Μέθοδοι και δεξιότητες σχεδιασμού PCB

1. Πώς να επιλέξετε PCB συμβούλιο?

Η επιλογή πλακέτας PCB πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού και μαζικής παραγωγής και το κόστος της ισορροπίας μεταξύ. Οι απαιτήσεις σχεδιασμού περιλαμβάνουν ηλεκτρικά και μηχανικά μέρη. Αυτό είναι συνήθως σημαντικό όταν σχεδιάζετε πολύ γρήγορες πλακέτες PCB (συχνότητες μεγαλύτερες από GHz). Για παράδειγμα, το υλικό fr-4 που χρησιμοποιείται συνήθως σήμερα μπορεί να μην είναι κατάλληλο επειδή η διηλεκτρική απώλεια σε αρκετά GHz έχει μεγάλη επίδραση στην εξασθένηση του σήματος. Στην περίπτωση του ηλεκτρισμού, δώστε προσοχή στη διηλεκτρική σταθερά και τη διηλεκτρική απώλεια στη σχεδιαζόμενη συχνότητα.

ipcb

2. Πώς να αποφύγετε παρεμβολές υψηλής συχνότητας;

Η βασική ιδέα της αποφυγής παρεμβολών υψηλής συχνότητας είναι η ελαχιστοποίηση της παρεμβολής ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σήματος υψηλής συχνότητας, γνωστής και ως Crosstalk. Μπορείτε να αυξήσετε την απόσταση μεταξύ του σήματος υψηλής ταχύτητας και του αναλογικού σήματος ή να προσθέσετε ίχνη προστασίας γείωσης/διακοπής στο αναλογικό σήμα. Δώστε επίσης προσοχή στην ψηφιακή παρεμβολή θορύβου στο αναλογικό έδαφος.

3. Πώς να λύσετε το πρόβλημα της ακεραιότητας του σήματος σε σχεδιασμό υψηλής ταχύτητας;

Η ακεραιότητα του σήματος είναι βασικά θέμα αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης περιλαμβάνουν αρχιτεκτονική πηγής σήματος, σύνθετη αντίσταση εξόδου, χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση καλωδίου, χαρακτηριστικό πλευράς φορτίου και αρχιτεκτονική τοπολογίας καλωδίου. Η λύση είναι * τερματισμός και ρύθμιση της τοπολογίας του καλωδίου.

4. Πώς να πραγματοποιήσετε διαφορική καλωδίωση;

Η καλωδίωση του ζεύγους διαφοράς έχει δύο σημεία που πρέπει να προσέξετε. Το ένα είναι ότι το μήκος των δύο γραμμών πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερο και το άλλο είναι ότι η απόσταση μεταξύ των δύο γραμμών (που καθορίζεται από τη σύνθετη αντίσταση) πρέπει να παραμένει σταθερή, δηλαδή να διατηρείται παράλληλη. Υπάρχουν δύο παράλληλες λειτουργίες: η μία είναι ότι οι δύο γραμμές τρέχουν στο ίδιο στρώμα δίπλα-δίπλα, και η άλλη είναι ότι οι δύο γραμμές τρέχουν σε δύο παρακείμενα στρώματα του άνω και κάτω στρώματος. Γενικά, η προηγούμενη παράπλευρη εφαρμογή είναι πιο συνηθισμένη.

5. Πώς να πραγματοποιήσετε διαφορική καλωδίωση για γραμμή σήματος ρολογιού με μόνο έναν ακροδέκτη εξόδου;

Θέλετε να χρησιμοποιήσετε διαφορική καλωδίωση πρέπει να είναι πηγή σήματος και το άκρο λήψης είναι επίσης διαφορικό σήμα έχει νόημα. Είναι λοιπόν αδύνατο να χρησιμοποιηθεί διαφορική καλωδίωση για σήμα ρολογιού με μία μόνο έξοδο.

