Métodos y habilidades de diseño de PCB

1. Cómo elegir Placa PCB?

La selección de la placa PCB debe cumplir con los requisitos de diseño y la producción en masa y el costo del equilibrio entre. Los requisitos de diseño incluyen piezas eléctricas y mecánicas. Esto suele ser importante al diseñar placas PCB muy rápidas (frecuencias superiores a GHz). Por ejemplo, el material fr-4 que se usa comúnmente en la actualidad puede no ser adecuado porque la pérdida dieléctrica a varios GHz tiene un gran efecto sobre la atenuación de la señal. En el caso de la electricidad, preste atención a la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica a la frecuencia diseñada.

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2. ¿Cómo evitar las interferencias de alta frecuencia?

La idea básica de evitar la interferencia de alta frecuencia es minimizar la interferencia del campo electromagnético de la señal de alta frecuencia, también conocido como Crosstalk. Puede aumentar la distancia entre la señal de alta velocidad y la señal analógica, o agregar trazas de derivación / protección de tierra a la señal analógica. También preste atención a la interferencia de tierra digital a ruido de tierra analógica.

3. ¿Cómo resolver el problema de la integridad de la señal en el diseño de alta velocidad?

La integridad de la señal es básicamente una cuestión de adaptación de impedancia. Los factores que afectan la adaptación de impedancia incluyen la arquitectura de la fuente de señal, la impedancia de salida, la impedancia característica del cable, la característica del lado de la carga y la arquitectura de la topología del cable. La solución es * terminar y ajustar la topología del cable.

4. ¿Cómo realizar el cableado diferencial?

El cableado del par diferencial tiene dos puntos a los que prestar atención. Una es que la longitud de las dos líneas debe ser lo más larga posible, y la otra es que la distancia entre las dos líneas (determinada por la diferencia de impedancia) debe permanecer siempre constante, es decir, mantenerse en paralelo. Hay dos modos paralelos: uno es que las dos líneas corren en la misma capa lado a lado, y el otro es que las dos líneas corren sobre dos capas adyacentes de las capas superior e inferior. Generalmente, la primera implementación en paralelo es más común.

5. ¿Cómo realizar el cableado diferencial para la línea de señal de reloj con un solo terminal de salida?

Si desea utilizar cableado diferencial, debe ser fuente de señal y el extremo receptor también es significativo. Por tanto, es imposible utilizar cableado diferencial para una señal de reloj con una sola salida.

6. ¿Se puede agregar una resistencia coincidente entre los pares de líneas de diferencia en el extremo receptor?

La resistencia coincidente entre el par de líneas diferenciales en el extremo receptor generalmente se agrega, y su valor debe ser igual al valor de la impedancia diferencial. La calidad de la señal será mejor.

7. ¿Por qué el cableado de los pares diferenciales debería ser el más cercano y paralelo?

El cableado de los pares de diferencias debe ser adecuadamente cerrado y paralelo. La altura adecuada se debe a la diferencia de impedancia, que es un parámetro importante en el diseño de pares de diferencias. También se requiere paralelismo para mantener la consistencia de la impedancia diferencial. Si las dos líneas están lejos o cerca, la impedancia diferencial será inconsistente, lo que afecta la integridad de la señal y el retardo de tiempo.

8. ¿Cómo lidiar con algunos conflictos teóricos en el cableado real?

(1). Básicamente, es correcto separar módulos / números. Se debe tener cuidado de no cruzar el MOAT y de no permitir que la fuente de alimentación y la ruta de la corriente de retorno de la señal crezcan demasiado.

(2). El oscilador de cristal es un circuito oscilante de retroalimentación positiva simulado, y las señales oscilantes estables deben cumplir con las especificaciones de ganancia y fase del bucle, que son propensas a interferencias, incluso con trazas de protección de tierra que no puedan aislar completamente la interferencia. Y demasiado lejos, el ruido en el plano de tierra también afectará al circuito de oscilación de retroalimentación positiva. Por lo tanto, asegúrese de que el oscilador de cristal y el chip estén lo más cerca posible.

(3). De hecho, existen muchos conflictos entre el cableado de alta velocidad y los requisitos de EMI. Sin embargo, el principio básico es que debido a la capacitancia de resistencia o la perla de ferrita agregada por EMI, no se puede hacer que algunas características eléctricas de la señal no cumplan con las especificaciones. Por lo tanto, es mejor utilizar la técnica de organizar el cableado y el apilado de PCB para resolver o reducir los problemas de EMI, como el revestimiento de señales de alta velocidad. Finalmente, se utilizó la capacitancia de la resistencia o el método de cuentas de ferrita para reducir el daño a la señal.

9. ¿Cómo solucionar la contradicción entre cableado manual y cableado automático de señales de alta velocidad?

