Métodos e habilidades de deseño de PCB

1. Como escoller Placa PCB?

A selección de placas de PCB debe cumprir os requisitos de deseño e produción en masa e o custo do equilibrio entre. Os requisitos de deseño inclúen pezas eléctricas e mecánicas. Isto adoita ser importante cando se proxectan placas PCB moi rápidas (frecuencias superiores a GHz). Por exemplo, o material fr-4 que se emprega hoxe en día pode non ser adecuado porque a perda dieléctrica a varios GHz ten un gran efecto na atenuación do sinal. No caso da electricidade, preste atención á constante dieléctrica e á perda dieléctrica na frecuencia deseñada.

ipcb

2. Como evitar interferencias de alta frecuencia?

A idea básica de evitar interferencias de alta frecuencia é minimizar a interferencia do campo electromagnético de sinal de alta frecuencia, tamén coñecido como Crosstalk. Pode aumentar a distancia entre o sinal de alta velocidade e o sinal analóxico, ou engadir trazas de protección do chan / derivación ao sinal analóxico. Preste atención tamén á interferencia de ruído do chan dixital á terra.

3. Como resolver o problema da integridade do sinal no deseño de alta velocidade?

A integridade do sinal é basicamente unha cuestión de coincidencia de impedancia. Os factores que afectan a correspondencia de impedancia inclúen a arquitectura da fonte de sinal, a impedancia de saída, a impedancia característica do cable, a característica do lado de carga e a arquitectura de topoloxía de cable. A solución é * terminar e axustar a topoloxía do cable.

4. Como realizar o cableado diferencial?

O cableado do par de diferenzas ten dous puntos nos que prestar atención. Unha delas é que a lonxitude das dúas liñas debe ser o maior posible e a outra é que a distancia entre as dúas liñas (determinada pola impedancia de diferenza) sempre debe permanecer constante, é dicir, para manterse paralela. Hai dous modos paralelos: un é que as dúas liñas funcionan na mesma capa lado a lado e a outra é que as dúas liñas funcionan en dúas capas adxacentes das capas superior e inferior. Xeralmente, a antiga implementación lado a lado é máis común.

5. Como realizar o cableado diferencial para a liña de sinal de reloxo cun só terminal de saída?

Quere usar o cableado diferencial debe ser fonte de sinal e o extremo receptor tamén é significativo. Polo tanto, é imposible empregar cableado diferencial para un sinal de reloxo cunha soa saída.

6. Pódese engadir unha resistencia coincidente entre os pares de liñas de diferenza no extremo receptor?

A resistencia de correspondencia entre o par de liñas diferenciais no extremo receptor adóitase engadir e o seu valor debe ser igual ao valor da impedancia diferencial. A calidade do sinal será mellor.

7. Por que o cableado dos pares de diferenzas debe ser máis próximo e paralelo?

O cableado dos pares de diferenzas debe ser adecuadamente próximo e paralelo. A altura adecuada débese á impedancia de diferenza, que é un parámetro importante no deseño de pares de diferenzas. O paralelismo tamén é necesario para manter a consistencia da impedancia diferencial. Se as dúas liñas están afastadas ou próximas, a impedancia diferencial será inconsistente, o que afecta á integridade do sinal e ao atraso de TIming.

8. Como tratar algúns conflitos teóricos no cableado real?

(1). Basicamente, é correcto separar módulos / números. Hai que ter coidado de non cruzar o MOAT e de non deixar medrar demasiado a fonte de alimentación e o traxecto de corrente de retorno do sinal.

(2). O oscilador de cristal é un circuíto oscilante de retroalimentación positiva simulado e os sinais oscilantes estables deben cumprir as especificacións de ganancia e fase de bucle, que son propensas a interferencias, aínda que as trazas de garda de terra poidan non ser capaces de illar completamente as interferencias. E moi lonxe, o ruído no plano do chan tamén afectará ao circuíto de oscilación de retroalimentación positiva. Polo tanto, asegúrese de facer o oscilador e o chip de cristal o máis preto posible.

(3). De feito, hai moitos conflitos entre o cableado de alta velocidade e os requisitos EMI. Non obstante, o principio básico é que debido á capacidade de resistencia ou á bola de ferrita engadida por EMI, non se pode facer que algunhas características eléctricas do sinal non cumpran as especificacións. Polo tanto, o mellor é empregar a técnica de arranxar o cableado e o apilamento de PCB para resolver ou reducir problemas EMI, como o forro de sinal de alta velocidade. Finalmente, empregouse a capacidade da resistencia ou o método de contas de ferrita para reducir o dano ao sinal.

