PCB velike brzine design refers to any design where the integrity of the signal begins to be affected by the physical characteristics of the PCB, such as layout, packaging, interconnect, and layer stacking. Furthermore, when you start designing boards and encounter problems such as delay, crosstalk, reflection, or emission, you will enter the field of high-speed PCB design.

The focus on these issues makes high-speed design so unique. Možda ste navikli dizajnirati jednostavnu tiskanu ploču koja se fokusira na postavljanje komponenti i ožičenje. However, when using high-speed designs, it is more important to consider factors such as their distance from the signal, the width of the signal, where they are placed and what kind of track they are. Veza. Furthermore, with these factors in mind, it will reach a higher level in your PCB design process.

Vještine projektiranja PCB -a velike brzine

1. Know design software that offers advanced options

Potrebne su mnoge složene funkcije kako bi se velike brzine projektirale u CAD softveru. Također, možda nema mnogo programa za amatere, a često nema ni naprednih opcija na temelju web paketa. Stoga vam je potrebno bolje razumijevanje moćnih CAD alata.

2. Autoceste

Što se tiče ožičenja velike brzine, dizajneri moraju razumjeti pravila za osnovno ožičenje, uključujući ne prekidanje spojeva uzemljenja i kratke ožičenje. Stoga, spriječite preslušavanje na određenoj udaljenosti na digitalnoj liniji i zaštitite sve generatore smetnji kako ne biste oštetili integritet signala.

3. Cabling with impedance control

Za neke signale od oko 40-120 ohma potrebno je usklađivanje impedancije. The cue for characteristic impedance matching is the antenna and many difference pairs.

Važno je da projektant razumije kako izračunati širinu crte i potrebne vrijednosti impedancije za laminaciju. Ako vrijednost impedancije nije točna, signal može biti ozbiljno pogođen, što može dovesti do oštećenja podataka.

4. Trag koji odgovara duljini

U memorijskoj sabirnici velike brzine i sabirnici sučelja postoji mnogo linija. Ove linije mogu raditi na vrlo visokim frekvencijama, pa je ključno da signali putuju istodobno od kraja slanja do primatelja. Osim toga, zahtijeva značajku koja se naziva podudaranje duljine. Therefore, the most common standard defines the tolerance values that need to match the length.

5. Smanjite područje petlje

Dizajneri PCB -a velike brzine moraju znati neke savjete, visokofrekventni signali mogu uzrokovati EMI, EMC i druge probleme. Therefore, they need to follow basic rules, such as having continuous grounding and reducing loop area by optimizing the current return path of the wire, and putting in many suture holes.

Pitanja koja zahtijevaju pozornost u dizajnu PCB-a velike brzine

PCB layout is very important

Bez sumnje, učinkovita proizvodnja PCB-a u krugovima velike brzine važna je za krajnji rezultat. Međutim, izgled PCB -a uopće se nije razmatrao. Stoga će imati značajan utjecaj na dizajn za postizanje potrebnih funkcija i uspješnu proizvodnju PCB-a, poput planiranja na visokoj razini i usklađenosti s važnim čimbenicima. Osim toga, prije postavljanja PCB-a morate riješiti neka pitanja, kao što su postupci dizajna proizvodnje (DFM) i dodatna razmatranja o zahtjevima za PCB velike brzine.

Loš raspored može uzrokovati probleme s performansama pri početku testiranja ili pri upotrebi u proizvodnji PCB -a. To make matters worse, the need to evaluate PCB failures or performance issues and reassemble the prototype layout requires more cost and time to redesign or rework.

Notes for PCB design

In practice, high-speed PCB designs have many limitations for designers, as you need to meet various signal speed and other design requirements. Therefore, to achieve the high-speed circuit board design shown below, some factors need to be considered:

Schematic note: It is well known that a good schematic can lay a good foundation for PCB design. Therefore, depending on whether you are a PCB designer or an electrical engineer, the schematic diagram can be treated differently. Općenito, shema se tretira kao sredstvo komunikacije koje se može spojiti na pločicu. But schematics can make a big difference in organizing and presenting your high-speed designs. Therefore, as much information as possible is available on the design schematic, such as wire length, necessary component placement, PCB manufacturer information, and so on.