Hoy en día, la mayoría de los dispositivos de cableado automático en software de cableado fuerte han establecido restricciones para controlar el modo de bobinado y el número de orificios. Las empresas de EDA a veces varían ampliamente en el establecimiento de las capacidades y limitaciones de los motores de bobinado. Por ejemplo, si hay suficientes restricciones para controlar cómo se enrollan las líneas serpentinas, si hay suficientes restricciones para controlar el espaciado de los pares de diferencias, etc. Esto afectará si el cableado automático fuera del cableado puede ajustarse a la idea del diseñador. Además, la dificultad del ajuste manual del cableado también está absolutamente relacionada con la capacidad del motor de bobinado. Por ejemplo, la capacidad de empuje del cable, la capacidad de empuje del orificio, e incluso el cable sobre la capacidad de empuje del revestimiento de cobre, etc. Por lo tanto, elija un cableador con capacidad de motor de bobinado fuerte, es la forma de resolverlo.

10. Acerca del cupón de prueba.

El Cupón de prueba se utiliza para medir si la impedancia característica de la placa PCB PRODUCIDA cumple con los requisitos de diseño mediante el uso del Reflectómetro en el dominio del tiempo (TDR). Generalmente, la impedancia a controlar es una línea y un par diferencial de dos casos. Por lo tanto, el ancho de línea y el espaciado de línea (si es diferencial) en el Cupón de prueba debe ser el mismo que el de la línea que se está controlando. Lo más importante es la ubicación del punto de puesta a tierra. Para reducir el valor de inductancia del cable de tierra, el punto de tierra de la sonda TDR suele estar muy cerca de la punta de la sonda. Por lo tanto, la distancia y el método de medición del punto de señal y el punto de conexión a tierra en el cupón de prueba deben ajustarse a la sonda utilizada.

11. En el diseño de PCB de alta velocidad, el área en blanco de la capa de señal se puede recubrir con cobre, y ¿cómo distribuir el recubrimiento de cobre en la conexión a tierra y la fuente de alimentación de múltiples capas de señal?

Generalmente, en el área en blanco, el revestimiento de cobre, la mayor parte de la caja está conectada a tierra. Solo preste atención a la distancia entre el cobre y la línea de señal cuando se aplica cobre junto a la línea de señal de alta velocidad, porque el cobre aplicado reducirá la impedancia característica de la línea. También tenga cuidado de no afectar la impedancia característica de otras capas, como en la construcción de línea de tira doble.

12. ¿Se puede utilizar la línea de señal por encima del plano de la fuente de alimentación para calcular la impedancia característica utilizando el modelo de línea de microbanda? ¿Se puede calcular la señal entre la fuente de alimentación y el plano de tierra utilizando un modelo de línea de cinta?

Sí, tanto el plano de potencia como el plano de tierra deben considerarse planos de referencia al calcular la impedancia característica. Por ejemplo, tablero de cuatro capas: capa superior – capa de poder – estrato – capa inferior. En este caso, el modelo de impedancia característica de cableado de la capa superior es un modelo de línea de microbanda con plano de potencia como plano de referencia.

13. ¿Pueden los puntos de prueba generados automáticamente por software en PCB de alta densidad cumplir con los requisitos de prueba de producción en masa en general?

Si los puntos de prueba generados automáticamente por el software general pueden satisfacer las necesidades de prueba depende de si las especificaciones de los puntos de prueba agregados cumplen con los requisitos de la máquina de prueba. Además, si el cableado es demasiado denso y la especificación de agregar puntos de prueba es estricta, es posible que no pueda agregar puntos de prueba automáticamente a cada sección de la línea, por supuesto, debe completar manualmente el lugar de prueba.

14. ¿La adición de puntos de prueba afectará la calidad de las señales de alta velocidad?

Si afecta la calidad de la señal depende de cómo se agreguen los puntos de prueba y qué tan rápida sea la señal. Básicamente, los puntos de prueba adicionales (no a través o pin DIP como puntos de prueba) se pueden agregar a la línea o sacar de la línea. El primero equivale a agregar un condensador muy pequeño en la línea, el segundo es una rama adicional. Ambas dos condiciones tienen más o menos influencia en las señales de alta velocidad, y el grado de influencia está relacionado con la velocidad de frecuencia y la velocidad de borde de la señal. La influencia se puede obtener mediante simulación. En principio, cuanto más pequeño sea el punto de prueba, mejor (por supuesto, para cumplir con los requisitos de la máquina de prueba) cuanto más corta sea la rama, mejor.

15. Un número de sistema de PCB, ¿cómo conectar la tierra entre las placas?

Cuando la señal o fuente de alimentación entre cada placa PCB está conectada entre sí, por ejemplo, una placa tiene fuente de alimentación o señal a la placa B, debe haber una cantidad igual de corriente desde el flujo de piso de regreso a la placa A (esto es Kirchoff ley actual). La corriente en esta capa encontrará su camino de regreso a la impedancia más baja. Por lo tanto, el número de pines asignados a la formación no debe ser demasiado bajo en cada interfaz, ya sea en la conexión de alimentación o de señal, para reducir la impedancia y así reducir el ruido de la formación. También es posible analizar todo el bucle de corriente, especialmente la mayor parte de la corriente, y ajustar la conexión de tierra o tierra para controlar el flujo de la corriente (por ejemplo, para crear una baja impedancia en un lugar para que la mayoría de la corriente fluye a través de ese lugar), reduciendo el impacto en otras señales más sensibles.