Gaur egun, maiztasun handiko eta abiadura handiko PCBa diseinua nagusi bihurtu da, eta PCB Layout ingeniari bakoitzak trebea izan behar du. Ondoren, Banermeik zurekin partekatuko du maiztasun handiko eta abiadura handiko PCB zirkuituen hardware adituen diseinu-esperientzia batzuk, eta guztiontzat lagungarria izango dela espero dut.

1. Nola saihestu maiztasun handiko interferentziak?

Maiztasun handiko interferentziak saihesteko oinarrizko ideia maiztasun handiko seinaleen eremu elektromagnetikoen interferentzia minimizatzea da, hau da, diafonia (Crosstalk) deritzona. Abiadura handiko seinalearen eta seinale analogikoaren arteko distantzia handitu dezakezu, edo seinale analogikoaren ondoan lurreko babes/shunt arrastoak gehitu. Erreparatu ere lur digitaletik lur analogikorako zarata-interferentziari.

2. Nola kontuan hartu inpedantzia bat etortzea abiadura handiko PCB diseinu eskemak diseinatzerakoan?

Abiadura handiko PCB zirkuituak diseinatzerakoan, inpedantzia bat etortzea diseinu elementuetako bat da. Inpedantzia-balioak erabateko erlazioa du kableatu metodoarekin, hala nola gainazaleko geruzan (microstrip) edo barruko geruzan (stripline/stripline bikoitza), erreferentzia-geruzatik distantzia (potentzia-geruza edo lurreko geruza), kablearen zabalera, PCB materiala. , etab. Biek eragina izango dute arrastoaren inpedantzia-balio bereizgarrian. Hau da, inpedantzia-balioa kableatu ondoren bakarrik zehaztu daiteke. Orokorrean, simulazio-softwareak ezin ditu kontuan hartu inpedantzia etena duten kableatu-baldintza batzuk, zirkuitu-ereduaren edo erabiltzen den algoritmo matematikoaren mugak direla eta. Une honetan, amaierako batzuk (amaiera) bakarrik gorde daitezke diagrama eskematikoan, serieko erresistentzia adibidez. Trazako inpedantzian etenaren eragina arintzea. Arazoaren benetako irtenbidea kableatzerakoan inpedantzia etenak saihesten saiatzea da.

3. Abiadura handiko PCB diseinuan, zein alderdi kontuan hartu behar ditu diseinatzaileak EMC eta EMI arauak?

Orokorrean, EMI/EMC diseinuak aldi berean kontuan hartu behar ditu irradiatutako eta eramandako alderdiak. Lehenengoa maiztasun handiagoko zatiari dagokio (<30MHz) eta bigarrena maiztasun baxuko zatiari dagokio (<30MHz). Beraz, ezin duzu maiztasun altuari arreta jarri eta maiztasun baxuko zatiari kasurik egin. EMI/EMC diseinu on batek gailuaren kokapena, PCB pilaren antolamendua, konexio metodo garrantzitsua, gailuaren aukeraketa eta abar kontuan hartu behar ditu diseinuaren hasieran. Aurretik antolamendu hoberik ez badago, ondoren konponduko da. Emaitza bikoitza egingo du ahaleginaren erdiarekin eta kostua handituko du. Adibidez, erloju-sorgailuaren kokapena ez da kanpoko konektoretik gertu egon behar. Abiadura handiko seinaleak barruko geruzara joan behar dira ahalik eta gehien. Erreparatu inpedantzia-egoerari eta erreferentzia-geruzaren jarraitutasunari islak murrizteko. Gailuak bultzatzen duen seinalearen abiadura ahalik eta txikiena izan behar da altuera murrizteko. Maiztasun-osagaiek, desakoplatze/bypass kondentsadore bat aukeratzerakoan, arreta jarri bere maiztasun-erantzunak potentzia-planoko zarata murrizteko baldintzak betetzen dituen ala ez. Horrez gain, arreta jarri maiztasun handiko seinalearen korrontearen itzulera-bideari begizta-eremua ahalik eta txikiena izan dadin (hau da, begizta-inpedantzia ahalik eta txikiena) erradiazioa murrizteko. Lurra ere bana daiteke maiztasun handiko zarataren barrutia kontrolatzeko. Azkenik, aukeratu behar bezala xasisaren lurra PCB eta karkasaren artean.

4. Nola aukeratu PCB plaka?

PCB plaka aukeratzeak diseinu-eskakizunak betetzearen eta ekoizpen masiboaren eta kostuaren arteko oreka lortu behar du. Diseinu-baldintzak pieza elektrikoak eta mekanikoak barne hartzen ditu. Normalean material arazo hau garrantzitsuagoa da abiadura oso handiko PCB plakak diseinatzerakoan (GH baino maiztasun handiagoa). Adibidez, erabili ohi den FR-4 materialak, hainbat GHz-ko maiztasuneko galera dielektrikoak eragin handia izango du seinalearen atenuazioan, eta baliteke egokia ez izatea. Elektrizitateari dagokionez, arreta jarri konstante dielektrikoa eta galera dielektrikoa diseinatutako maiztasunerako egokiak diren.