Podešavanje duljine traga: Kada koristite sučelje velike brzine, morate prilagoditi duljinu traga kako biste sinkronizirali prijenos signala s podatkovnom linijom. Međutim, sučelje može otkazati na maksimalnoj frekvenciji ili možda uopće neće raditi jer nije sinkronizirano. Štoviše, što je veća frekvencija sučelja, to su veći zahtjevi za podudaranjem duljine. Stoga, u slučaju paralelnih sučelja, samo trebate prilagoditi duljinu svih linija. It is important to be sure to adjust the length of these lines to get the desired length in a set of signals.

PCB materijali i zahtjevi za slaganje velikom brzinom: To će utjecati na vaš dizajn velike brzine, poput strukture slaganja slojeva i materijala od PCB -a.

Strategija postavljanja velike brzine: Budući da promjena veličine jastučića i zazora komponenti maksimizira duljinu veze velike brzine, može se dizajnirati za velike brzine koristeći različite metode za optimiziranje postavljanja komponenti i poboljšanje područja zauzimanja komponenti za velike brzine.

Differential pairs and line-length routing: It is important to route differential pairs in high-speed designs so that pairs of signals can exist simultaneously.

Razmatranja preslušavanja, kontrole impedancije i paralelizma: U dizajnu velike brzine postoje mnogi čimbenici koji mogu negativno utjecati na vaš dizajn. In addition, there are techniques to consider, such as how to minimize the impact on the design.

Understand ribbon and microstrip lines: In general, for high-speed designs, it requires multiple methods of routing. If highway routing is to be implemented, it is desirable to have a better understanding of strip and microstrip routing techniques.

Cabling topology and best cabling practices: Typically, a specific shape or topology is required if the circuit paths required for high-speed cabling are to be implemented. Also, it’s good to explore various ways to track line lengths, escapes, return paths, etc.

Simulatori: Za projektiranje velikih brzina simulacija je od velike koristi prije, tijekom i nakon početka izgleda. Therefore, you should have a better understanding of PCB design software to learn tips and tricks for simulation design.

Kako znate da li vam je potreban dizajn velike brzine PCB-a?

1. Is there a high-speed interface on the board?

A quick way to find out if you need to follow high-speed design guidelines is to check if you have high-speed interfaces, such as DDR, PCI-E, or even video interfaces, such as DVI, HDMI, etc.

Sva ova sučelja moraju slijediti neka pravila projektiranja velikih brzina. Osim toga, molimo navedite točne specifikacije za svaki podatak u dokumentaciji.

2. Ratio of trace length to signal wavelength

Općenito, ako je valna duljina vaše poruke jednaka duljini linije, vaš PCB definitivno će zahtijevati dizajn velike brzine. Budući da neki standardi (poput DDR -a) zahtijevaju da duljina linije odgovara minimalnoj toleranciji.

A good rough number is if your cable length and wavelength can be kept within an order of magnitude of each other. Zatim je dobro provjeriti dizajn velike brzine.

3. PCB s bežičnim sučeljem

Kao što znate, svaka PCB ploča ima antenu, pa bilo da se radi o priključku ili nečemu na ploči, potrebno je osmisliti signale velike brzine. Osim toga, ugrađena antena zahtijeva usku impedanciju koja odgovara duljini ugađanja.

Za ploče sa SMA konektorima ili sličnim konektorima, morate ih spojiti na konektor s određenom vrijednošću impedancije.

zaključak

In short, learning about high-speed PCB design depends on another project. Iako postoje mnogi čimbenici koje treba uzeti u obzir pri projektiranju za velike brzine. Srećom, CAD softver koji koristite za dizajn PCB -a pružit će vam pomoć, poput kalkulatora impedancije, mogućnosti izvješćivanja o duljini usmjeravanja, usmjerivača s parnim diferencijalima i drugih alata.