PCB de alta velocidade O deseño refírese a calquera proxecto onde a integridade do sinal comeza a verse afectada polas características físicas do PCB, como o deseño, o empaquetado, a interconexión e o apilamento de capas. Ademais, cando comece a deseñar placas e atope problemas como atraso, diafonía, reflexión ou emisión, entrará no campo do deseño de PCB de alta velocidade.

O foco nestes problemas fai que o deseño de alta velocidade sexa tan único. Quizais estea acostumado a deseñar un PCB sinxelo centrado na colocación de compoñentes e no cableado. Non obstante, cando se usan deseños de alta velocidade, é máis importante ter en conta factores como a súa distancia ao sinal, o ancho do sinal, onde se colocan e que tipo de pista son. A conexión. Ademais, tendo en conta estes factores, alcanzará un nivel máis alto no seu proceso de deseño de PCB.

Habilidades de deseño de PCB de alta velocidade

1. Coñece o software de deseño que ofrece opcións avanzadas

Necesita moitas funcións complexas para ser deseñadas en software CAD a alta velocidade. Ademais, pode que non haxa moitos programas para afeccionados e moitas veces non hai opcións avanzadas baseadas na suite web. Polo tanto, precisa unha mellor comprensión das potentes ferramentas CAD.

2. Estradas

Cando se trata de cableado de alta velocidade, os deseñadores necesitan comprender as regras para o cableado básico, incluído non cortar as conexións de terra e manter o cableado curto. Polo tanto, evite a diafragma a certa distancia na liña dixital e protexa todos os xeradores de interferencia para non danar a integridade do sinal.

3. Cableado con control de impedancia

Para algúns sinais duns 40-120 ohmios, require un axuste de impedancia. A pista para a correspondencia de impedancia característica é a antena e moitos pares de diferenzas.

É importante que o deseñador entenda como calcular o ancho da liña e os valores de impedancia necesarios para a laminación. Se o valor da impedancia non é correcto, o sinal pode verse gravemente afectado, o que pode provocar a corrupción dos datos.

4. Traza de coincidencia de lonxitude

Hai moitas liñas no bus de memoria de alta velocidade e no bus de interface. Estas liñas poden funcionar a frecuencias moi altas, polo que é crucial que os sinais viaxen simultaneamente desde o extremo emisor ata o extremo receptor. Ademais, require unha característica chamada coincidencia de lonxitude. Polo tanto, o estándar máis común define os valores de tolerancia que precisan coincidir coa lonxitude.

5. Minimiza a área do bucle

Os deseñadores de PCB de alta velocidade precisan coñecer algúns consellos, os sinais de alta frecuencia poden causar problemas EMI, EMC e outros. Polo tanto, necesitan seguir regras básicas, como ter unha toma de terra continua e reducir a área do bucle optimizando a ruta actual de retorno do fío e introducindo moitos buratos de sutura.

Asuntos que precisan atención no deseño de PCB de alta velocidade

O deseño do PCB é moi importante

Sen dúbida, a fabricación eficiente de PCB en circuítos de alta velocidade é importante para o resultado final. Non obstante, o deseño do PCB non se considerou en primeiro lugar. Polo tanto, terá un impacto significativo no deseño para acadar as funcións necesarias e a fabricación exitosa de PCB, como a planificación de alto nivel e o cumprimento de factores importantes. Ademais, ten que tratar algúns problemas antes do deseño do PCB, como as prácticas de deseño de fabricación (DFM) e consideracións adicionais para os requisitos de PCB de alta velocidade.

Un mal deseño pode causar problemas de rendemento ao comezar as probas ou cando se usa na fabricación de PCB. Para empeorar as cousas, a necesidade de avaliar fallos de PCB ou problemas de rendemento e recompoñer o deseño do prototipo require máis custo e tempo para redeseñar ou reelaborar.

Notas para o deseño de PCB

Na práctica, os deseños de PCB de alta velocidade teñen moitas limitacións para os deseñadores, xa que necesitas cumprir varios requisitos de velocidade de sinal e outros. Polo tanto, para conseguir o deseño da placa de circuíto de alta velocidade que se mostra a continuación, hai que ter en conta algúns factores:

Nota esquemática: é ben sabido que un bo esquema pode sentar unha boa base para o deseño de PCB. Polo tanto, dependendo de se é un deseñador de PCB ou un enxeñeiro eléctrico, o diagrama esquemático pode tratarse de forma diferente. En xeral, trata un esquema como un medio de comunicación que se pode conectar a unha placa de circuíto. Pero os esquemas poden facer unha gran diferenza na organización e presentación dos seus deseños de alta velocidade. Polo tanto, está dispoñible a maior cantidade de información posible no esquema de deseño, como a lonxitude do fío, a colocación necesaria dos compoñentes, a información do fabricante de PCB, etc.