6. Μπορεί να προστεθεί αντιστοίχιση αντίστασης μεταξύ των ζευγών γραμμών διαφοράς στο άκρο λήψης;

Η αντίσταση αντιστοίχισης μεταξύ του ζεύγους διαφορικών γραμμών στο άκρο λήψης συνήθως προστίθεται και η τιμή της πρέπει να είναι ίση με την τιμή της διαφορικής σύνθετης αντίστασης. Η ποιότητα του σήματος θα είναι καλύτερη.

7. Γιατί η καλωδίωση των ζευγών διαφοράς να είναι πλησιέστερη και παράλληλη;

Η καλωδίωση των ζευγών διαφοράς πρέπει να είναι κατάλληλα κοντά και παράλληλα. Το σωστό ύψος οφείλεται στη σύνθετη αντίσταση, η οποία είναι μια σημαντική παράμετρος στο σχεδιασμό ζευγών διαφοράς. Ο παραλληλισμός απαιτείται επίσης για τη διατήρηση της συνέπειας της διαφορικής σύνθετης αντίστασης. Εάν οι δύο γραμμές είναι είτε μακριά είτε κοντά, η διαφορική σύνθετη αντίσταση θα είναι ασυνεπής, γεγονός που επηρεάζει την ακεραιότητα του σήματος και την καθυστέρηση TIming.

8. Πώς να αντιμετωπίσετε κάποιες θεωρητικές συγκρούσεις στην πραγματική καλωδίωση;

(1). Βασικά, είναι σωστό να διαχωρίζουμε ενότητες/αριθμούς. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε να μην διασχίσετε το MOAT και να μην αφήσετε το μονοπάτι τροφοδοσίας και σήματος επιστροφής σήματος να μεγαλώσει πολύ.

(2). Ο ταλαντωτής κρυστάλλου είναι ένα προσομοιωμένο κύκλωμα ταλάντωσης θετικής ανάδρασης και τα σταθερά ταλαντευόμενα σήματα πρέπει να πληρούν τις προδιαγραφές του κέρδους και της φάσης του βρόχου, οι οποίες είναι επιρρεπείς σε παρεμβολές, ακόμη και αν τα ίχνη προστασίας εδάφους μπορεί να μην είναι σε θέση να απομονώσουν πλήρως τις παρεμβολές. Και πολύ μακριά, ο θόρυβος στο επίπεδο γείωσης θα επηρεάσει επίσης το κύκλωμα ταλάντωσης θετικής ανάδρασης. Επομένως, φροντίστε να κάνετε τον κρυσταλλικό ταλαντωτή και το τσιπ όσο το δυνατόν πιο κοντά.

(3). Πράγματι, υπάρχουν πολλές συγκρούσεις μεταξύ καλωδίωσης υψηλής ταχύτητας και απαιτήσεων EMI. Ωστόσο, η βασική αρχή είναι ότι λόγω της χωρητικότητας αντίστασης ή του σφαιριδίου φερρίτη που προστέθηκε από το EMI, ορισμένα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του σήματος δεν μπορούν να προκαλέσουν αποτυχία να πληρούν τις προδιαγραφές. Επομένως, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε την τεχνική της τακτοποίησης καλωδίωσης και στοίβαξης PCB για να λύσετε ή να μειώσετε προβλήματα EMI, όπως η επένδυση σήματος υψηλής ταχύτητας. Τέλος, χρησιμοποιήθηκε χωρητικότητα αντίστασης ή μέθοδος Ferrite Bead για να μειωθεί η ζημιά στο σήμα.

9. Πώς να λύσετε την αντίφαση μεταξύ χειροκίνητης καλωδίωσης και αυτόματης καλωδίωσης σημάτων υψηλής ταχύτητας;

