar kini nga tumbaga sa GND sa sirkito, kini makapauswag sa taas nga frequency nga anti-interference nga abilidad, Kini usab adunay mas dako nga mga benepisyo alang sa pagwagtang sa kainit ug kalig-on sa printing board.

(5) Ipatuman ang ground wire enclosure measures para sa partikular nga importante nga signal lines o local units. Ang “outline nga pinili nga mga butang” gihatag sa “Tools”, ug kini nga function mahimong magamit sa awtomatik nga “pagputos sa yuta” sa pinili nga importante nga mga linya sa signal (sama sa oscillation circuit LT ug X1).

(6) Kasagaran, ang linya sa kuryente ug linya sa grounding sa sirkito mas lapad kaysa linya sa signal. Mahimo nimong gamiton ang “Mga Klase” sa menu nga “Disenyo” aron maklasipikar ang network, nga gibahin sa power network ug signal network. Kombenyente ang pagtakda sa mga lagda sa mga kable. Ibalhin ang gilapdon sa linya sa linya sa kuryente ug linya sa signal.

(7) Ang lain-laing mga matang sa mga kable dili mahimong usa ka loop, ug ang ground wire dili mahimong usa ka kasamtangan nga loop. Kung ang usa ka loop circuit namugna, kini hinungdan sa daghang pagpanghilabot sa sistema. Ang usa ka daisy chain wiring nga pamaagi mahimong magamit alang niini, nga epektibo nga makalikay sa pagporma sa mga galong, mga sanga o mga tuod sa panahon sa mga kable, apan kini usab magdala sa problema sa dili sayon ​​nga mga kable.

(8) Sumala sa datos ug disenyo sa nagkalain-laing mga chips, banabanaa ang kasamtangan nga gipasa sa power supply circuit ug pagtino sa gikinahanglan nga wire width. Sumala sa empirical nga pormula: W (linya gilapdon) ≥ L (mm/A) × I (A).

Sumala sa kasamtangan, sulayi nga dugangan ang gilapdon sa linya sa kuryente ug pakunhuran ang resistensya sa loop. Sa samang higayon, himoa ang direksyon sa linya sa kuryente ug ang linya sa yuta nga nahiuyon sa direksyon sa pagpadala sa datos, nga makatabang sa pagpauswag sa abilidad sa anti-noise. Kung gikinahanglan, ang usa ka high-frequency choke device nga hinimo sa copper wire wound ferrite mahimong idugang sa linya sa kuryente ug ground line aron babagan ang pagpaagi sa high-frequency noise.

(9) Ang gilapdon sa mga kable sa parehas nga network kinahanglan nga magpabilin nga parehas. Ang mga pagbag-o sa gilapdon sa linya mahimong hinungdan sa dili patas nga impedance sa kinaiya sa linya. Kung taas ang katulin sa transmission, mahitabo ang pagpamalandong, nga kinahanglan likayan kutob sa mahimo sa disenyo. Sa samang higayon, dugangi ang gilapdon sa linya sa parallel nga mga linya. Kung ang distansya sa sentro sa linya dili molapas sa 3 ka beses sa gilapdon sa linya, ang 70% sa natad sa kuryente mahimong mapadayon nga wala’y interference sa usag usa, nga gitawag nga prinsipyo sa 3W. Niining paagiha, ang impluwensya sa gipang-apod-apod nga kapasidad ug gipang-apod-apod nga inductance nga gipahinabo sa parallel nga mga linya mahimong mabuntog.

4 Disenyo sa power cord ug ground wire

Aron masulbad ang pagkunhod sa boltahe nga gipahinabo sa kasaba sa suplay sa kuryente ug impedance sa linya nga gipaila sa high-frequency circuit, ang pagkakasaligan sa sistema sa suplay sa kuryente sa high-frequency circuit kinahanglan nga hingpit nga konsiderahon. Sa kasagaran adunay duha ka mga solusyon: ang usa mao ang paggamit sa teknolohiya sa power bus alang sa mga wiring; ang usa mao ang paggamit sa usa ka lahi nga layer sa suplay sa kuryente. Sa pagtandi, ang proseso sa paghimo sa ulahi mas komplikado ug ang gasto mas mahal. Busa, ang network-type nga power bus technology mahimong magamit alang sa mga wiring, aron ang matag component iya sa lain-laing loop, ug ang kasamtangan sa matag bus sa network lagmit nga balanse, nga makunhuran ang boltahe nga drop tungod sa line impedance.

