Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte Design bezieht sich auf jedes Design, bei dem die Integrität des Signals durch die physikalischen Eigenschaften der Leiterplatte, wie Layout, Verpackung, Verbindung und Schichtung, beeinträchtigt wird. Wenn Sie mit dem Design von Leiterplatten beginnen und auf Probleme wie Verzögerung, Übersprechen, Reflexion oder Emission stoßen, werden Sie außerdem in das Gebiet des Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs einsteigen.

Die Fokussierung auf diese Themen macht Hochgeschwindigkeitsdesign so einzigartig. Sie sind es vielleicht gewohnt, eine einfache Leiterplatte zu entwerfen, die sich auf die Platzierung und Verdrahtung von Komponenten konzentriert. Bei der Verwendung von Hochgeschwindigkeitsdesigns ist es jedoch wichtiger, Faktoren wie den Abstand zum Signal, die Breite des Signals, die Platzierung und die Art der Spur zu berücksichtigen. Die Verbindung. Darüber hinaus wird es unter Berücksichtigung dieser Faktoren eine höhere Ebene in Ihrem PCB-Designprozess erreichen.

Fähigkeiten im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design

1. Kennen Sie Design-Software, die erweiterte Optionen bietet

Es müssen viele komplexe Funktionen mit hoher Geschwindigkeit in CAD-Software entworfen werden. Außerdem gibt es möglicherweise nicht viele Programme für Amateure, und es gibt oft keine erweiterten Optionen, die auf der Web-Suite basieren. Daher benötigen Sie ein besseres Verständnis für leistungsstarke CAD-Tools.

2. Autobahnen

Wenn es um Hochgeschwindigkeitsverkabelung geht, müssen Konstrukteure die Regeln für die Grundverkabelung verstehen, einschließlich des Verzichts auf das Durchtrennen von Masseverbindungen und der kurzen Verkabelung. Vermeiden Sie daher Übersprechen in einer bestimmten Entfernung auf der Digitalleitung und schirmen Sie alle Störgeneratoren ab, um die Signalintegrität nicht zu beschädigen.

3. Verkabelung mit Impedanzkontrolle

Für einige Signale von etwa 40-120 Ohm ist eine Impedanzanpassung erforderlich. Das Stichwort für die Anpassung der charakteristischen Impedanz ist die Antenne und viele Differenzpaare.

Es ist wichtig, dass der Designer versteht, wie die Linienbreite und die erforderlichen Impedanzwerte für die Laminierung berechnet werden. Wenn der Impedanzwert nicht korrekt ist, kann das Signal stark beeinträchtigt werden, was zu einer Datenbeschädigung führt.

4. Längenanpassungsspur

Es gibt viele Leitungen im Hochgeschwindigkeitsspeicherbus und im Schnittstellenbus. Diese Leitungen können mit sehr hohen Frequenzen betrieben werden, daher ist es entscheidend, dass die Signale gleichzeitig vom sendenden zum empfangenden Ende übertragen werden. Darüber hinaus ist eine Funktion namens Längenabgleich erforderlich. Daher definiert die gängigste Norm die Toleranzwerte, die der Länge entsprechen müssen.

5. Loop-Bereich minimieren

Hochgeschwindigkeits-PCB-Designer müssen einige Tipps kennen, Hochfrequenzsignale können EMI, EMV und andere Probleme verursachen. Daher müssen sie grundlegende Regeln befolgen, wie z. B. eine kontinuierliche Erdung und eine Reduzierung der Schleifenfläche durch Optimierung des Stromrückwegs des Drahtes und das Anbringen vieler Nahtlöcher.

Angelegenheiten, die beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design beachtet werden müssen

PCB-Layout ist sehr wichtig

Ohne Zweifel ist eine effiziente PCB-Herstellung in Hochgeschwindigkeitsschaltungen wichtig für das Endergebnis. Das PCB-Layout wurde jedoch zunächst nicht berücksichtigt. Daher wird es einen erheblichen Einfluss auf das Design haben, um die erforderlichen Funktionen und eine erfolgreiche Leiterplattenherstellung zu erreichen, wie z. B. eine Planung auf hohem Niveau und die Einhaltung wichtiger Faktoren. Darüber hinaus müssen Sie sich vor dem PCB-Layout mit einigen Problemen befassen, z.

Ein schlechtes Layout kann zu Leistungsproblemen beim Starten von Tests oder bei der Verwendung in der PCB-Herstellung führen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Notwendigkeit, PCB-Ausfälle oder Leistungsprobleme zu bewerten und das Prototyp-Layout neu zusammenzusetzen, mehr Kosten und Zeit für die Neugestaltung oder Überarbeitung erfordert.

Hinweise zum PCB-Design

In der Praxis haben Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs viele Einschränkungen für Designer, da Sie verschiedene Signalgeschwindigkeits- und andere Designanforderungen erfüllen müssen. Um das unten gezeigte Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesign zu erreichen, müssen daher einige Faktoren berücksichtigt werden:

Hinweis zum Schaltplan: Es ist allgemein bekannt, dass ein guter Schaltplan eine gute Grundlage für das PCB-Design bilden kann. Je nachdem, ob Sie PCB-Designer oder Elektroingenieur sind, kann der Schaltplan daher unterschiedlich behandelt werden. Im Allgemeinen behandelt es einen Schaltplan als Kommunikationsmittel, das an eine Leiterplatte angeschlossen werden kann. Aber Schaltpläne können einen großen Unterschied bei der Organisation und Präsentation Ihrer Hochgeschwindigkeitskonstruktionen machen. Daher sind im Designschema so viele Informationen wie möglich verfügbar, z. B. Drahtlänge, erforderliche Komponentenplatzierung, Informationen zum Leiterplattenhersteller usw.