Σήμερα, οι περισσότερες από τις αυτόματες συσκευές καλωδίωσης σε ισχυρό λογισμικό καλωδίωσης έχουν θέσει περιορισμούς για τον έλεγχο της λειτουργίας περιέλιξης και τον αριθμό των οπών. Οι εταιρείες EDA ποικίλλουν μερικές φορές σε μεγάλο βαθμό όσον αφορά τον καθορισμό των δυνατοτήτων και των περιορισμών των μηχανών περιέλιξης. Για παράδειγμα, εάν υπάρχουν αρκετοί περιορισμοί για τον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο τυλίγονται οι γραμμές serpenTIne, εάν υπάρχουν αρκετοί περιορισμοί για τον έλεγχο της απόστασης των ζευγών διαφοράς κ.λπ. Αυτό θα επηρεάσει εάν η αυτόματη καλωδίωση από την καλωδίωση μπορεί να συμμορφωθεί με την ιδέα του σχεδιαστή. Επιπλέον, η δυσκολία χειροκίνητης ρύθμισης καλωδίωσης σχετίζεται επίσης απόλυτα με την ικανότητα του κινητήρα περιέλιξης. Για παράδειγμα, η ικανότητα ώθησης του σύρματος, μέσω της ικανότητας ώθησης της οπής, ακόμη και η ικανότητα ώθησης του καλωδίου σε επίστρωση χαλκού και ούτω καθεξής. Έτσι, επιλέξτε ένα καλώδιο με ισχυρή ικανότητα κινητήρα περιέλιξης, είναι ο τρόπος επίλυσης.

10. Σχετικά με το κουπόνι δοκιμής.

Το κουπόνι δοκιμής χρησιμοποιείται για να μετρήσει εάν η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της πλακέτας PRODUCED PCB πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού χρησιμοποιώντας το ανακλασιόμετρο χρονικού τομέα (TDR). Γενικά, η σύνθετη αντίσταση για τον έλεγχο είναι ζεύγος μονής γραμμής και διαφοράς δύο περιπτώσεων. Επομένως, το πλάτος της γραμμής και η απόσταση μεταξύ των γραμμών (εάν είναι διαφορική) στο κουπόνι δοκιμής πρέπει να είναι ίδια με τη γραμμή που ελέγχεται. Το πιο σημαντικό είναι η θέση του σημείου γείωσης. Προκειμένου να μειωθεί η τιμή επαγωγής του αγωγού γείωσης, το σημείο γείωσης του αισθητήρα TDR είναι συνήθως πολύ κοντά στο άκρο του καθετήρα. Επομένως, η απόσταση και η μέθοδος μέτρησης του σημείου σήματος και του σημείου γείωσης στο κουπόνι δοκιμής πρέπει να συμμορφώνονται με τον χρησιμοποιούμενο αισθητήρα.

11. Σε σχεδιασμό PCB υψηλής ταχύτητας, η κενή περιοχή του στρώματος σήματος μπορεί να επικαλυφθεί με χαλκό και πώς να διανείμετε με επικάλυψη χαλκού στη γείωση και την τροφοδοσία πολλαπλών στρωμάτων σήματος;

Γενικά στην κενή επικάλυψη χαλκού το μεγαλύτερο μέρος της θήκης είναι γειωμένο. Απλώς δώστε προσοχή στην απόσταση μεταξύ χαλκού και γραμμής σήματος όταν εφαρμόζεται χαλκός δίπλα στη γραμμή σήματος υψηλής ταχύτητας, επειδή ο χαλκός που εφαρμόζεται θα μειώσει τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής. Επίσης προσέξτε να μην επηρεάσετε τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση άλλων στρωμάτων, όπως στην κατασκευή διπλής γραμμής.

12. Μπορεί η γραμμή σήματος πάνω από το επίπεδο τροφοδοσίας να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης χρησιμοποιώντας το μοντέλο της γραμμής microstrip; Μπορεί το σήμα μεταξύ της τροφοδοσίας και του επιπέδου γείωσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο γραμμής κορδέλας;

Ναι, τόσο το επίπεδο ισχύος όσο και το επίπεδο γείωσης πρέπει να θεωρούνται ως επίπεδα αναφοράς κατά τον υπολογισμό της χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης. Για παράδειγμα, πίνακας τεσσάρων στρωμάτων: ανώτερο στρώμα-στρώμα ισχύος-στρώμα-κάτω στρώμα. Σε αυτή την περίπτωση, το μοντέλο της χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης καλωδίωσης του ανώτερου στρώματος είναι ένα μοντέλο γραμμής microstrip με επίπεδο ισχύος ως επίπεδο αναφοράς.