Ang high-frequency transmission power medyo dako, mahimo nimong gamiton ang usa ka dako nga lugar nga tumbaga, ug makit-an ang usa ka low-resistance ground plane sa duol alang sa daghang grounding. Tungod kay ang inductance sa grounding lead proporsyonal sa frequency ug gitas-on, ang komon nga ground impedance madugangan kung taas ang operating frequency, nga makadugang sa electromagnetic interference nga namugna sa common ground impedance, mao nga ang gitas-on sa ground wire mao ang gikinahanglan nga mubo kutob sa mahimo. Sulayi ang pagpakunhod sa gitas-on sa linya sa signal ug pagdugang sa lugar sa ground loop.

Ibutang ang usa o daghang mga high-frequency decoupling capacitor sa gahum ug yuta sa chip aron mahatagan ang usa ka duol nga high-frequency nga channel alang sa lumalabay nga kasamtangan sa integrated chip, aron ang kasamtangan dili moagi sa linya sa suplay sa kuryente nga adunay dako nga loop lugar, sa ingon maminusan pag-ayo Ang kasaba sa gawas. Pilia ang monolithic ceramic capacitors nga adunay maayo nga high-frequency signal isip decoupling capacitor. Gamit ug dako nga kapasidad nga tantalum capacitor o polyester capacitor imbes nga electrolytic capacitors isip energy storage capacitors para sa circuit charging. Tungod kay ang gipang-apod-apod nga inductance sa electrolytic capacitor dako, kini dili balido alang sa taas nga frequency. Kung mogamit mga electrolytic capacitor, gamita kini nga mga pares nga adunay mga decoupling capacitor nga adunay maayo nga mga kinaiya sa high-frequency.

5 Uban pang mga high-speed circuit design techniques

Ang impedance matching nagtumong sa usa ka working state diin ang load impedance ug ang internal impedance sa excitation source gipahaom sa usag usa aron makuha ang maximum power output. Alang sa high-speed nga mga wiring sa PCB, aron mapugngan ang pagpamalandong sa signal, ang impedance sa circuit kinahanglan nga 50 Ω. Kini usa ka gibanabana nga numero. Kasagaran, gitakda nga ang baseband sa coaxial cable mao ang 50 Ω, ang frequency band mao ang 75 Ω, ug ang twisted wire mao ang 100 Ω. Kini usa lamang ka integer, alang sa kasayon ​​​​sa pagpares. Sumala sa espesipikong pag-analisa sa sirkito, ang parallel AC termination gisagop, ug ang resistor ug capacitor network gigamit isip termination impedance. Ang resistensya sa pagtapos R kinahanglan nga mas ubos o katumbas sa transmission line impedance Z0, ug ang kapasidad C kinahanglan nga labaw pa sa 100 pF. Kini girekomendar sa paggamit sa 0.1UF multilayer ceramic capacitors. Ang kapasitor adunay function sa pagbabag sa ubos nga frequency ug pagpasa sa taas nga frequency, mao nga ang resistensya R dili ang DC load sa nagmaneho nga tinubdan, mao nga kini nga paagi sa pagtapos walay bisan unsang DC power consumption.

Ang Crosstalk nagtumong sa dili gusto nga pagsamok sa kasaba sa boltahe nga gipahinabo sa electromagnetic coupling sa kasikbit nga mga linya sa transmission kung ang signal mokaylap sa linya sa transmission. Ang pagdugtong gibahin sa capacitive coupling ug inductive coupling. Ang sobra nga crosstalk mahimong hinungdan sa sayup nga pag-trigger sa circuit ug hinungdan nga ang sistema mapakyas sa pagtrabaho sa normal. Sumala sa pipila ka mga kinaiya sa crosstalk, daghang mga nag-unang mga pamaagi sa pagpakunhod sa crosstalk mahimong i-summarize:

(1) Dugangi ang gilay-on sa linya, pakunhuran ang parallel nga gitas-on, ug gamita ang jog method para sa mga wiring kon gikinahanglan.