Axuste da lonxitude da traza: cando se usa unha interface de alta velocidade, precisa axustar a lonxitude da traza para sincronizar a transmisión do sinal coa liña de datos. Non obstante, a interface pode fallar á máxima frecuencia ou pode que non funcione en absoluto porque non está sincronizada. Ademais, canto maior sexa a frecuencia da interface, maiores serán os requisitos de coincidencia de lonxitude. Polo tanto, no caso de interfaces paralelas, só precisa axustar a lonxitude de todas as liñas. É importante estar seguro de axustar a lonxitude destas liñas para obter a lonxitude desexada nun conxunto de sinais.

Materiais de PCB e requisitos para o apilamento de alta velocidade: isto afectará o seu deseño de alta velocidade, como a estrutura de apilamento de capas e o material de PCB.

Estratexia de colocación de alta velocidade: porque o cambio do tamaño da almofada e a liberación de compoñentes maximiza a lonxitude de conexión de alta velocidade, pódese deseñar para alta velocidade usando unha variedade de métodos para optimizar a colocación de compoñentes e mellorar a área de ocupación de compoñentes para alta velocidade.

Pares diferenciais e enrutamento de lonxitude de liña: é importante encamiñar pares diferenciais en deseños de alta velocidade para que poidan existir pares de sinais simultaneamente.

Consideracións sobre diafragma, control de impedancia e paralelismo: no deseño de alta velocidade, hai moitos factores que poden afectar negativamente ao seu deseño. Ademais, hai técnicas a ter en conta, como a forma de minimizar o impacto no deseño.

Coñecer as liñas de cinta e microstrip: en xeral, para deseños de alta velocidade, require varios métodos de enrutamento. Se se quere implementar o encamiñamento por estrada, é desexable ter unha mellor comprensión das técnicas de encamiñamento en tira e microstrip.

Topoloxía de cableado e mellores prácticas de cableado: normalmente é necesaria unha forma ou topoloxía específica se se deben implementar as rutas de circuíto necesarias para o cableado de alta velocidade. Ademais, é bo explorar varias formas de rastrexar lonxitudes de liña, fuxidas, camiños de retorno, etc.

Simuladores: para o deseño de alta velocidade, a simulación ten un gran beneficio antes, durante e despois de comezar o deseño. Polo tanto, debería ter unha mellor comprensión do software de deseño de PCB para aprender consellos e trucos para o deseño de simulación.

Como sabes se necesitas un deseño de PCB de alta velocidade?

1. ¿Hai unha interface de alta velocidade na placa?

Un xeito rápido de saber se precisa seguir pautas de deseño de alta velocidade é comprobar se ten interfaces de alta velocidade, como DDR, PCI-E ou incluso interfaces de vídeo, como DVI, HDMI, etc.

Todas estas interfaces precisan seguir algunhas regras de deseño de alta velocidade. Ademais, proporcione as especificacións exactas de cada dato na documentación.

2. Relación entre a lonxitude de traza e a lonxitude de onda do sinal

En xeral, se a lonxitude de onda da mensaxe é a mesma que a liña, o PCB precisará un deseño de alta velocidade. Porque algúns estándares (como o DDR) requiren que a lonxitude da liña coincida coa tolerancia mínima.

Un bo número aproximado é se a lonxitude e a onda do cable pódense manter nunha orde de magnitude entre si. Entón, é unha boa idea comprobar o deseño de alta velocidade.

3. PCB con interface sen fíos

Como sabes, cada PCB ten unha antena e, xa sexa a través dun conector ou algo na placa, hai que deseñar sinais de alta velocidade. Ademais, a antena incorporada require unha impedancia axustada para que coincida coa lonxitude de afinación.

Para placas con conectores SMA ou conectores similares, cómpre conectalos a un conector cun valor de impedancia específico.

conclusión

En resumo, aprender sobre o deseño de PCB de alta velocidade depende doutro proxecto. Aínda que hai moitos factores a ter en conta á hora de deseñar para alta velocidade. Afortunadamente, o software CAD que usa para o deseño de PCB proporcionaralle axuda, como calculadoras de impedancia, opcións de informes de lonxitude de enrutamento, enrutadores de pares diferenciais e outras ferramentas.