PCB -suunnittelumenetelmät ja -taidot

1. Miten valita PCB-aluksella?

PCB -levyn valinnan on täytettävä suunnitteluvaatimukset ja massatuotanto ja niiden välisen tasapainon kustannukset. Suunnitteluvaatimukset sisältävät sähköiset ja mekaaniset osat. Tämä on yleensä tärkeää, kun suunnitellaan erittäin nopeita piirilevyjä (taajuuksia suurempia kuin GHz). Esimerkiksi nykyään yleisesti käytetty fr-4-materiaali ei ehkä ole sopiva, koska dielektrisellä häviöllä useilla GHz: llä on suuri vaikutus signaalin vaimennukseen. Sähkön tapauksessa kiinnitä huomiota dielektrisyysvakioon ja dielektriseen häviöön suunnitellulla taajuudella.

ipcb

2. Kuinka välttää korkeataajuiset häiriöt?

Perusajatus suurtaajuisten häiriöiden välttämiseksi on minimoida suurtaajuisten signaalien sähkömagneettisen kentän, joka tunnetaan myös nimellä Crosstalk, häiriöt. Voit lisätä suurnopeussignaalin ja analogisen signaalin välistä etäisyyttä tai lisätä maasuoja-/shuntijälkiä analogiseen signaaliin. Kiinnitä huomiota myös digitaaliseen maahan analogisiin maakohinahäiriöihin.

3. Kuinka ratkaista signaalin eheysongelma nopeassa suunnittelussa?

Signaalin eheys on pohjimmiltaan impedanssin sovitus. Impedanssin sovittamiseen vaikuttavia tekijöitä ovat signaalilähdearkkitehtuuri, lähtöimpedanssi, kaapelin ominaisimpedanssi, kuormituspuolen ominaisuus ja kaapelin topologia -arkkitehtuuri. Ratkaisu on * pääte ja säädä kaapelin topologiaa.

4. Kuinka toteuttaa differentiaalijohdotus?

Eroparin johdotuksessa on kiinnitettävä huomiota kahteen kohtaan. Yksi on, että kahden viivan pituuden tulisi olla mahdollisimman pitkä, ja toinen on, että kahden viivan välisen etäisyyden (erotinimpedanssin määrittämä) tulisi aina pysyä vakiona, eli pitää rinnakkain. On olemassa kaksi rinnakkaista tilaa: toinen on, että kaksi viivaa kulkevat samalla vierekkäisellä kerroksella, ja toinen on, että kaksi viivaa kulkevat kahdella vierekkäisellä ylä- ja alakerroksen kerroksella. Yleensä aiempi rinnakkaistoteutus on yleisempi.

5. Kuinka toteuttaa differentiaalijohdotus kellosignaalilinjalle, jossa on vain yksi lähtöliitin?

Haluatko käyttää differentiaalijohtoja on oltava signaalilähde ja vastaanottopää ovat myös differentiaalisignaali on merkityksellinen. Joten on mahdotonta käyttää differentiaalijohdotusta kellosignaalille, jossa on vain yksi lähtö.

6. Voidaanko vastaavaa vastusta lisätä vastaanottopäässä olevien eroeroparien väliin?

Vastaanottopään differentiaalilinjojen välinen täsmäytysvastus lisätään yleensä, ja sen arvon tulee olla sama kuin differentiaali -impedanssin arvo. Signaalin laatu paranee.

7. Miksi eroparien johdotuksen tulisi olla lähimpänä ja yhdensuuntaisena?

Eroparien johdotuksen tulee olla sopivasti lähellä ja rinnakkain. Oikea korkeus johtuu eroimpedanssista, joka on tärkeä parametri eroparien suunnittelussa. Rinnakkaisuutta tarvitaan myös differentiaalisen impedanssin johdonmukaisuuden ylläpitämiseksi. Jos molemmat linjat ovat joko kaukana tai lähellä, differentiaali -impedanssi on epäjohdonmukainen, mikä vaikuttaa signaalin eheyteen ja TIming -viiveeseen.