(2) Kung ang high-speed nga mga linya sa signal makatagbo sa mga kondisyon, ang pagdugang sa pagpares sa pagtapos makapakunhod o makawagtang sa mga pagpamalandong, sa ingon makunhuran ang crosstalk.

(3) Para sa microstrip transmission lines ug strip transmission lines, ang pagpugong sa trace height sa sulod sa range sa ibabaw sa ground plane makapakunhod pag-ayo sa crosstalk.

(4) Sa diha nga ang wiring space motugot, sal-ot sa usa ka ground wire sa taliwala sa duha ka mga alambre uban sa mas seryoso nga crosstalk, nga mahimong usa ka papel sa pag-inusara ug pagpakunhod sa crosstalk.

Tungod sa kakulang sa high-speed analysis ug simulation nga giya sa tradisyonal nga disenyo sa PCB, ang kalidad sa signal dili masiguro, ug kadaghanan sa mga problema dili madiskobrehan hangtod sa pagsulay sa paghimo sa plato. Kini makapakunhod pag-ayo sa kaepektibo sa disenyo ug makadugang sa gasto, nga dayag nga dili maayo sa mabangis nga kompetisyon sa merkado. Busa, alang sa high-speed nga disenyo sa PCB, ang mga tawo sa industriya nagsugyot ug bag-ong ideya sa disenyo, nga nahimong “top-down” nga paagi sa disenyo. Pagkahuman sa lainlaing pagtuki sa palisiya ug pag-optimize, kadaghanan sa posible nga mga problema nalikayan ug daghang mga tinipigan ang nahimo. Panahon sa pagsiguro nga ang badyet sa proyekto natuman, ang mga de-kalidad nga giimprinta nga mga tabla gihimo, ug ang makakapoy ug mahal nga mga sayup sa pagsulay malikayan.

Ang paggamit sa mga linya sa pagkalainlain aron ipadala ang mga digital nga signal usa ka epektibo nga sukod aron makontrol ang mga hinungdan nga makaguba sa integridad sa signal sa mga high-speed digital circuit. Ang differential line sa printed circuit board katumbas sa usa ka differential microwave integrated transmission line pair nga nagtrabaho sa quasi-TEM mode. Lakip kanila, ang differential line sa ibabaw o sa ubos sa PCB katumbas sa gidugtong nga microstrip nga linya ug nahimutang sa sulod nga layer sa multilayer PCB Ang differential nga linya katumbas sa usa ka broadside coupled strip line. Ang digital signal gipasa sa differential line sa usa ka odd-mode transmission mode, nga mao, ang phase difference tali sa positibo ug negatibo nga signal mao ang 180 °, ug ang kasaba giubanan sa usa ka parisan sa differential lines sa usa ka komon nga mode. Ang boltahe o kasamtangan sa sirkito gikuha, aron ang signal makuha aron mawagtang ang komon nga kasaba sa mode. Ang ubos nga boltahe nga amplitude o kasamtangan nga drive output sa differential line pair nagtuman sa mga kinahanglanon sa high-speed integration ug ubos nga konsumo sa kuryente.

6 nga panapos nga pahayag

Uban sa padayon nga pag-uswag sa elektronik nga teknolohiya, gikinahanglan nga masabtan ang teorya sa integridad sa signal aron sa paggiya ug pag-verify sa disenyo sa high-speed nga mga PCB. Ang pipila ka kasinatian nga gisumaryo niining artikuloha makatabang sa mga tigdesinyo sa high-speed circuit nga PCB nga mub-an ang siklo sa pag-uswag, paglikay sa wala kinahanglana nga mga pagliko, ug makadaginot sa mga tawo ug materyal nga kahinguhaan. Ang mga tigdesinyo kinahanglang magpadayon sa pagpanukiduki ug pagsuhid sa aktuwal nga trabaho, magpadayon sa pagtigom ug kasinatian, ug pagkombinar sa bag-ong mga teknolohiya sa pagdesinyo ug high-speed nga PCB circuit boards nga adunay maayo kaayong performance.