Anpassung der Spurlänge: Bei Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsschnittstelle müssen Sie die Spurlänge anpassen, um die Signalübertragung mit der Datenleitung zu synchronisieren. Die Schnittstelle kann jedoch bei maximaler Frequenz ausfallen oder überhaupt nicht funktionieren, weil sie nicht synchronisiert ist. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Längenanpassung umso höher, je höher die Schnittstellenfrequenz ist. Bei parallelen Schnittstellen müssen Sie daher nur die Länge aller Leitungen anpassen. Es ist wichtig, die Länge dieser Leitungen anzupassen, um die gewünschte Länge in einem Satz von Signalen zu erhalten.

PCB-Materialien und Anforderungen für das Hochgeschwindigkeits-Stacking: Dies wirkt sich auf Ihr Hochgeschwindigkeits-Design aus, z. B. die Schichtstruktur und das PCB-Material.

Hochgeschwindigkeits-Bestückungsstrategie: Da die Änderung der Pad-Größe und des Komponentenabstands die Länge der Hochgeschwindigkeitsverbindung maximiert, kann sie mit einer Vielzahl von Methoden für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt werden, um die Komponentenplatzierung zu optimieren und die Belegung der Komponenten für hohe Geschwindigkeiten zu verbessern.

Differenzpaare und Leitungslängen-Routing: Es ist wichtig, Differenzpaare in Hochgeschwindigkeitsdesigns zu routen, damit Signalpaare gleichzeitig existieren können.

Überlegungen zu Übersprechen, Impedanzkontrolle und Parallelität: Beim Hochgeschwindigkeitsdesign gibt es viele Faktoren, die sich negativ auf das Design auswirken können. Darüber hinaus gibt es Techniken, die berücksichtigt werden müssen, z. B. wie die Auswirkungen auf das Design minimiert werden können.

Bändchen- und Mikrostreifenleitungen verstehen: Für Hochgeschwindigkeitsdesigns sind im Allgemeinen mehrere Routingmethoden erforderlich. Wenn Autobahn-Routing implementiert werden soll, ist es wünschenswert, ein besseres Verständnis von Streifen- und Mikrostreifen-Routing-Techniken zu haben.

Verkabelungstopologie und beste Verkabelungspraktiken: Normalerweise ist eine bestimmte Form oder Topologie erforderlich, wenn die für die Hochgeschwindigkeitsverkabelung erforderlichen Leiterbahnen implementiert werden sollen. Es ist auch gut, verschiedene Möglichkeiten zum Verfolgen von Linienlängen, Escapes, Rückpfaden usw. zu erkunden.

Simulatoren: Für die Hochgeschwindigkeitskonstruktion ist die Simulation vor, während und nach dem Layout von großem Nutzen. Daher sollten Sie ein besseres Verständnis von PCB-Designsoftware haben, um Tipps und Tricks für das Simulationsdesign zu lernen.

Woher wissen Sie, ob Sie ein Hochgeschwindigkeits-PCB-Design benötigen?

1. Gibt es eine Highspeed-Schnittstelle auf dem Board?

Eine schnelle Möglichkeit, um herauszufinden, ob Sie Hochgeschwindigkeits-Designrichtlinien befolgen müssen, besteht darin, zu überprüfen, ob Sie Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie DDR, PCI-E oder sogar Videoschnittstellen wie DVI, HDMI usw.

Alle diese Schnittstellen müssen einigen Hochgeschwindigkeits-Entwurfsregeln folgen. Bitte geben Sie zusätzlich die genauen Angaben zu den einzelnen Daten in der Dokumentation an.

2. Verhältnis von Spurlänge zu Signalwellenlänge

Wenn die Wellenlänge Ihrer Nachricht der Leitungslänge entspricht, erfordert Ihre Leiterplatte im Allgemeinen ein Hochgeschwindigkeitsdesign. Denn einige Standards (wie DDR) verlangen, dass die Länge der Leitung der Mindesttoleranz entspricht.

Eine gute ungefähre Zahl ist, wenn Ihre Kabellänge und Wellenlänge innerhalb einer Größenordnung voneinander gehalten werden können. Dann ist es eine gute Idee, das Hochgeschwindigkeitsdesign zu überprüfen.

3. PCB mit drahtloser Schnittstelle

Wie Sie wissen, hat jede Leiterplatte eine Antenne, und ob durch einen Stecker oder etwas auf der Platine, Hochgeschwindigkeitssignale müssen entwickelt werden. Darüber hinaus erfordert die Bordantenne eine enge Impedanz, um die Abstimmlänge anzupassen.

Bei Platinen mit SMA-Anschlüssen oder ähnlichen Anschlüssen müssen Sie diese an einen Anschluss mit einem bestimmten Impedanzwert anschließen.

Abschluss

Kurz gesagt, das Erlernen des Hochgeschwindigkeits-PCB-Designs hängt von einem anderen Projekt ab. Es gibt jedoch viele Faktoren, die bei der Konstruktion für hohe Geschwindigkeit zu berücksichtigen sind. Glücklicherweise bietet Ihnen die CAD-Software, die Sie für das PCB-Design verwenden, Unterstützung, z.