13. Μπορούν τα σημεία δοκιμής που δημιουργούνται αυτόματα από λογισμικό σε PCB υψηλής πυκνότητας να πληρούν γενικά τις απαιτήσεις δοκιμής μαζικής παραγωγής;

Το αν τα σημεία δοκιμής που δημιουργούνται αυτόματα από γενικό λογισμικό μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες δοκιμής εξαρτάται από το αν οι προδιαγραφές των προστιθέμενων σημείων δοκιμής πληρούν τις απαιτήσεις του μηχανήματος δοκιμής. Επιπλέον, εάν η καλωδίωση είναι πολύ πυκνή και οι προδιαγραφές προσθήκης σημείων δοκιμής είναι αυστηρές, ενδέχεται να μην είναι δυνατή η αυτόματη προσθήκη σημείων δοκιμής σε κάθε τμήμα της γραμμής, φυσικά, πρέπει να συμπληρώσετε χειροκίνητα τη θέση δοκιμής.

14. Η προσθήκη σημείων δοκιμής θα επηρεάσει την ποιότητα των σημάτων υψηλής ταχύτητας;

Το αν επηρεάζει την ποιότητα του σήματος εξαρτάται από το πώς προστίθενται τα σημεία δοκιμής και πόσο γρήγορο είναι το σήμα. Βασικά, πρόσθετα σημεία δοκιμής (όχι μέσω ή πείρος DIP ως σημεία δοκιμής) μπορούν να προστεθούν στη γραμμή ή να τραβηχτούν από τη γραμμή. Ο πρώτος ισοδυναμεί με την προσθήκη ενός πολύ μικρού πυκνωτή στη γραμμή, ο δεύτερος είναι ένας επιπλέον κλάδος. Και οι δύο αυτές συνθήκες έχουν περισσότερο ή λιγότερο επιρροή στα σήματα υψηλής ταχύτητας και ο βαθμός επιρροής σχετίζεται με την ταχύτητα συχνότητας και τον ρυθμό ακμής του σήματος. Η επίδραση μπορεί να επιτευχθεί μέσω προσομοίωσης. Κατ ‘αρχήν, όσο μικρότερο είναι το σημείο δοκιμής, τόσο το καλύτερο (φυσικά, για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις της δοκιμαστικής μηχανής) όσο πιο κοντός είναι ο κλάδος, τόσο το καλύτερο.

15. Ένας αριθμός συστήματος PCB, πώς να συνδέσετε το έδαφος μεταξύ των σανίδων;

Όταν το σήμα ή η τροφοδοσία μεταξύ κάθε πλακέτας PCB είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους, για παράδειγμα, ένας πίνακας έχει τροφοδοσία ή σήμα στην πλακέτα Β, πρέπει να υπάρχει ίση ποσότητα ρεύματος από τη ροή του δαπέδου πίσω στον πίνακα Α (αυτό είναι Kirchoff ισχύον δίκαιο). Το ρεύμα σε αυτό το επίπεδο θα βρει τον δρόμο του πίσω στη χαμηλότερη σύνθετη αντίσταση. Επομένως, ο αριθμός των ακίδων που έχουν εκχωρηθεί στον σχηματισμό δεν πρέπει να είναι πολύ χαμηλός σε κάθε διεπαφή, είτε ισχύς είτε σύνδεση σήματος, για να μειωθεί η σύνθετη αντίσταση και έτσι να μειωθεί ο θόρυβος σχηματισμού. Είναι επίσης δυνατό να αναλυθεί ολόκληρος ο βρόχος ρεύματος, ειδικά το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος, και να προσαρμοστεί η σύνδεση της γείωσης ή της γείωσης για να ελέγξει τη ροή του ρεύματος (για παράδειγμα, για να δημιουργήσει μια χαμηλή σύνθετη αντίσταση σε ένα μέρος, ώστε τα περισσότερα του ρεύματος ρέει μέσω αυτού του τόπου), μειώνοντας τον αντίκτυπο σε άλλα πιο ευαίσθητα σήματα.