8. Kuinka käsitellä joitakin teoreettisia ristiriitoja varsinaisessa johdotuksessa?

(1). Periaatteessa on oikein erottaa moduulit/numerot. On oltava varovainen, ettet ylitä MOAT: ia äläkä anna virtalähteen ja signaalin paluuvirtareitin kasvaa liian suureksi.

(2). Kristallioskillaattori on simuloitu positiivisen takaisinkytkennän värähtelypiiri, ja vakaiden värähtelysignaalien on täytettävä silmukan vahvistuksen ja vaiheen vaatimukset, jotka ovat alttiita häiriöille, vaikka maadoitusjäljet ​​eivät välttämättä pysty täysin eristämään häiriöitä. Ja liian kaukana maatasossa oleva melu vaikuttaa myös positiivisen palautteen värähtelypiiriin. Muista siis asettaa kideoskillaattori ja siru mahdollisimman lähelle.

(3). Itse asiassa nopeiden johdotusten ja EMI-vaatimusten välillä on monia ristiriitoja. Perusperiaate on kuitenkin, että EMI: n lisäämän resistanssikapasitanssin tai ferriittihelmen vuoksi signaalin joidenkin sähköisten ominaisuuksien ei voida katsoa vastaavan vaatimuksia. Siksi on parasta käyttää tekniikkaa johdotuksen ja piirilevyjen pinoamisen järjestämiseksi EMI-ongelmien ratkaisemiseksi tai vähentämiseksi, kuten nopeaa signaalivuorausta. Lopuksi käytettiin vastuksen kapasitanssia tai ferriittihelmimenetelmää signaalin vaurioiden vähentämiseksi.

9. Kuinka ratkaista ristiriita manuaalisen ja nopeiden signaalien automaattisen kytkennän välillä?

Nykyään useimmat vahvan kaapeliohjelmiston automaattiset kaapelointilaitteet ovat asettaneet rajoituksia käämitilan ja reikien määrän hallitsemiseksi. EDA -yritykset vaihtelevat toisinaan suuresti käämitysmoottoreiden ominaisuuksien ja rajoitusten asettamisessa. Esimerkiksi, onko riittävästi rajoituksia, joilla voidaan hallita serpentiiniviivojen käämitystä, onko riittävästi rajoituksia eroparien etäisyyden hallintaan jne. Tämä vaikuttaa siihen, voiko johdotuksen automaattinen johdotus olla suunnittelijan ajatuksen mukainen. Lisäksi johdotuksen manuaalisen säädön vaikeus liittyy myös ehdottomasti käämimoottorin kykyyn. Esimerkiksi langan työntökapasiteetti reiän työntökapasiteetin läpi ja jopa lanka kuparipinnoitteen työntökapasiteetissa ja niin edelleen. Joten, valitse kaapeli, jolla on vahva käämityskyky, se on tapa ratkaista.

10. Tietoja testikupongista.

Testikuponkia käytetään Time Domain Reflectometer (TDR) -mittarin avulla mittaamaan, täyttääkö TUOTETUN PCB -levyn ominaisimpedanssi suunnitteluvaatimukset. Yleensä ohjauksen impedanssi on yhden tapauksen ja kahden tapauksen eropari. Siksi rivin leveyden ja riviväli (jos ero) testikupongissa tulee olla sama kuin ohjattava viiva. Tärkeintä on maadoituspisteen sijainti. Maadoitusjohtimen induktanssiarvon pienentämiseksi TDR -anturin maadoituspiste on yleensä hyvin lähellä anturin kärkeä. Siksi signaalipisteen ja maadoituspisteen etäisyyden ja mittausmenetelmän tulee olla testikupongin mukainen.

11. Nopean piirilevyn suunnittelussa signaalikerroksen tyhjä alue voidaan päällystää kuparilla, ja miten kuparipäällyste levitetään useiden signaalikerrosten maadoitukseen ja virtalähteeseen?