9. Como resolver a contradición entre o cableado manual e o cableado automático de sinais de alta velocidade?

Hoxe en día, a maioría dos dispositivos de cableado automático nun forte software de cableado fixaron restricións para controlar o modo de bobinado e o número de buratos. Ás veces, as empresas de EDA varían moito na configuración das capacidades e restricións dos motores de bobina. Por exemplo, se hai restricións suficientes para controlar o vento das liñas serpenTIne, se hai restricións suficientes para controlar o espazamento dos pares de diferenzas, etc. Isto afectará se o cableado automático fóra do cableado pode axustarse á idea do deseñador. Ademais, a dificultade do axuste de cableado manual tamén está absolutamente relacionada coa capacidade do motor de bobina. Por exemplo, a capacidade de empurrar do fío, a través do burato, e incluso a capacidade de empurrar do revestimento de cobre, etc. Entón, escolla un cableado con forte capacidade de motor sinuoso, é o xeito de solucionalo.

10. Acerca do cupón de proba.

O cupón de proba úsase para medir se a impedancia característica da placa PRODUCED PCB cumpre cos requisitos de deseño mediante o reflector de dominio de tempo (TDR). Xeralmente, a impedancia para controlar é unha soa liña e un par de diferenzas de dous casos. Polo tanto, o ancho e o espazo entre liñas (se diferencial) no cupón de proba deberían ser os mesmos que a liña que se controla. O máis importante é a situación do punto de terra. Para reducir o valor de indutancia do chumbo de terra, o punto de terra da sonda TDR adoita estar moi preto da punta da sonda. Polo tanto, a distancia e o método de medición do punto do sinal e do punto de terra no cupón de proba deben axustarse á sonda usada.

11. No deseño de PCB de alta velocidade, a área en branco da capa de sinal pode estar recuberta de cobre e como distribuír recuberta de cobre na toma de terra e na alimentación de varias capas de sinal?

Xeralmente na zona en branco o revestimento de cobre está a maior parte do caso. Só ten que prestar atención á distancia entre o cobre e a liña de sinal cando se aplica cobre xunto á liña de sinal de alta velocidade, porque o cobre aplicado reducirá a impedancia característica da liña. Tamén teña coidado de non afectar a impedancia característica doutras capas, como na construción de dobre liña.

12. ¿Pódese usar a liña de sinal por encima do plano de alimentación para calcular a impedancia característica usando o modelo de liña microstrip? Pódese calcular o sinal entre a fonte de alimentación e o plano de terra usando un modelo de liña de cinta?

Si, tanto o plano de potencia como o de terra deben considerarse como planos de referencia ao calcular a impedancia característica. Por exemplo, placa de catro capas: capa superior – capa de potencia – estrato – capa inferior. Neste caso, o modelo da impedancia característica de cableado da capa superior é un modelo de liña de microtiras co plano de potencia como plano de referencia.

13. ¿Os puntos de proba xerados automaticamente por software en PCB de alta densidade poden cumprir os requisitos de proba en produción en masa en xeral?

Se os puntos de proba xerados automaticamente polo software xeral poden satisfacer as necesidades da proba depende de se as especificacións dos puntos de proba engadidos cumpren os requisitos da máquina de proba. Ademais, se o cableado é demasiado denso e a especificación de engadir puntos de proba é estrita, é posible que non poida engadir puntos de proba automaticamente a cada sección da liña, por suposto, ten que completar manualmente o lugar de proba.

14. ¿A adición de puntos de proba afectará á calidade dos sinais de alta velocidade?

Se afecta á calidade do sinal depende de como se engadan os puntos de proba e da velocidade do sinal. Basicamente, pódense engadir puntos de proba adicionais (non mediante pin ou DIP como puntos de proba) á liña ou sacalos da liña. O primeiro equivale a engadir un condensador moi pequeno na liña, o segundo é unha rama adicional. Ambas as dúas condicións teñen máis ou menos influencia nos sinais de alta velocidade e o grao de influencia está relacionado coa velocidade de frecuencia e a velocidade de bordo do sinal. A influencia pódese obter a través da simulación. En principio, canto menor é o punto de proba, mellor (por suposto, para cumprir os requisitos da máquina de proba) canto máis curta é a rama, mellor.

15. Unha serie de sistemas PCB, como conectar a terra entre as placas?

Cando o sinal ou a fonte de alimentación entre cada placa PCB está conectada entre si, por exemplo, unha placa ten unha fonte de alimentación ou sinal á placa B, debe haber unha cantidade igual de corrente desde o chan de volta a unha placa A (isto é Kirchoff lei vixente). A corrente desta capa atopará o seu camiño de volta á impedancia máis baixa. Polo tanto, o número de pines asignados á formación non debe ser demasiado baixo en cada interface, xa sexa a conexión de enerxía ou de sinal, para reducir a impedancia e así reducir o ruído da formación. Tamén é posible analizar todo o lazo de corrente, especialmente a maior parte da corrente, e axustar a conexión da terra ou da terra para controlar o fluxo de corrente (por exemplo, para crear unha baixa impedancia nun só lugar para que a maioría da corrente flúe por ese lugar), reducindo o impacto noutros sinais máis sensibles.