5. Nola bete EMC eskakizunak ahalik eta gehien kostu-presio gehiegi eragin gabe?

EMC-ren ondorioz PCB plakaren kostua handitu ohi da lurreko geruzen kopurua handitzearen ondorioz, blindaje-efektua hobetzeko eta ferrita aleak, txokeak eta maiztasun altuko harmonikoak ezabatzeko gailuak gehitzearen ondorioz. Horrez gain, normalean beharrezkoa da blindaje-egitura beste erakunde batzuekin bat etortzea sistema osoak EMC eskakizunak gainditzeko. Jarraian, PCB plaka diseinatzeko teknika batzuk bakarrik eskaintzen ditu zirkuituak sortzen duen erradiazio elektromagnetikoen efektua murrizteko.

Saiatu seinalearen abiadura motelagoa duen gailu bat aukeratzen seinaleak sortzen dituen maiztasun handiko osagaiak murrizteko.

Erreparatu maiztasun handiko osagaiak jartzeari, ez kanpoko konektoretik oso gertu.

Erreparatu abiadura handiko seinaleen inpedantzia-egoerari, kableatu-geruzari eta bere itzulera-korrontearen bideari, maiztasun handiko islada eta erradiazioa murrizteko.

Jarri desakoplamendu-kondentsadore nahikoak eta egokiak gailu bakoitzaren elikadura-pinetan elektrizitate-planoan eta lur-planoan zarata arintzeko. Arreta berezia jarri kondentsadorearen maiztasun-erantzunak eta tenperatura-ezaugarriak diseinu-eskakizunak betetzen dituzten ala ez.

Kanpoko konektoretik gertu dagoen lurra lurretik behar bezala bereiz daiteke, eta konektorearen lurra inguruko xasisaren lurrarekin konekta daiteke.

Lurraren zaintza/shunt arrastoak behar bezala erabil daitezke abiadura handiko seinale berezi batzuen ondoan. Baina arreta jarri guardia/shunt arrastoek trazaren inpedantzia bereizgarrian duten eraginari.

Potentzia-geruza lurreko geruzatik 20H uzkurtzen da, eta H potentzia-geruzaren eta lur-geruzaren arteko distantzia da.

6. Zein alderdiri erreparatu behar zaie 2G-tik gorako maiztasun handiko PCB diseinatzean, bideratzerakoan eta diseinuan?

2G-tik gorako maiztasun handiko PCBak irrati-maiztasun zirkuituen diseinuari dagozkio eta ez daude abiadura handiko zirkuitu digitalaren diseinuaren esparruan. Irrati-maiztasunaren zirkuituaren trazadura eta bideratzea eskemarekin batera kontuan hartu behar dira, diseinuak eta bideratzeak banaketa-efektuak eragingo baititu. Gainera, irrati-maiztasun-zirkuituen diseinuan gailu pasibo batzuk definizio parametrizatuen eta forma bereziko kobre-folien bidez gauzatzen dira. Hori dela eta, EDA tresnak beharrezkoak dira gailu parametrizatuak eskaintzeko eta forma bereziko kobrezko paperak editatzeko. Mentor’s boardstation-ek baldintza hauek bete ditzakeen RF diseinu modulu berezi bat du. Gainera, RF diseinu orokorrak RF zirkuituen analisirako tresna espezializatuak behar ditu. Industriako ospetsuena agilent-en eesoft da, Mentor-en tresnekin interfaze ona duena.

7. Proba puntuak gehitzeak abiadura handiko seinaleen kalitatean eragingo al du?

Seinalearen kalitatean eragingo duen ala ez proba-puntuak gehitzeko metodoaren eta seinalea zenbaterainokoa den araberakoa da. Funtsean, proba-puntu gehigarriak (ez erabili lehendik dagoen via edo DIP pina proba-puntu gisa) lerroan gehi daitezke edo lerrotik lerro labur bat atera. Lehena linean kondentsadore txiki bat gehitzearen baliokidea da, bigarrena aparteko adar bat da. Bi baldintza hauek abiadura handiko seinaleari eragingo diote gehiago edo gutxiago, eta efektuaren neurria seinalearen maiztasun-abiadurarekin eta seinalearen ertz-tasarekin lotuta dago. Inpaktuaren magnitudea simulazioaren bidez jakin daiteke. Printzipioz, zenbat eta txikiagoa izan proba-puntua, orduan eta hobeto (noski, proba-tresnaren baldintzak bete behar ditu) zenbat eta adar laburragoa izan, orduan eta hobeto.