Yleensä tyhjällä alueella kuparipinnoite suurin osa kotelosta on maadoitettu. Kiinnitä vain huomiota kuparin ja signaalilinjan väliseen etäisyyteen, kun kuparia käytetään nopean signaalilinjan vieressä, koska käytetty kupari pienentää linjan ominaisimpedanssia. Varo myös, ettet vaikuta muiden kerrosten ominaisimpedanssiin, kuten kaksoisnauharakenteessa.

12. Voiko virtalähteen tason yläpuolella olevaa signaalilinjaa käyttää ominaisimpedanssin laskemiseen mikroliuskajohtomallin avulla? Voidaanko virtalähteen ja maatason välinen signaali laskea nauhalinjamallilla?

Kyllä, sekä tehotasoa että maatasoa on pidettävä vertailutasona ominaisimpedanssia laskettaessa. Esimerkiksi nelikerroksinen levy: yläkerros-tehokerros-kerros-pohjakerros. Tässä tapauksessa yläkerroksen johdotuksen ominaisimpedanssin malli on mikroliuskajohtomalli, jossa vertailutasona on tehotaso.

13. Voiko suuren tiheyden piirilevyllä olevan ohjelmiston automaattisesti luomat testipisteet täyttää massatuotannon testivaatimukset yleensä?

Se, voivatko yleisten ohjelmistojen automaattisesti luomat testipisteet täyttää testitarpeet, riippuu siitä, täyttävätkö lisättyjen testipisteiden tiedot testauslaitteen vaatimukset. Lisäksi jos johdotus on liian tiheä ja testipisteiden lisääminen on tiukkaa, se ei välttämättä pysty automaattisesti lisäämään testipisteitä kullekin linjan osalle, tietysti sinun on suoritettava testipaikka manuaalisesti.

14. Vaikuttaako testipisteiden lisääminen nopeiden signaalien laatuun?

Vaikuttaako se signaalin laatuun siitä, miten testipisteet lisätään ja kuinka nopea signaali on. Periaatteessa ylimääräisiä testipisteitä (ei kautta tai DIP -nasta testipisteinä) voidaan lisätä linjaan tai vetää pois linjalta. Ensimmäinen vastaa hyvin pienen kondensaattorin lisäämistä linjalle, jälkimmäinen on ylimääräinen haara. Molemmilla näillä kahdella ehdolla on enemmän tai vähemmän vaikutus nopeisiin signaaleihin, ja vaikutusaste liittyy signaalin taajuuden nopeuteen ja reunanopeuteen. Vaikutus voidaan saada simulaation avulla. Periaatteessa mitä pienempi testipiste, sitä parempi (tietysti testikoneen vaatimusten täyttämiseksi), mitä lyhyempi haara, sitä parempi.

15. Useita PCB -järjestelmiä, miten liittää maa levyjen väliin?

Kun kunkin piirilevyn välinen signaali tai virtalähde on kytketty toisiinsa, esimerkiksi A -kortissa on virtalähde tai signaali B -korttiin, lattian virtauksesta takaisin A -korttiin on oltava sama määrä virtaa (tämä on Kirchoff nykyinen laki). Tämän kerroksen virta löytää tiensä takaisin pienimmälle impedanssille. Siksi muodostumiseen osoitettujen nastojen lukumäärän ei pitäisi olla liian pieni kullakin rajapinnalla, joko tehon tai signaalin liitännässä, impedanssin pienentämiseksi ja siten muodostumiskohinan vähentämiseksi. On myös mahdollista analysoida koko virtasilmukka, erityisesti suurin osa virrasta, ja säätää maan tai maan liitäntää virran virtauksen säätämiseksi (esimerkiksi luoda pieni impedanssi yhteen paikkaan niin, että useimmat (virta kulkee kyseisen paikan läpi), mikä vähentää vaikutusta muihin herkempiin signaaleihin.